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2025-11-11T00:57:35Z

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[[Polymer]]e (oft auch [[Kunststoff]]e genannt) sind kettenartige [[Molekül]]e, die entweder aus der gleichen Wiederholungseinheit ([[Homopolymere]]) oder aus verschiedenen Bausteinen ([[Copolymere]]) aufgebaut sind. Abgesehen von wenigen Ausnahmen (Beispiel: [[Protein]]e) bestehen sie aus einer Mischung von Molekülen mit unterschiedlichen Kettenlängen ([[Molare Masse|molaren Massen]]). Für Polymere werden daher gemittelte Werte als [[Molekülmasse]] angegeben. Gebräuchlich sind die [[Molmassenverteilung#Zahlenmittel|zahlenmittlere]] (Mn), die [[Molmassenverteilung#Gewichtsmittel|gewichtsmittlere]] (Mw) und die [[Molmassenverteilung#Viskositätsmittel|viskositätsmittlere]] molare Masse (Mη). Ein Maß für die Breite der [[Molmassenverteilung]] ist die [[Polydispersität]] (PDI). Unter '''Polymerfraktionierung''' versteht man die gezielte Veränderung der Molmassenverteilung.

== Gründe für die Polymerfraktionierung ==
[[Datei:GPC-Plot eines Polymeren und zweier aus ihm gewonnenen Fraktione.PNG|mini|Molmassenverteilungen eines Polymeren und zweier daraus gewonnener Fraktionen]]

Die [[molare Masse]] von Polymeren hat entscheidenden Einfluss auf die Eigenschaften von Polymeren und bestimmt daher ihre Anwendungsmöglichkeiten. Unter anderem werden die [[Viskosität|Fließeigenschaften]], die [[Löslichkeit]], die mechanischen Eigenschaften, aber auch die Lebensdauer maßgeblich durch die molare Masse des Polymers bestimmt. Für Hochleistungspolymere, also Kunststoffe, die besondere Erfordernisse erfüllen müssen, ist dabei oft nicht nur die mittlere molare Masse, sondern auch die gesamte Molmassenverteilung entscheidend. Oft stören die nieder- und/oder die hochmolekularen Bestandteile. Beispiele für solche Hochleistungspolymere sind [[Novolak]] als Photolack, [[Hydroxyethylstärke]] (HES) als [[Plasmaexpander|Blutplasmaexpander]], [[Celluloseacetat]] als Filtermaterial und [[Hyaluronsäure]] für medizinisch/kosmetische Anwendungen. Durch eine Polymerfraktionierung lässt sich die Ausgangsverteilung gezielt verändern. Die Abbildung zeigt die Molmassenverteilungen des Ausgangsmaterials sowie zweier daraus gewonnener Fraktionen.

== Analytische Methoden ==
Die Polymerfraktionierung für analytische Zwecke (Maßstab: einige mg) erfolgt unter anderem mittels der [[Gel-Permeations-Chromatographie]] (GPC), ''[[Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation|Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation-Time Of Flight]]'' (MALDI-TOF) oder der ''[[Feld-Fluss-Fraktionierung]]'' (FFF). Diese Methoden dienen zur Bestimmung der Molmassenverteilung oder – im Fall der FFF – zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung von Nanopartikel.

== Präparative Methoden ==
Präparative Polymerfraktionierung basiert in den meisten Fällen auf [[Chromatografie|chromatografische]] Trennmethoden (z. B. präparative GPC, P-TREF und [[Baker-Williams Fraktionierung]]) und ist daher auf die Produktion von wenigen Gramm beschränkt. Für Maßstäbe von mehreren Gramm bis hin zu kg oder Tonnen ist die ''[[Continuous Spin Fractionation]]'' geeignet. Eine Übersicht über präparative Polymerfraktionierung bietet das Buch ''Polymer Fractionation'' von F. Francuskiewicz.

== Literatur ==
* M.J.R. Cantow: ''Polymer Fractionation.'' Academic Press, New York (1967)
* L.H. Tung: ''Fractionation of Synthetic Polymers.'' Marcel Dekker, New York (1977), ISBN 0-8247-6547-8
* F. Francuskiewicz: ''Polymer Fractionation.'' Springer, Berlin (1994), ISBN 978-0-387-57539-1
* R. Koningsveld, L.D. Kleintjens, H. Geerissen, P. Schützeichel, B.A. Wolf: ''Fractionation.'' In: ''Comprehensive Polymer Science Volume 1'', Pergamon Press 1989, S. 293–312, ISBN 0-08-036205-2
* J. Eckelt, T. Haase, S. Loske, B.A. Wolf: ''Large scale fractionation of macromolecules.'' ''Macromolecular Materials and Engineering.'' 289, 2004, S. 393–399.

== Weblinks ==
* [http://wolf.chemie.uni-mainz.de/Internet/Fields/AppliedResearch/AppliedResearch/CPF/index.htm Grundlagen der ''Continuous Spin Fractionation'']
*[https://www.wee-solve.de/fallbeispiele.html Beispiele der ''Continuous Spin Fractionation'']

[[Kategorie:Makromolekulare Chemie]]
[[Kategorie:Physikalische Chemie]]
[[Kategorie:Trennverfahren]]

Polymerfraktionierung - Versionsgeschichte

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