Was ist die Polykondensation und wie läuft der Mechanismus ab? Das zeigen wir dir in dem folgenden Beitrag und Video dazu!
Die Polykondensation ist eine chemische Reaktion zur Bildung von Polykondensaten. Dazu werden kleine chemische Verbindungen, sogenannte Monomere, aneinander gebunden. Die Monomere benötigen mindestens zwei reaktionsfreudige funktionelle Gruppen, wie zum Beispiel -COOH, -NH2 oder -OH.
Wenn solche Kondensationsreaktionen ablaufen, spalten die funktionellen Gruppen der Monomere Reaktionsnebenprodukte ab. Das sind kleine Moleküle wie Wasser, Salzsäure oder Ammoniak. Die Monomere verbinden sich dann zu Polymeren.
Die Polykondensation ist eine mehrstufige chemische Reaktion zur Gewinnung von Polymeren (Kunststoffe). Dabei werden Monomere mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unter Abspaltung von einfachen Molekülen wie H2O, HCl oder NH3 zu Polykondensaten verbunden.
Als Polykondensate bezeichnest du Polymere, welche du beim Mechanismus der Polykondensation bildest. Je nachdem, welche Art von Monomeren aneinander gekettet werden, entstehen unterschiedliche Polykondensate.
Bei zwei funktionellen Gruppen entstehen unverzweigte Polymere, die du Thermoplaste . nennst. Hast du mehr als zwei funktionelle Gruppen, erhältst du verzweigte oder dreidimensional vernetzte Polymere namens Duroplaste .
Beispiele für Polykondensate sind:
PET stellst du aus den Monomeren Terephthalsäure und Ethylenglycol her. Der Mechanismus bei der Polykondensation von PET ist eine Veresterung. Das bedeutet, aus der funktionellen Gruppe -COOH (Carboxylgruppe) wird unter Abspaltung von H2O ein Ester (RCOOR‘) gebildet. Die Reaktion läuft unter Säurekatalyse ab und wird somit durch Hinzugabe von Säuren beschleunigt. Sie besteht aus 6 Schritten:
Beachte: Alle Reaktionsschritte sind Gleichgewichtsreaktionen
und können sich somit ineinander umwandeln. Das heißt, sie können in beide Richtungen ablaufen.
Nylon ist ein Vertreter der Polyamide. Zur Herstellung von Nylon 6,6 findet ebenfalls eine Polykondensation statt. Die Ausgangsverbindungen für die Herstellung sind das Adipinsäuredichlorid und das Hexamethylendiamin. Die Reaktion benötigt keine Säurekatalyse, da das Adipinsäuredichlorid sehr reaktiv ist. Die Reaktion besteht aus 4 Schritten:
Beachte: Es handelt sich bei der Polykondensation zu Nylon 6,6 nicht um Gleichgewichtsreaktionen, da HCl als Gas entweicht.
Die Herstellung von Silikon braucht kein zweites Monomer. Stattdessen reagiert Dimethylsilylchlorid mit Wasser. Das passiert in 3 Schritten:
Beachte: Weil bei der Herstellung von Silikon kein anderes Monomer, sondern nur Wasser benötigt wird, sprichst du von einer anorganischen Polykondensation.
Der Sammelbegriff für die Polykondensation ist die Polymerisation (auch Polyreaktion). Bei der Polymerisation verbindest du monomere Bausteine zu Polymeren.
Bei der Polykondensation verbindest du Monomere zu Polymeren und spaltest dabei durch Kondensationsreaktionen kleine Moleküle, wie z.B. H20 ab.
Bei der Polyaddition verbindest du deine monomeren Bausteine einfach zu deinem Polymer. Hierbei werden keine kleinen Moleküle wie H2O, HCl oder NH3 freigesetzt. Wichtige Reaktionen sind beispielsweise die Herstellung von Polyurethanen (PUR). Polyurethane findest du zum Beispiel als Bestandteil in Haushaltsschwämmen.
Es gibt noch weitere Polykondensationen, wie zum Beispiel die Herstellung von Phenolharz aus Phenol und Formaldehyd.
Bei diesem Prozess bindet ein Formaldehyd zwischen zwei Phenolmoleküle. Dabei wird Wasser abgespalten. Auf diese Art werden weitere Phenolmoleküle verbunden, sodass ein räumliches Netzwerk entsteht. Das bezeichnest du dann als Phenolharz.
Darüber hinaus gibt es auch in der Natur vorkommende Polykondensate, sogenannte natürliche Polykondensate. Beispiele hierfür sind Proteine. Proteine bestehen aus Aminosäuren. Einzelne Bausteine von Aminosäuren hingegen verbinden sich in einer Polykondensation zu einem Protein.
Hierbei reagiert die -NH2-Gruppe der Aminosäure mit der -COOH-Gruppe einer anderen Aminosäure. Du sprichst dabei auch von einer Peptidbindung. Bei der vielfachen Kondensationsreaktion wird wieder Wasser abgespalten.
Möchtest du noch mehr zu der Peptidbindung wissen, dann schau dir unser Video
dazu an!
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