Materialsynthese

Bei allen Polymersynthesen sind zwei wichtige Parameter noch der mittlere
Polymerisationsgrad des Materials und die Molmassenverteilung. Obwohl es im Realfall für
letztere praktisch keine Einschränkungen gibt (von monomodal/monodispers bis polymodal
(also mit mehreren Maxima in der Verteilung)), lassen sich viele Materialien durch eine von
zwei Verteilungen recht gut beschreiben. Dies sind die Poisson-Verteilung und die Most
probable distribution oder Schulz/Flory-Verteilung. Erstere erhält man bei lebender
Polymerisation unter sehr kontrollierten Bedingungen. Letztere erhält man zumindest immer
im Gleichgewichtszustand von Stufenreaktionen (Polykondensationen/Polyadditionen), die
unten noch eingeführt werden.
Ein Maß für die Einheitlichkeit der Molmassenverteilung ist der Polydispersitätsindex
Mw/Mn. Für Poisson-Verteilungen liegt dieser nahe bei 1, für Schulz/Flory-Verteilungen nahe
bei 2.
Schließlich ist auch die Partikelgröße und –form wichtig für das Einsatzgebiet des Materials.
Diese wird weniger durch die chemische Reaktion (obwohl in manchen Fällen auch) als viel
mehr durch die Prozeßführung determiniert, wie unten noch beschreiben wird. Auch die
Einstellung der Porosität durch Schäumung des Materials ist in diesem Zusammenhang zu
nennen.
Molecular Weight
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
M n = n i M i / n i
M w = n i M i 2 / ni M i
Most probable distribution (Schulz/Flory)
0.4
Mn M w
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800
degree of polymerization
Mw M
= 2 -
1
n Pn
Polymerization „isomers―
2 = ni (M i-M n) 2 / n i = M n (M w - M n) : standard deviation of distribution
Poisson distribution (living polymerization)
M ol e c ul a r w e i gh t
0 . 0 45
0 . 04
0 . 0 35
0 . 03
0 . 0 25
0 . 02
0 . 0 15
0 . 01
0 . 0 05
M nM w
Mw M = 1 +
1
n Pn
0
0 100 2 00 300 40 0 5 00 600 70 0 800
d e gr e e o f p ol y m e r i za ti on
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