Techniklexikon

Kettenwachstum

Kettenfortpflanzung, vor allem bei Polymerisationen chemische Fortpflanzungsreaktion während der Kettenreaktion. Je nach Mechanismus des Kettenwachstums gibt es neben Kettenübertragungsreaktionen, die vor allem zu Seitenketten führen, noch die Polyadditionen und Polykondensationen. Bei Polyadditionen entstehen aus einem aktivierten Monomeren und einem anderen Monomeren ein Produkt, welches dann wieder mit einem aktivierten Monomeren zu einem Polymeren immer grösserer Kettenlänge abreagiert (z.B. Polymerisation von Ethen, Methylmethacrylat oder Styrol). Die Polykondensation verläuft in vielen Einzelschritten, wobei das Polymere durch Abspaltung kleiner Moleküle (z.B. Wasser) gebildet wird (z.B. Herstellung von Polyamiden oder Polyestern). Für das Kettenwachstum bzw. die Kettenlänge, welche als Quotient aus der Wachstumsgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Startreaktion definiert ist, gibt es folgende physikalische Gesetzmässigkeit: Bei Erreichen des stationären Zustands muss die Startgeschwindigkeit gleich der Abbruchgeschwindigkeit sein; wenn also die Abbruchreaktion langsamer verläuft als das Kettenwachstum, werden die Polymerketten im Mittel länger. Ist die Abbruchreaktion gleich schnell wie das Kettenwachstum, findet praktisch kein Wachstum statt. Je kleiner die Startgeschwindigkeit ist, desto grösser ist demnach die mittlere Kettenlänge und desto höher ist die mittlere Molekülmasse des Polymeren. Auf diese Weise lässt sich die Kettenlänge bzw. Molekülmasse der Polymeren bei der Synthese kinetisch steuern.