Zu den Polymeren gehören allgegenwärtige Kunststoffe wie Plexiglas, Dichtmassen, Klebestreifen und viele Verpackungsmaterialien. Daher bildet die Vermittlung der Grundlagen polymerer Werkstoffe einen integralen Bestandteil der Curricula der Studienfächer Chemie, Materialwissenschaften und der Ingenieur- und Lebenswissenschaften.

Dieses Buch ermöglicht einen leichten Einstieg in die Polymerwissenschaften. Die Polymerklassen Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere werden mit ihren Eigenschaften vorgestellt, und den Studierenden wird vermittelt, welche Synthesestrategie zu dem Produkt mit den gewünschten Eigenschaften führt. Die am häufigsten verwendeten Polymere werden anhand alltagsbezogener Beispiele eingeführt. Zahlreiche Tipps und Übungsaufgaben unterstützen beim Lernen.



Peter F. W. Simon ist Professor fur Organische und Polymerchemie an der Fakultat Life Sciences der Hochschule Rhein-Waal in Kleve. Nach Abschluss seines Studiums an den Universitaten Marburg, Dijon (Frankreich) und Mainz fuhrte ihn ein einjahriger Forschungsaufenthalt an die Cornell University, Ithaca (USA). Nach seiner Ruckkehr nach Deutschland leitete er Entwicklungslaboratorien im Bereich der Polymeranalytik und Polymersynthese bei diversen Start-Up Unternehmen. Im Jahre 2004 ubernahm er den Aufbau und die Leitung der Abteilung 'Kontrollierte Polymersynthese' der GKSS Geesthacht, jetzt Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum fur Materialforschung und Kustenforschung, bis er im Jahr 2010 den Ruf der neugegrundeten Hochschule annahm.

Amir Fahmi ist Professor fur Materialwissenschaften an der Fakultat Technologie und Bionik der Hochschule Rhein-Waal in Kleve. Nach Abschluss seines Studiums der Chemie an der TU Dresden promovierte er dort 2003 in Zusammenarbeit mit dem Institut fur Polymerforschung, Dresden. Als Post-Doc an der Universitat Nottingham (GB) forschte er im Gebiet der selbstorganisierten Nanostrukturen. 2005 etablierte er als Senior Research Fellow (Assistant Professor) seine eigene Forschungsgruppe innerhalb des Nottingham Innovative Manufacturing Research Centre (NIMRC). Mit dieser Gruppe konnte er interdisziplinare Konzepte fur die Herstellung nanostrukturierter Materialien entwickeln. Am 1. Oktober 2011 wurde Amir Fahmi an die Hochschule Rhein-Waal berufen. Er leitet den Studiengang Biomaterials.

1;Cover;1 2;Titelseite;5 3;Impressum;6 4;Inhaltsverzeichnis;7 5;Geleitwort;11 6;Vorwort;13 7;1 Grundlagen;15 7.1;1.1 Geschichte;15 7.2;1.2 Einleitung;18 7.2.1;1.2.1 Begriffe;18 7.2.2;1.2.2 Der Polymerisationsgrad;19 7.2.3;1.2.3 Nomenklatur;21 7.3;1.3 Aufbau von Makromolekülen;23 7.3.1;1.3.1 Abfolge der Wiederholungseinheiten;23 7.3.2;1.3.2 Topologie;23 7.3.3;1.3.3 Homo- oder Copolymere;24 7.3.4;1.3.4 Isomerie;26 7.4;1.4 Molare Massen;37 7.5;1.5 Eigenschaften von Polymeren als Festkörper;42 7.6;Literatur;44 8;2 Synthese von Polymeren;47 8.1;2.1 Überblick und Einteilung;47 8.1.1;2.1.1 Mechanismen der Polymerisation;47 8.1.2;2.1.2 Thermodynamische Voraussetzungen;48 8.2;2.2 Kettenpolymerisation;59 8.2.1;2.2.1 Teilreaktionen;59 8.2.2;2.2.2 Lebende Polymerisation;61 8.2.3;2.2.3 Abbruch, Übertragung und langsamer Start;65 8.3;2.3 Ionische Polymerisationen;77 8.3.1;2.3.1 Anionische Polymerisation;79 8.3.2;2.3.2 Kationische Polymerisation;91 8.4;2.4 Radikalische Polymerisation;115 8.4.1;2.4.1 Allgemeines;115 8.4.2;2.4.2 Start;116 8.4.3;2.4.3 Wachstum;119 8.4.4;2.4.4 Abbruch;122 8.4.5;2.4.5 Stationärer Zustand und Polymerisationsgrad;124 8.4.6;2.4.6 Übertragung und Polymerisationsgrad;130 8.4.7;2.4.7 Kontrollierte radikalische Polymerisation;150 8.4.8;2.4.8 Polymerisation in heterogenen Systemen;156 8.5;2.5 Polyinsertion;159 8.5.1;2.5.1 Einleitung;159 8.5.2;2.5.2 Cossee-Arlman-Mechanismus;161 8.5.3;2.5.3 Orientierung der Monomere;162 8.5.4;2.5.4 Ziegler-Natta-Katalysatoren;168 8.5.5;2.5.5 Metallocen-Katalysatoren;175 8.5.6;2.5.6 Metathese;187 8.6;2.6 Polyaddition und Polykondensation;192 8.6.1;2.6.1 Einleitung;192 8.6.2;2.6.2 Reaktanten;195 8.6.3;2.6.3 Kinetik der Stufenreaktion;198 8.6.4;2.6.4 Polymerisationsgrad und Verteilung;202 8.6.5;2.6.5 Verzweigte und vernetzte Systeme;211 8.7;2.7 Copolymerisation;217 8.7.1;2.7.1 Synthese von Copolymeren;217 8.7.2;2.7.2 Statistische Copolymere;219 8.7.3;2.7.3 Block- und Pfropfcopolymere;239 8.8;2.8 Reaktionen von Polymeren;248 8.8.1;2.8.1 Polymeranaloge Reaktionen;248 8.8.2;2.8.2 Abbaureaktionen;253 8.9;Literatur;255 9;3 Eigenschaften von Polymeren in Lösung;269 9.1;3.1 Modelle zur Beschreibung der Abmessungen von Makromolekülen;269 9.1.1;3.1.1 Einleitung;269 9.1.2;3.1.2 Statistisches Knäuel und flexible Kette;271 9.1.3;3.1.3 Starres Stäbchen und wurmartige Kette;280 9.1.4;3.1.4 Trägheitsradius;285 9.2;3.2 Thermodynamik von Polymerlösungen;289 9.2.1;3.2.1 Einführung;289 9.2.2;3.2.2 Ideale Lösung;289 9.2.3;3.2.3 Reguläre Lösung;299 9.2.4;3.2.4 Verhalten idealer Mischungen;314 9.2.5;3.2.5 Verhalten regulärer Mischungen;322 9.2.6;3.2.6 Phasendiagramme regulärer Mischungen;334 9.2.7;3.2.7 Grenzen des Flory-Huggins-Modells und Exzessgrößen;340 9.2.8;3.2.8 Virialkoeffizienten und Qualität des Lösungsmittels;343 9.2.9;3.2.9 Hydrodynamischer Radius;349 9.2.10;3.2.10 Konzentrationsregime von Polymeren in Lösung;352 9.3;3.3 Verteilungen;356 9.3.1;3.3.1 Anzahl, Masse und Anteil;356 9.3.2;3.3.2 Mittelwerte und Gewichte;368 9.3.3;3.3.3 Breite der Verteilung;381 9.4;3.4 Methoden zur Bestimmung der molaren Massen;385 9.4.1;3.4.1 Einleitung;385 9.4.2;3.4.2 Bestimmung der Endgruppen;385 9.4.3;3.4.3 Osmose;389 9.4.4;3.4.4 Lichtstreuung;398 9.4.5;3.4.5 Ultrazentrifuge;411 9.4.6;3.4.6 Viskosität;429 9.4.7;3.4.7 Methoden zur Bestimmung der Verteilung;437 9.4.8;3.4.8 Zusammenfassung und Vergleich;451 9.5;Literatur;453 10;4 Eigenschaften von Polymeren als Festkörper;459 10.1;4.1 Thermische Eigenschaften;459 10.1.1;4.1.1 Einleitung;459 10.1.2;4.1.2 Schmelzen und Kristallisieren;460 10.1.3;4.1.3 Der Glasübergang;464 10.1.4;4.1.4 Kristallisation bei Polymeren;471 10.1.5;4.1.5 Experimentelle Bestimmung der Phasenübergänge;472 10.2;4.2 Mechanische Eigenschaften;479 10.2.1;4.2.1 Elastisches und plastisches Verhalten;479 10.2.2;4.2.2 Elastische Verformung;479 10.2.3;4.2.3 Plastisches Fließen;486 10.2.4;4.2.4 Elastizität und Viskosität;494 10.2.5;4.2.5 Kautschukelastizität;503 10.3;4.3 Grundlagen der Streuung;509 10.3.1;4.3.