„Polymer“ – Versionsunterschied

| [[Datei:Cellulose Sessel.svg|zentriert|230px]] [[Cellulose]] ist ein Polymer und das wichtigewichtigste Strukturelement der Pflanzen.

Ein '''Polymer''' [{{IPA|poliˈmeːɐ̯}}] (von {{grcS|πολύ}}, ''polý'' ‚viel‘ und {{lang|grc|μέρος}}, ''méros'' ‚Teil‘) ist ein [[chemischer Stoff]], der aus [[Makromolekül]]en besteht.<ref>{{Gold Book| polymer|P04735|Version=2.3.3}}</ref> Die Makromoleküle einesdieser StoffesStoffe sind aus einer oder mehreren Struktureinheiten, den sogenannten [[Konstitutionelle Repetiereinheit|konstitutionellen Repetiereinheiten]] oder Wiederholeinheiten, aufgebaut. Das Adjektiv ''polymer'' bedeutet entsprechend „aus vielen (gleichen) Teilen aufgebaut“. In vielen Fällen besteht ein Polymer aus nicht identischen Makromolekülen, da die Anzahl der Wiederholeinheiten und damit die [[Molekülmasse]] der [[Molekül]]e variiert. Synthetische oder halbsynthetische Polymere sind die Hauptkomponente für die Herstellung von [[Kunststoff]]en. Von Lebewesen erzeugte Polymere werden [[Biopolymer]]e genannt und haben essentielle Bedeutung für das Leben.

* Lineare Polymere mit regelmäßigem Aufbau, mit geringer Verzweigung und stereoreguläre (iso- und syndiotaktische) Polymere haben im festen Zustand eine [[teilkristallin]]e Struktur.<ref name="MakroChem" /> Bei einfach strukturierten Polymeren, wie bei [[Polyethylen]], liegen in einer idealisierten Vorstellung weite Bereiche nicht als Knäuel, sondern in Zickzack-Konformation vor. Mehrere Zickzack-Konformationen bilden dichte Kettenpackungen aus und sind damit in diesen Bereichen kristallin. Solche [[Kristallit]]e werden Lamellen genannt und sind viel dünner (oft etwa 10&nbsp;nm)<ref name="KunstChemIng">[[Wolfgang Kaiser (Chemiker)|Wolfgang Kaiser]]: ''Kunststoffchemie für Ingenieure.'' 3. Auflage, Carl Hanser, München 2011, S. 84.</ref> als die Polymere lang sind. Sie werden durch mehr oder weniger regulärerreguläre Faltungen einer oder mehreremehrerer Molekülketten gebildet. Zwischen den Lamellen liegen amorphe Strukturen vor. Einzelne Moleküle können zwischen den Lamellen zu Verschlaufungen führen, aber auch an der Bildung von zwei (oder mehr) Lamellen beteiligt sein (Tie-Moleküle). Mehrere Lamellen bilden eine Überstruktur, einen [[Sphärolith]], oft mit einem Durchmesser im Bereich von 0,05 bis 1&nbsp;mm.<ref name="KunstChemIng" />

: Art und Anordnung von (funktionellen) Resten der Wiederholeinheiten beeinflussen oder bestimmen die Kristallinität und die Stärke der Nebenvalenzbindungen mit. Bei isotaktischem Polypropylen bilden die Moleküle eine [[Helix]]. Helices erlauben, wie bei einer Zickzack-Konformation, eine dichte Kettenpackung. Besonders kräftige intermolekulare Wechselwirkungen treten auf, wenn die Reste der Wiederholeinheiten die Ausbildung von [[Wasserstoffbrückenbindung]]en erlauben, wie beispielsweise bei [[Aramide|''p''-Aramid]]. Die Kristallinität und Überstruktur istsind immer abhängig von den Bedingungen ihrer Bildung, siehe auch [[Kristallisation (Polymer)|Kristallisation von Polymeren]]. Teilkristalline Strukturen führen im Vergleich zu amorphen Strukturen zu einer höheren Steifigkeit, Dichte, Schmelztemperatur und Beständigkeit eines Polymers.

* Weitmaschig [[Vernetzung (Chemie)|vernetzte]] Polymere sind Elastomere und lassen sich nicht wie Thermoplaste ohne Zersetzung schmelzen. [[Thermoplastische Elastomere]] sind hingegen reversibel über Nebenvalenzen „physikalisch vernetzt“ und lassen sich schmelzen. Eine Variante sind Blockcopolymere, beibestehend demaus ein Hartsegment des Polymers die Neigungeinem zur Kristallisation hatneigenden Hart- und einem Weichsegment mit amorpher Struktur. Die Hartsegmente sorgen für eine weitmaschige, physikalische Vernetzung.

Die [[Temperaturbeständigkeit]] eines Polymers hängt von der Struktur der verwendeten Monomere, der Stabilität der Bindungen zwischen den Monomeren und den Wechselwirkungen der Polymerketten untereinander ab. Eine hohe Wärmebeständigkeit kann durch eine ErhöhungSteigerung der [[Schmelzenthalpie]] und eine ErniedrigungVerminderung der [[Schmelzentropie]] erreicht werden. Bei [[Amorphes Material|amorphen]] Polymeren sollten die [[Glastemperatur]] und bei [[teilkristallin]]en Polymeren die Glas- und Schmelztemperatur möglichst hoch sein. Zum Erreichen von Temperaturbeständigkeit können C-H-Bindungen und C-C-Bindungen durch [[Chemische Bindung|Bindungen]] zwischen Kohlenstoff und Heteroatomen wie Fluor, Stickstoff oder Sauerstoff oder aber durch stabilere [[Aromaten|aromatische]] Bindungen ersetzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist der Aufbau von Polymeren mit zwei parallelen und miteinander verbundenen [[Hauptkette]]n (Leiterpolymere).<ref name="Cheldron">Harald Cherdron, Friedrich Herold, Arnold Schneller: ''Technisch wichtige temperaturbeständige Polymere.'' In: ''Chemie in unserer Zeit.'' 23, 1989, S.&nbsp;181–192, [[doi:10.1002/ciuz.19890230602]].</ref>

** [[Polystyrol]] (PS), besser bekannt in geschäumtem Zustand als [[Styropor]]^® (Handelsname der [[BASF]])

** [[Polytetrafluorethylen]] (PTFE), Handelsname ist Teflon^® (E. l. Du Pont de Nemours and Company) oder Tefal^®

** [[Polymethylmethacrylat]] (PMMA), unter dem Handelsnamen Plexiglas^® ([[Evonik Industries AG]])

** die Gruppe der [[Polyamide]], als PA66 unter dem Handelsnamen Nylon^®, als PA6 unter dem Handelsnamen [[Perlon]]^® oder als PA12G unter dem Handelsnamen Lauramid^®

** die Gruppe der [[Aramide]] (Polyaramide, aromatische Polyamide), darunter die Textilfasern Poly(''p''-phenylenterephthalamid) (PPTA, Handelsnamen: Kevlar^®, Twaron^®) und Poly(''m''-phenylenterephthalamid) (PMPI, Handelsnamen: Nomex^®, Teijinconex^®)

*** [[Polycarbonate]] (PC) mit Handelsnamen Lexan oder Makrolon^® ([[Covestro]])