Was ist Telomerisation?
Die Telomerisation ist ein chemischer Prozess, bei dem kurzkettige Polymere, sogenannte Oligomere, entstehen, die aus zwei bis zehn Wiederholungseinheiten bestehen. Oligomere werden mit Polymeren des gleichen Typs gemischt, um die Flexibilität und Verarbeitbarkeit eines Materials zu erhöhen. Die Polymerisationsreaktion wird bei Kettenübertragungspolymerreaktionen durch das Telomerisationsverfahren abgebrochen.
Polymerisationsreaktionen laufen normalerweise ziemlich schnell ab. Das Monomer ist die Grundeinheit, die das Grundgerüst des Polymers bildet. Üblicherweise müssen die Monomereinheiten durch Zugabe eines Katalysators oder von Energie zur Reaktion gebracht werden. Die Polymerisationsreaktion findet fast augenblicklich statt, sobald die Aktivierungsenergie oder die Energiehürde, die eine spontane Reaktion verhindert, erreicht ist.
Obwohl die Reaktion schnell abläuft, werden der Kette nacheinander Monomere hinzugefügt. Die Polymerketten wachsen weiter, bis das Monomer erschöpft ist. Das endgültige Molekulargewicht des Polymers wird durch die Anzahl der eingeleiteten Ketten in Abhängigkeit von den Anfangsbedingungen gesteuert. Die Anfangsbedingungen würden die Katalysatormenge, die zugeführte Wärme und die Reaktorauslegung einschließen.
Polymere neigen aufgrund ihres hohen Molekulargewichts dazu, steif zu sein. Um das Material geschmeidiger zu machen, werden kurzkettige Oligomere gleicher oder ähnlicher chemischer Zusammensetzung zugesetzt. Der übliche Neuwagengeruch wird durch die Migration der in diesem Zusammenhang als Weichmacher bezeichneten Oligomere aus der Vinylpolsterung verursacht. Die Oligomere sind kurz genug, um eine gewisse Flüchtigkeit aufzuweisen, so dass sie von der Nase erkannt werden können.
Es gibt viele Arten von Polymerreaktionen. Bei einer Kettenübertragungsreaktion ist die reaktive Spezies ein freies Radikal, eine instabile Molekülspezies mit einem ungepaarten Elektron, das sofort reagiert. Die Kettenfortpflanzungsschritte der Polymerreaktion halten das Radikal in Bewegung, während es wächst.
Der Zugang zum reaktiven Radikalende wird schwieriger, je länger die Kette wird. Wenn ein Kettenübertragungsmittel vorhanden ist, überträgt das Mittel das freie Radikal auf ein neues Monomer und beendet die Kette. Das radikalische Monomer startet eine neue Kette. Sowohl die Beendigung der frühen Kette, die der Telomerisationsschritt ist, als auch die Einleitung einer neuen Kette wirken, um die Länge der Ketten zu begrenzen.
Gute Kettenübertragungsmittel haben normalerweise eine schwache chemische Bindung, was den Transfer des ungepaarten Elektrons erleichtert. Übliche verwendete Mittel sind Halogenkohlenwasserstoffe, Kohlenstoffe, die an die Halogenreihe von Elementen gebunden sind. Thiole, das Schwefeläquivalent eines Alkohols mit einer Schwefel-Wasserstoff (-SH) -Funktionsgruppe, werden ebenfalls verwendet.
Kurzkettige Oligomere können in vier Konfigurationen miteinander telomerisiert werden: Kopf an Kopf, Kopf an Schwanz, Schwanz an Schwanz und Schwanz an Kopf. Die Oligomermischung besteht aus allen vier Molekülen. Polymerchemiker untersuchen Möglichkeiten, um die Ergebnisse der Telomerisation vorhersehbarer zu machen.