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E-Book

Makromolekulare Chemie

Eine Einführung

AutorBernd Tieke
VerlagWiley-VCH
Erscheinungsjahr2014
Seitenanzahl412 Seiten
ISBN9783527683529
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis46,99 EUR
Die Makromolekulare Chemie (Polymerchemie) beschäftigt sich mit der Synthese, Isolierung, Charakterisierung und Modifi zierung von großen Molekülen (Polymere). Diese Moleküle können aus bis zu Hunderttausenden gleicher oder unterschiedlicher Bausteine (Monomere) bestehen und sind meistens als Ketten oder Netzwerke angeordnet. Neben den Biopolymeren (z.B. Zellulose, Enzyme, DNS) sind vor allem die synthetischen Polymere Polyethylen, Polypropylen, PVC, Polystyrol (Styropor), Nylon oder Tefl on von großem Interesse.

Die dritte Auflage der 'Makromolekularen Chemie' wurde komplett überarbeitet und aktualisiert, wobei das bewährte Konzept, die Synthese, Charakterisierung, Eigenschaften und Reaktionen von Polymeren klar und anschaulich darzustellen, beibehalten wurde. Es gibt neue Kapitel zu aktuellen Trends in der Polymerchemie, z.B. Polymerblends, Polymere durch palladiumkatalysierte Kreuzkupplung, enzymatische
Polymerisation, Polymere für die Optoelektronik, ferroelektrische Polymere und MALDI-TOF-Massenspektrometrie zur Charakterisierung von Polymeren. Außerdem wurde jedes Kapitel um eine kurze Zusammenfassung der wichtigsten Inhalte erweitert. Das Buch ist unentbehrlich für Studenten der Chemie und Materialwissenschaften im Bachelor- und Masterstudiengang, die die entsprechende Vorlesung nachbereiten bzw. sich auf die Prüfung vorbereiten wollen, aber auch für (Polymer-)Chemiker, die sich schnell und erfolgreich in das Gebiet einarbeiten wollen.

Bernd Tieke hat Chemie an der Universität Mainz studiert, 1978 an der Universität Freiburg promoviert und sich 1987 an der Universität Bayreuth für das Fach Makromolekulare Chemie habilitiert. Nach mehreren Jahren Forschungstätigkeit in der chemischen Industrie wurde er 1992 Professor am Institut für Physikalische Chemie der Universität zu Köln. Anfang 2014 trat er in den Ruhestand. Zu seinen Forschungsgebieten zählten intelligente Hydrogele, ultradünne Trennmembranen und konjugierte Polymere für elektronische Anwendungen.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Makromolekulare Chemie1
Inhaltsverzeichnis7
Vorwort zur ersten Auflage11
Vorwort zur zweiten Auflage13
Vorwort zur dritten Auflage15
Verzeichnis häufig verwendeter Formelzeichen17
1 Grundlegende Bemerkungen und Definitionen23
1.1 Historisches23
1.2 Begriffsdefinitionen25
1.3 Klassifizierungen27
1.4 Nomenklatur28
1.5 Molekulargewicht und Polymerisationsgrad30
1.6 Thermisches Verhalten: Tg und Tm33
1.7 Mechanisches Verhalten33
1.8 Verarbeitung35
1.9 Das Wichtigste im Überblick35
2 Synthetische Makromolekulare Chemie37
2.1 Stufenwachstumsreaktion (Polykondensation und Polyaddition)37
2.1.1 Lineare Stufenwachstumsreaktion37
2.1.2 Carothers-Gleichung39
2.1.3 Kinetik41
2.1.4 Molekulargewichtsverteilung43
2.1.5 Molekulargewichtsmittelwerte und Polydispersität45
2.1.6 Technisch genutzte Polymere46
2.1.7 Nichtlineare Stufenwachstumsreaktion57
2.1.8 Technisch genutzte Netzwerkpolymere61
2.1.9 Das Wichtigste im Überblick81
2.2 Kettenwachstumsreaktion82
2.2.1 Radikalische Polymerisation84
2.2.2 Anionische Polymerisation120
2.2.3 Kationische Polymerisation139
2.2.4 Stereochemie der Polymere151
2.2.5 Koordinative Polymerisation an Übergangsmetallen161
2.2.6 Das Wichtigste im Überblick175
2.3 Polymerkombinationen178
2.3.1 Copolymere178
2.3.2 Polymermischungen196
2.3.3 Das Wichtigste im Überblick203
2.4 Sonstige Polymerisationsmethoden204
2.4.1 Polymere durch palladiumkatalysierte Kreuzkupplung205
2.4.2 Oxidative Kupplung207
2.4.3 Enzymatische Polymerisation210
2.4.4 Azyklische Dienmetathese-Polymerisation215
2.4.5 Polyrekombination217
2.4.6 Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung219
2.4.7 Festkörperpolymerisation221
2.4.8 Das Wichtigste im Überblick225
2.5 Chemische Reaktionen an Polymeren226
2.5.1 Polymeranaloge Reaktionen227
2.5.2 Technisch durchgeführte Polymermodifizierungen229
2.5.3 Vernetzungsreaktionen von Polymeren234
2.5.4 Abbaureaktionen von Polymeren237
2.5.5 Alterung von Polymeren239
2.5.6 Stabilisierung von Polymeren241
2.5.7 Das Wichtigste im Überblick244
2.6 Polymere mit besonderen Eigenschaften244
2.6.1 Elektrisch leitfähige Polymere244
2.6.2 Polymere für die Optoelektronik247
2.6.3 Ferroelektrische Polymere251
2.6.4 Polyelektrolyte254
2.6.5 Flüssigkristalline Polymere258
2.6.6 Biologisch abbaubare Polymere263
2.6.7 Das Wichtigste im Überblick265
2.7 Kunststoffverarbeitung266
2.7.1 Verarbeitung von Thermoplasten267
2.7.2 Verspinnen von Polymeren268
2.7.3 Verarbeitung von Duroplasten und Polyurethanen271
2.7.4 Verarbeiten von Faserverbundwerkstoffen273
2.7.5 Das Wichtigste im Überblick274
2.8 Verwertung von Kunststoffabfällen275
2.8.1 Das Wichtigste im Überblick277
3 Charakterisierung von Polymeren279
3.1 Polymere in Lösung279
3.1.1 Konformation von Kohlenwasserstoffen279
3.1.2 Die frei drehbare Kette280
3.1.3 Die reale Kette282
3.1.4 Thermodynamik von Polymerlösungen282
3.1.5 Das Wichtigste im Überblick290
3.2 Bestimmung von Mn290
3.2.1 Membranosmometrie290
3.2.2 Dampfdruckosmometrie293
3.2.3 Endgruppenanalyse295
3.3 Bestimmung von Mw296
3.3.1 Lichtstreuung an Polymerlösungen296
3.3.2 Lichtstreuung großer Moleküle298
3.3.3 Röntgen- und Neutronen-Kleinwinkelstreuung301
3.4 Bestimmung von M303
3.4.1 Viskosität von Polymerlösungen303
3.4.2 Mark-Houwink-Beziehung305
3.4.3 Flory-Fox-Theorie305
3.5 Bestimmung der Molekulargewichtsverteilung306
3.5.1 Gelpermeationschromatografie306
3.5.2 MALDI-TOF-Massenspektrometrie308
3.5.3 Andere Methoden309
3.6 Bestimmung der chemischen Struktur und der sterischen Konfiguration310
3.6.1 NMR-Spektroskopie310
3.6.2 Taktizitätsanalyse mittels NMR-Spektroskopie311
3.6.3 Infrarotspektroskopie312
3.6.4 Das Wichtigste im Überblick315
4 Polymere im festen Zustand317
4.1 Struktur317
4.1.1 Kristallinität von Polymeren317
4.1.2 Bestimmung der Kristallstruktur318
4.1.3 Kristallstrukturen von Polymeren320
4.1.4 Polymerkristalle aus verdünnter Lösung322
4.1.5 Schmelzkristallisierte Polymere323
4.1.6 Kristallisationsgrad324
4.1.7 Einflüsse auf die Kristallisation327
4.1.8 Defekte in kristallinen Polymeren328
4.1.9 Kinetik der Kristallisation329
4.1.10 Molekulare Mechanismen der Kristallisation333
4.1.11 Das Wichtigste im Überblick336
4.2 Thermisches Verhalten337
4.2.1 Schmelzbereich und Gleichgewichtsschmelzpunkt337
4.2.2 Schmelztemperatur und Kristalldicke338
4.2.3 Experimentelle Charakterisierung des thermischen Verhaltens338
4.2.4 Faktoren, die den Schmelzpunkt beeinflussen340
4.2.5 Die Glastemperatur343
4.2.6 Faktoren, die die Glastemperatur beeinflussen345
4.2.7 Das Wichtigste im Überblick349
4.3 Mechanische Eigenschaften349
4.3.1 Phänomene349
4.3.2 Energieelastizität350
4.3.3 Entropie- oder Gummielastizität352
4.3.4 Viskoelastizität360
4.3.5 Elastizitätsmessungen367
4.3.6 Dynamische Messung372
4.3.7 Das Wichtigste im Überblick378
Beispiele für thermoplastische, elastomere und faserbildende Kunststoffe381
Referenzen und weiterführenden Literatur385
Stichwortverzeichnis395

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