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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.

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.

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