Radikalische Polymerisation
Die radikalische Polymerisation ist die Grundlage der Herstellung von individuellen Abformlöffeln aus
- lichthärtendem Kunststoff (Photopolymerisat),
- Autopolymerisat (Pulver und Flüssigkeit) und
- stereolithografischem 3D-Druck (mit Harzen).
Nur wenn du die radikalische Polymerisation wirklich verstanden hast, kannst du die Gesundheitsverfahren der Herstellungsverfahren wirklich beurteilen. Beim Lesen und Verstehen der Texte kann dir vielleicht die 5-Schritt-Lesemethode helfen.
Du kennst das bestimmt aus dem Labor von deiner täglichen Arbeit:
Du formst den Abformlöffel aus einer fertigen Platte, stellst sie ins UV-Lichthärtegerät, wartest ein wenig ... und außer der komischen Schmierschicht auf der Oberfläche und ein wenig Schrumpfung: Fertig!
Oder: Du schickst die Datei mit dem konstruierten Löffel an den 3D-Drucker. Der Löffel entsteht Schicht für Schicht aus dem flüssigen Harz. Anschließend muss du den Löffel mit Isopropylalkohol reinigen und noch im Lichthärtegerät nachpolymerisieren.
Oder: Du vermischt Monomer (Kunstoffflüssigkeit) mit Polymer (Kunststoffpulver), formst einen Abformlöffel mit Griff, wartest ein wenig ... und der Abformlöffel schrumpft etwas und wird von allein hart!
Was genau passiert da?
Der Grundstoff, aus dem der Kunststoff zum Anrühren (Autopolymerisat), die Kunststoffplatten zum Lichthärten (Photopolymerisat) und das Harz zum 3D-Drucken bestehen, heißt Methacrylsäuremethylester, kürzer Methylmethacrylat oder ganz kurz MMA.
Sind die einzelnen MMA-Moleküle nicht miteinander verbunden, ist eine große Ansammlung von ihnen flüssig.
In den Platten für lichthärtende Abformlöffel ist Monomer mit anderen Stoffen zu einer knetbaren Masse vermischt.
Bei den Harzen für den 3D-Druck ist das Monomer vorpolymerisiert. Es ist dann ein sogenanntes Oligomer.
Verbinden sich Monomere zu langen Ketten, ist dieses Netzwerk aus langen Ketten fest! Man nennt es dann Polymethacrylsäuremethylester oder Polymethylmethacrylat (poly heißt viele).
Methylmethacrylat (flüssig)
Polymethylmethacrylat (fest)
Wie aber schaffen es die einzelnen Moleküle so lange flüssig zu bleiben bis du sie fertig verarbeitet hast? Und wie schaffen sie es, ausgerechnet dann fest zu werden, wenn du die Löffel ins Lichthärtegerät stellst oder wenn der 3D-Drucker das Harz belichtet?
Und was genau ist an ihnen so gesundheitsgefährdend für dich?
Je nach (gemeinsamer) Unterrichtsplanung erläutert dir deine Lehrkraft die radikalische Polymerisation oder du erarbeitest dir die Zusammenhänge selbst. Zur selbständigen Erarbeitung der Polymerisation kannst du einen der vier Kompetenzlevel auswählen. Beim Lesen der Texte kann dir die 5-Schritt-Lesemethode helfen:
Du hast bisher eher weniger chemisches Grundwissen oder Du fühlst Dich noch unsicher, dann folge dem Link zu Level 1/2 Radikalische Polymerisation Level 1/2
Du fühlst dich schon ziemlich sicher in der Chemie oder möchtest mehr Herausforderung, dann folge dem Link zu Level 3/4 Radikalische Polymerisation Level 3/4