Ungesättigte Polyesterharze - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 397

8 Ungesättigte Polyesterharze

Herstellung / Vorkommen
In Analogie zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern (siehe Kap. 5.1) werden unge-
sättigte Polyesterharze (UP-Harze) durch eine Veresterungsreaktion von Diolen (Glykole) mit
Dicarbonsäuren gebildet. Bei den thermoplastischen Polyestern kommen nur gesättigte Dicar-
bonsäuren zum Einsatz, so dass in den Polymerketten keine funktionellen Gruppen verbleiben,
die die Ausbildung weiterer Bindungen ermöglichen. Polyesterharze hingegen werden unter
Verwendung ungesättigter Dicarbonsäuren wie z. B. Maleinsäure (bzw. in der Praxis Malein-
säureanhydrid) hergestellt (siehe Bild 258) [1], [2], [3], [4], [5], [6].

Bild 258 Bildung von ungesättigten Polyesterharzen (UP-Harze) durch Veresterung von Diolen wie
Ethandiol (Ethylenglykol) mit Dicarbonsäuren wie z. B. Terephthalsäure unter Verwendung ungesättig-
ter Dicarbonsäuren wie z. B. Maleinsäure . Aus Gründen der Darstellung wurde Terephthalsäure als Di-
carbonsäure gewählt; in der Praxis werden überwiegend Orthophthalsäure und Isophthalsäure verwendet
[3]. Nach der Veresterung verbleiben die reaktiven Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen der Male-
insäure im Makromolekül.

Dadurch verbleiben im Polyesterharz nach der Veresterung Kohlenstoff-Kohlenstoff-
Doppelbindungen (C=C-Doppelbindungen, siehe Bild 258), die nach dem Mechanismus einer
radikalischen Polymerisation dreidimensionale Bindungen, d. h. ein duroplastisches Netzwerk,
ausbilden können (siehe Bild 259 und Bild 260).
Bei der Herstellung der Harze werden die Reaktanten gemäß der Rezeptur des Herstellers in
großen Reaktoren gemischt und unter Einfluss von Wärme und saurer Katalyse die Vereste-
rungsreaktion unter kontinuierlicher Abspaltung von Wasser durchgeführt. Die Reaktion
erfolgt unter Temperaturkontrolle und Überwachung der Säurezahl und der Viskosität des
gebildeten Harzes [4]. Typische verwendete ungesättigte Dicarbonsäuren sind insbesondere
Maleinsäureanhydrid, Maleinsäure und Fumarsäure [3], [7]; weiter können Citraconsäure,
Mesaconsäure und Itaconsäure zum Einsatz kommen [2]. Wichtige gesättigte Dicarbonsäuren,
die verwendet werden, sind vor allem Phthalsäureanhydrid, Orthophthalsäure und Isophthal-
säure sowie seltener Terephthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Adipinsäure und Hexachloren-
domethylentetrahydrophthalsäure (HET-Säure) [3]. Als Diole (Glykole) werden typischerweise
Diethylenglykol und Dipropylenglykol eingesetzt. Zur Herstellung besonders chemikalienbe-
ständiger und auch wasserbeständiger Harze werden vor allem Neopentylglykol (NPG) sowie
1,6-Hexandiol und alkoxyliertes Bisphenol-A als Diol-Komponente verwendet.