Polyesterharze – Alkydharze

• Lineore Polyester. Durch Polykondensation von zweiwertigen Alkoholen mit Dicar – bonsauren werden lineare Polyester erhalten. Der wohl bekannteste Vertreter dieser Grup- pe von Kunststoffen ist das Polyethylenterephthalat, PET. PET entsteht durch Umsetzung von Ethylenglycol mit Terephthalsaure (Gl. 10-19).

Подпись:n{H0-(CH2)2-0H +

Подпись: (10-19)

Polyesterharze - Alkydharze Polyesterharze - Alkydharze

Ethylenglycol Terephthalsaure

n

Aus PET werden vor allem Dichtungsbahnen fur Bauwerksabdichtungen und Folien mit einer aulierordentlich hohen ReiJJfestigkeit und Temperaturbestandigkeit hergestellt. PET wird auBerdem zu Kunstfasem (z. B. Diolen) und Polyesterseilen verarbeitet. Aufgrund ihrer geringen Masse gewinnen PET-Flaschen fur Getranke immer mehr an Bedeutung. Setzt man 1,4-Butandiol anstelle von Ethylenglycol mit Terephthalsaure um, erhalt man Polybutylenterephthalat, PBT. PBTP besitzt ahnliche Eigenschaften wie PET.

• Vernetzte Polyester. Bei der Polykondensation eines drei – (z. B. Glycerin) oder hoher- wertigen Alkohols (Polyols) mit einer zweiwertigen aromatischen Dicarbonsaure oder de – ren Anhydrid bilden sich bei Temperaturen um 250°C vernetzte, schwer schmelzbare Kon – densationsprodukte (<Glyptalharze). Setzt man pflanzliche Ole (z. B. Leinol) oder Fettsauren zu, bilden sich im Resultat der Polykondensation Alkydharze (olmodiflzierte Alkyd- harze). Dabei wird mindestens eine OH-Gruppe des Polyols mit einer Fettsaure verestert. Je nach,,0lbasis“ unterscheidet man (luft)trocknende, halb – und nicht trocknende Alkyd­harze. Die Alkydharze bilden wetter – und wasserfeste, lichtbestandige Anstrichfilme, wes – halb sie vor allem als Lackharze verwendet werden.

Ungesattigte Polyesterharze, UP, werden durch Polykondensation ungesattigter Dicar – bonsauren bzw. polyfunktioneller ungesattigter Carbonsaurederivate mit mehrwertigen Alkoholen erhalten. Die zunachst durch Kondensation entstehenden linearen und ver – zweigten ungesattigten Polyester fallen als glasig-amorphe, feste Massen an. Indem man sie in einem polymerisationsfahigen Losungsmittel wie Styrol lost, erreicht man eine Ver- netzung. Die ausgeharteten UP liegen als vernetzte Polyester vor. Ihre Synthese stellt eine Kopplung von Polykondensations – und Polymerisationsreaktionen dar.

Die Losungen der ungesattigten Polyester in Styrol (Achtung: Styroldampfe wirken reizend auf Augen, Atemwege und Haut!) bezeichnet man als Giefi – oder Reaktionsharze (auch: Laminarharze). Der Styrolgehalt kommerziell gehandelter Losungen liegt zwischen

35.. .40%. Die Aushartung kann je nach eingesetztem Harter und evtl. Beschleunigem bei hoheren Temperaturen oder bei Normaltemperatur erfolgen. Durch Zugabe organischer Peroxide als Harter erfolgt die Polymerisation der Kondensate bei Temperaturen zwischen

80.. .160°C. Soli eine effektive Aushartung unter 80°C erreicht werden, mussen Beschleuni – gersubstanzen, z. B. Metallsalze, zugesetzt werden.

Die vernetzten, ausgeharteten Polyesterharze sind harte, sprode, farblose und glasklare Werkstoffe, die sich leicht einfarben lassen. Sie sind bestandig gegeniiber Wasser, ver – dunnte Mineralsauren und Alkalien, Salzlosungen sowie den meisten organischen Lo – sungsmitteln (Ausnahme: Aceton, Essigsaureethylester). Die mechanischen Eigenschaften der Polyesterharze konnen durch Glasfaserverstarkung verbessert werden (Glasfaserver – starkte Kunststoffe, GFK). Verwendung: Klebstoff (Zweikomponenten-Kleber), Poly – mermortel und – betone, GieBharze, glasfaserverstarkte Polyesterharze (UP-GF). UP-GF finden im Bausektor Verwendung fur lichtdurchlassige, ebene bzw. gewellte Platten und Tafeln fur Fassadenbekleidungen, Wande und Decken; des Weiteren fur Profile, Rohre so­wie Bauelemente fur Schwimmbader.

Polycarbonate, PC, sind lineare Polyester, die durch Polykondensation von Derivaten der Kohlensaure mit Dialkoholen (Diolen) hergestellt werden. Von Bedeutung sind vor allem Polycarbonate auf der Basis aromatischer Dihydroxyverbindungen, hauptsachlich des 4,4′- Dihydroxy-dimethyl-diphenyl-methans (Bisphenol A, auch: Dian, Abb. 10.18a). Durch Umsetzung mit Phosgen C1-CO-C1, dem Dichlorid der Kohlensaure, bilden sich unter Ab – spaltung von HC1 lineare Makromolekule (Abb. 10.18b). Die Bezeichnung dieser Kunst­stoffe als Polycarbonate geht auf die Gruppierung (-0-C0-0-, Carbonat: CO32") zurtick. Polycarbonate sind klare, durchsichtige, farblose bis schwach gelbliche, thermoplastische Kunststoffe, die in ihren mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften zahl – reichen anderen Kunststoffen iiberlegen sind. PC sind hartelastische Stoffe, die sich polie – ren, spanend bearbeiten, kleben, schweiBen und nageln lassen. Sie sind bis -100°C schlag-

Polyesterharze - Alkydharze

zah und wegen ihres relativ hoch liegenden Erweichungsbereichs bis ca. 130°C einsetzbar. Polycarbonate sind bestandig gegeniiber Wasser, Salzlosungen, verdtinnten Mineralsauren, Kohlenwasserstoffen, Olen und Fetten. Von bestimmten Chlorkohlenwasserstoffen, wie z. B. CH2C12 und CC14, sowie von Benzol werden sie angequollen. Wassrige Losungen von Alkalien und Ammoniak greifen PC an. Polycarbonate weisen eine ausgezeichnete Bestan – digkeit gegeniiber Sonnenlicht, Witterungseinflussen und radioaktiver Strahlung auf. Verwendung: Platten, Tafeln und Stangen, lichtdurchlassige Formplatten, Verglasungen, durchsichtige Gerateabdeckungen, Telefonzellen, CD und DVD u. a.m.

Furanharze sind Polymere, die in der Hauptkette Furanringe (s. Кар. 10.1.8) enthalten. Sie werden durch Polykondensation von Furfurylalkohol (2-Furanmethanol) mit sich selbst oder mit Furfurol (a-Furfurylaldehyd), Formaldehyd, Hamstoff, Ketonen und/oder Phenol als Co-Monomeren hergestellt. Furanharze sind braune bis schwarze, viskose Fliissigkeiten, die unter dem Einfluss stark saurer Katalysatoren zu Produkten mit ausgezeichneten Gebrauchseigenschaften vemetzen. Kommerziell erhaltliche Furanharze bestehen aus den entsprechenden Furfurylalkohol-Cokondensaten, denen zur Viskositatsemiedrigung Reak – tiwerdunner wie Furfurol, Furfurylalkohol oder aromatische Aldehyde zugesetzt sind. Die Kalterhartung erfolgt entweder mit Mineralsauren (H3P04, verd. H2S04), die als wassrig – alkoholische Losungen zugegeben werden, oder mit festen kristallinen aromatischen Sul – fonsauren. Sie konnen dem Harz in fester Form, z. B. im Gemisch mit den Fiillstoffen, aber auch als wassrig-alkoholische Losung, zugesetzt werden. Verwendung: Chemikalienbestan – dige Kitte und bei niedriger Temperatur hartende Klebstoffe. Glasfaserverstarkte Furan­harze werden als Konstruktionsmaterialien mit hoher Korrosions-, Hitze – und Flammbe – standigkeit fur Behalter, Rohrleitungen und Reaktoren eingesetzt.