Angewandte Chemie

Cover image for Vol. 128 Issue 19

Chefredakteur: Peter Gölitz, Stellvertreter: Neville Compton, Haymo Ross

Online ISSN: 1521-3757

Associated Title(s): Angewandte Chemie International Edition, Chemistry - A European Journal, Chemistry – An Asian Journal, ChemistryOpen, ChemPlusChem, Zeitschrift für Chemie


Den vollständigen Artikel und die Anschrift des Autors finden Sie in Angew. Chem 1999, 111 (19), 3095 - 3097

Knopf und Knopfloch in einem Molekül

Eine neue Chemikalie könnte die Produktion
der wandlungsfähigen Polyurethane erleichtern

Ob in Polstern, in Dämmplatten, in Schuhsohlen, in Lacken oder sogar in künstlichen Herzklappen: Polyurethane (PUR) sind als ungeheuer vielseitige Allround-Kunststoffe in (fast) allen Bereichen des Lebens zu finden. Manchen verwundert jedoch, daß sich das Bauprinzip der Polyurethane seit ihrer Entdeckung vor über 60 Jahren, als sie noch als "verrückte Idee" galten, kaum geändert hat: Nach wie vor werden bei ihrer Herstellung zwei chemisch verschiedene Komponenten miteinander vermischt. Die eigentlichen Kunststoffe entstehen daraus erst in der Form des Polster- oder Sohlenherstellers. Die Chemiker E.W. Meijer, Ron M. Versteegen und Rint P. Sijbesma von der Universität Eindhoven haben nun einen Weg gefunden, beide PUR-Komponenten in einem ein und demselben Molekül unterzubringen; aus diesen Bausteinen entstehen einfach aufgebaute Polyurethan-Typen, die bislang allenfalls über Umwege hergestellt werden konnten.

Die Grundbausteine der Polyurethane sind Moleküle, die je zwei Atomgruppierungen tragen, die Chemiker als Alkohol- und Isocyanatgruppe bezeichnen. Diese Enden funktionieren im Prinzip wie "Knopf" und "Knopfloch": Die Bausteine, die jeweils zwei Knöpfe oder zwei Knopflöcher tragen, verknüpfen sich im Reaktor automatisch zu langen Ketten.

Einfacher wäre es freilich, "Knopf und Knopfloch" im selben Molekül unterzubringen, dann müßte man statt zweien nur eine Bausteinsorte herstellen. Bei den verwandten Polyamiden (Nylon, Perlon), die ähnlich - nur eben aus Säuren und Aminen - konstruiert sind, ist das schon gelungen. Bei Polyurethanen ging das bislang nur über umständliche Tricks, da sich die wichtigen Isocyanate nur unter Bedingungen herstellen lassen, bei denen die Alkohole längst chemisch fremd-, also andere Reaktionen eingehen. Hier setzt das Eindhovener Team an: Sie fanden eine Chemikalie, die Isocyanate auf besonders schonende Weise aufbaut, unter Bedingungen, die etwaige Alkohol-Enden im selben Molekül unangetastet lassen. Damit konnten Meijer und seine Mitarbeiter tatsächlich Polyurethane herstellen, die nur aus einem Baustein bestehen.

Die physikalischen Daten der sogenannten [n]-Polyurethane sind vielversprechend; ob sie sich allerdings auch in der Industrie durchsetzen können, wird vor allem davon abhängen, ob sich die einfachen Bausteine leicht in großen Mengen herstellen lassen: Weltweit werden derzeit jedes Jahr etliche Millionen Tonnen Polyurethane hergestellt.

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