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Lexikon der Chemie: Polyester

Polyester, polymere Verbindungen, bei denen die monomeren Einheiten über die Estergruppe miteinander verknüpft sind. Die Synthese der P. erfolgt im allg. durch Polykondensation bifunktioneller Carbonsäuren bzw. deren Derivate mit Diolen:



Durch Variation der monomeren Ausgangsverbindungen lassen sich P. mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften herstellen: 1) Thermoplastische P. mit relativen Molekülmassen Mr > 10000 erhält man aus Dicarbonsäuren, Dicarbonsäureestern und Diolen oder aus polymerisierbaren Lactonen bzw. Hydroxycarbonsäuren. Von besonderer Bedeutung als Konstruktionswerkstoff und zur Herstellung von Polyesterfasern sind Polyethylenglycolterephthalat und Polybutylengylcolterephthalat. Neben diesen Homopolyestern haben thermoplastische Copolyester, z. B. Polyetherester-Blockpolymere als Elastomere, Copolyester auf der Basis 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan für harte, glasklare Spritzgußartikel und Copolyester unterschiedlicher Zusammensetzung für Lackharze, Schmelzkleber und Beschichtungsmittel, Bedeutung. Zu den thermoplastischen P. zählen auch die Polycarbonate.

2) Lineare oder schwach verzweigte Polyestervorkondensate, Mr 400 bis 6000. Durch Wahl der Veresterungsbedingungen (Diolüberschuß) kann man Hydroxypolyester gewinnen, die große Bedeutung für die Herstellung von Polyurethanen haben. Als Säurekomponente werden dabei hauptsächlich Adipinsäure, aber auch Glutar-, Bernstein-, Sebacin- und Azelainsäure eingesetzt. Als Diole kommen vor allem Ethylenglycol, Propandiol, Butan-1,4-diol, Neopentylglycol und Hexan-1,6-diol zum Einsatz. Zur verzweigenden Modifizierung werden oftmals Glycerin, Trimethylpropan u. a. zugesetzt.

3) P. aus di-, tri- sowie mehrfunktionellen Alkoholen und polyfunktionellen aromatischen Carbonsäuren mit Mr< 10000 werden als Alkydharze (gesättigte Polyesterharze) bezeichnet.

4) P. aus polyfunktionellen Alkoholen und polyfunktionellen ungesättigten Carbonsäurederivaten, z. B. Maleinsäureanhydrid, werden als ungesättigte Polyester (UP-Harze) zusammengefaßt. Sie dienen zur Herstellung von vernetzten Polyesterharzen.

Herstellung. P. werden vorwiegend in einem Zweistufenverfahren hergestellt. In der ersten Stufe gewinnt man durch Veresterung der Dicarbonsäuren oder durch Umesterung der Dicarbonsäureester mit überschüssigem Diol ein Polyestervorkondensat mit Mr von 100 bis 2000. Die Polykondensation zu P. mit Mr > 10000 erfolgt in der 2. Stufe unter Abspaltung von Diol (Polyethylenglycolterephthalat). Beide Reaktionen gehören zu den Stufenwachstumsreaktionen. Die Veresterung, Umesterung und Polykondensation sind Gleichgewichtsreaktionen, die durch geeignete Katalysatoren beschleunigt werden. Durch Entfernung der leichter flüchtigen Anteile (Wasser, Alkohol und Diol) aus dem Reaktionsgemisch wird das Gleichgewicht zugunsten der Polyesterbildung verschoben. Neben dem üblichen Zweistufenverfahren können P. auch durch Reaktion von Ethylenoxid mit Dicarbonsäuren, durch Polykondensation von Dicarbonsäuredichloriden mit Bisphenolen unter Abspaltung von Chlorwasserstoff oder durch Polykondensation von Lactonen in Gegenwart von metallorganischen Verbindungen hergestellt werden.

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Großenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schleitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weißenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt

Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


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