Anwendung abbaubarer Polymer-Azo-Initiatoren in der Synthese von Blockcopolymeren, Gradientcopolymeren und nanoskaligen Latices

Aufgabe dieser Arbeit war der Einsatz von abbaubaren Polymer-Azo-Initiatoren in der Synthese von Copolymeren und in der Mini-Emulsionspolymerisation. In einem ersten Teil der Arbeit wurde die Synthese der Polymer-Azo-Initiatoren aus Polycaprolacton-Diolen und Azo-bis-(cyanopentansäurechlorid) besch...

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Main Author: Grabe, Norman
Contributors: Agarwal, Seema (Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2010
Chemie
Subjects:
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Description
Summary:Aufgabe dieser Arbeit war der Einsatz von abbaubaren Polymer-Azo-Initiatoren in der Synthese von Copolymeren und in der Mini-Emulsionspolymerisation. In einem ersten Teil der Arbeit wurde die Synthese der Polymer-Azo-Initiatoren aus Polycaprolacton-Diolen und Azo-bis-(cyanopentansäurechlorid) beschrieben. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Umsetzung in einer Polykondensationsreaktion unter geeigneten Bedingungen vollständig verläuft. Die erhaltenen Initiatoren wurden mit Hilfe der NMR-Spektroskopie, Thermogravimetrie und dynamischen Differentialkalorimetrie untersucht und zeigten die erwartete Zusammensetzung. Anschließen wurden die Polymer-Azo-Initiatoren für die frei-radikalische Polymerisation von Methylmethacrylat eingesetzt. Die Zusammensetzung der Copolymere aus diesen Reaktionen wurde über die Protonen-NMR-Spektroskopie bestimmt. Eine genauere Untersuchung bestätigte die erwartete Struktur eines Triblockcopolymers der Form PMMA-b-PCl-b-PMMA. Für diese Triblockcopolymere wurde der Einfluss der Zusammensetzung als auch die Auswirkung verschiedener Polymer-Segmentlängen auf die thermodynamischen und physikalischen Eigenschaften untersucht. Da in diesem System nur der mittlere Polycaprolacton-Block hydrolytisch abgebaut werden kann wurde die Synthese entsprechend dem Konzept um ein weiteres Monomer erweitert. Durch Verwendung eines Monomergemisches aus MMA und 2-Methylen-1,3-Dioxepan (MDO) in der radikalischen Polymerisation konnten schließlich die gewünschten Gradientcopolymere der Form P(MMA-stat-MDO)-b-PCl-b-P(MMA-stat-MDO) erhalten werden. Aufgrund der Unterbrechung der PMMA-Segmente durch die eingefügten Estergruppen konnte in der Hydrolyse der Gradientcopolymere ein vollständiger Abbau beobachtet werden. Die mechanischen Eigenschaften sind in diesem Copolymersystem in einem weiten Bereich einstellbar. Sowohl der Anteil der drei Copolymere als auch deren jeweilig Mikrostruktur stellen wichtige Faktoren dar. Die hergestellten Polymer-Azo-Initiatoren wurden außerdem erfolgreich in der Mini-Emulsionspolymerisation eingesetzt. In diesem System war die Zugabe eines weiteren Hydrophobs nicht notwendig. Es wurden gleichmäßige, kugelförmige Partikel aus Polystyrol-b-Polycaprolacton und Polymethylmetacrylat-b-Polycaprolacton erhalten. Die Auswertung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen lieferte einen mittleren Durchmesser von 80 90 nm. Die Analyse durch Thermogravimetrie, Differentialkalorimetrie und Protonen-NMR Spektroskopie bestätigte die erwartete Zusammensetzung. Dieser Weg bietet einen flexiblen Zugang zu Blockcopolymer-Latices mit hohem Feststoffgehalt von ca. 20%. Durch Copolymerisation von Methylmethacrylat und Propargylacrylat in der Miniemulsionspolymerisation konnten darüber hinaus funktionalisierte Polymerpartikel in Dispersion erhalten werden.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2010.0651