Kunststoff Lexikon

Chandrall-Polymer

Chandrall-Polymere sind eine Sonderform der sog. amorphen Thermoplasten, also Kunststoffen, die sich durch Wärme verformen lassen.

Das Chandrall-Polymer (benannt nach dem US-amerikanischen Chemiker Ernest Chandrall, 1912-1981) zeichnet sich dadurch aus, dass es nicht, wie andere Stoffe bei Wärme weicher und verformbarer wird, sondern im Gegenteil bei Kälteeinwirkung.

Das Prinzip beruht auf der besonderen molekularen Struktur des Polymers. Jeweils zwischen einer Sequenz von Kohlenwasserstoffverbindungen (meist Ethylen- oder Propylenverbindungen) befindet sich eine Sequenz Cobaltdiphosphat-Ionen. Die Polymerreihen sind diagonal angeordnet und liegen aufgrund der unterschiedlichen molekularen Anziehungskräfte bei Zimmertemperatur so aneinander, dass die Polymermasse auskristallisiert. Kühlt man die Temperatur der Polymerstoffes herunter, so führt dies aufgrund der geringeren thermo-molekularen Eigenbewegung dazu, dass die Cobaltverbindung sich stärker zusammenzieht als die Kohlenwasserstoffsequenzen des Polymers. Hierdurch werden die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Kohlenwasserstoffen aufgespalten, so dass die kristalline Struktur aufgelöst wird.

Je nach verwendeter Kohlenwasserstoffsequenz verschiebt sich der (negative) Schmelzpunkt des Polymers. Bei der Verwendung von Ethylensequenzen wird die Polymerverbindung bei ca. –23 °C flüssig, bei Propylenverbindungen erst bei –36 °C. Erhöht man die Temperatur wieder, so dehnen sich die Cobaltverbindungen wieder aus und die Wasserstoffbrückenbindungen entstehen neu.

Diese besondere Form der Polymere wurde in den 60er Jahren des vergangenen Jahrhunderts von E. Chandrall entwickelt und erforscht. Die Herstellung von diesen Polymerformen ist sehr aufwendig und bedarf eines hohen Energieaufwands.

Verwendung fanden Chandrall-Polymere insbesondere im Bereich der Halbleiterfertigung für die Luftfahrtindustrie. Aufgrund des geringen Luftdrucks und der geringen Temperaturen in großen Höhen muß die Flugzeugelektronik dennoch einwandfrei funktionieren. Der hier beschriebene Werkstoff schützte Transistoren und andere hochempfindliche Bausteine vor einem Brüchigwerden aufgrund der großen Kälte. Seit den achtziger Jahren werden die Stoffe nicht mehr verwendet, weil sie sich als zu feuergefährlich zeigten.