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On November 19, 2021 by adminEs gibt zwei Arten von Polymeren: synthetische und natürliche. Synthetische Polymere werden aus Erdöl gewonnen und von Wissenschaftlern und Ingenieuren hergestellt. Beispiele für synthetische Polymere sind Nylon, Polyethylen, Polyester, Teflon und Epoxid. Natürliche Polymere kommen in der Natur vor und können extrahiert werden. Sie sind oft auf Wasserbasis hergestellt. Beispiele für natürlich vorkommende Polymere sind Seide, Wolle, DNA, Zellulose und Proteine.
In unserem vorherigen Abschnitt über Netzwerkpolymere haben wir vulkanisierten Kautschuk und Pektin erwähnt. Vulkanisierter Kautschuk ist ein synthetisches (künstliches) Polymer, während Pektin ein Beispiel für ein natürliches Polymer ist.
Kautschuk kommt in der Natur vor und wird als Latex (milchige Flüssigkeit) von verschiedenen Baumarten geerntet. Naturkautschuk, der aus Baumlatex gewonnen wird, ist im Wesentlichen ein Polymer aus Isopreneinheiten mit einem geringen Anteil an Verunreinigungen. Kautschuk kann auch vom Menschen hergestellt (synthetisiert) werden. Synthetischer Kautschuk kann aus der Polymerisation einer Vielzahl von Monomeren, einschließlich Isopren, hergestellt werden.
Naturkautschuk ist weder leicht zu handhaben (er ist klebrig), noch hat er sehr gute Eigenschaften oder Haltbarkeit (er verrottet). In der Regel wird er vulkanisiert, ein Verfahren, bei dem der Kautschuk in Gegenwart von Schwefel erhitzt wird, um seine Widerstandsfähigkeit, Elastizität und Haltbarkeit zu verbessern. Synthetischer Kautschuk ist vorzuziehen, da verschiedene Monomere in unterschiedlichen Anteilen gemischt werden können, was zu einer großen Bandbreite an physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften führt. Die Monomere können in reiner Form hergestellt werden, und die Zugabe von Verunreinigungen oder Zusatzstoffen lässt sich so steuern, dass optimale Eigenschaften erzielt werden.
Vulkanisierung, auch Vulkanisation genannt, ist der in der Kautschukindustrie angewandte chemische Prozess, bei dem einzelne Polyisoprenketten durch chemische Bindungen mit anderen Polyisoprenketten verbunden werden (siehe Reaktionsfolge unten). Die eigentliche chemische Vernetzung erfolgt in der Regel mit Schwefel, es gibt aber auch andere Technologien, die eingesetzt werden können. Die Vulkanisierung ist ein irreversibler Prozess, wie das Backen eines Kuchens. Die normalerweise weichen und federnden Kautschukmoleküle werden miteinander verbunden, wodurch ein härteres Material mit größerer Haltbarkeit und chemischer Beständigkeit entsteht. Die Vulkanisierung verändert die Oberfläche des Materials von einer sehr klebrigen zu einer glatten, weichen Oberfläche, die nicht an Metall- oder Kunststoffsubstraten haftet.
Quelle: www.chemistrydaily.com.
Pektin ist ein langkettiges Polymer, das aus Pektinsäure- und Pektinsäuremolekülen besteht (siehe Struktur unten). Da diese Säuren Zucker sind, wird Pektin als Polysaccharid bezeichnet. Es wird aus den Schalen von Zitrusfrüchten und den Resten von Äpfeln gewonnen. In der Pflanze/Frucht ist Pektin das Material, das die Pflanzenzellen miteinander verbindet.
Quelle: www.cybercolloids.net.
Die Pektinketten bilden ein Netzwerk, weil sich einige der Segmente der Pektinketten durch Kristallisation zu einem dreidimensionalen Netzwerk verbinden, in dem Wasser, Zucker und andere Stoffe gehalten werden. Die Gelbildung wird durch physikalische oder chemische Veränderungen verursacht, die die Löslichkeit des Pektins verringern und die Bildung kleiner, lokalisierter Kristalle begünstigen. Der wichtigste Faktor, der die Gelierneigung von Pektin beeinflusst, ist die Temperatur.
Wenn eine heiße pektinhaltige Lösung abgekühlt wird, verringert sich die Bewegung der Moleküle und ihre Neigung, sich zu einem Gelnetzwerk zu verbinden, nimmt zu. Diese Eigenschaft macht Pektin zu einem guten Verdickungsmittel für viele Lebensmittel wie Gelees und Konfitüren. Wenn genügend Zucker in der Mischung vorhanden ist, bildet Pektin ein festes Gel.
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