Design of polymeric building blocks : synthesis and preparation of different polymer architectures or hybrid materials

摘要

In der vorliegenden Dissertation wurden kontrollierte Polymerisationstechniken, radikalischer oder ionischer Art für die Herstellung von Polymeren aus verschiedenen Monomeren und die Gewinnung von funktionalisierten Materialien verwendet. Nachträgliche Verknüpfungen von Polymeren durch Einführung funktioneller Endgruppen und effizienter Reaktionen, können zum Beispiel durch Cycloaddition erreicht werden. In dieser Arbeit wurde auf die sogenannte kupfer-katalysierte Azid-Alkin Cycloadditionsreaktion (CuAAC) zurückgegriffen, sobald eine direkte Copolymerisation von unterschiedlichen Monomeren schwierig oder nicht realisierbar war. Hierfür wurden Alkin- oder Azid-funktionalisierte makromolekulare Bausteine durch funktionelle Initiatoren oder Terminierungsreagenzien hergestellt. Deren nachgeschaltete Verknüpfung wurde an Beispielen von niedermolekularen ABA Bolaamphiphilen, linearen Diblockcopolymeren, Triblockterpolymeren und auch sternförmigen Polymeren gezeigt. Als weitere funktionelle Bausteine wurden seitenketten-funktionalisierten Monomere in Copolymere eingebaut. Für alle Monomere wurde sowohl die Polymerisierbarkeit gezeigt und die erhaltenen Materialien mittels unterschiedlicher Methoden untersucht. Des Weiteren wurde das Assemblierungsverhalten der polymeren Baustein wurde in Lösung untersucht, wobei unterschiedliche Mechanismen identifizierte werden konnten. Im letzten Teil der Arbeit stand die Synthese von Hybridmaterialien, entweder durch das selektive Einbringen von Metallen in ausgewählte Bereiche der Nanostrukturen oder durch Komplexierung von Metallionen. Durch ein geeignetes Polymerdesign von ABC Triblockterpolymere konnte ein neuer Weg zur Herstellung von potentiellen Hybrid Nanodrähten gezeigt werden, da sie sowohl zur Metallkomplexierung, als auch zur gezielten Kristallisation geeignet sind. Durch nachgeschaltete Kristallisation der Poly(2-iso-propyl-2-oxazolin)-Korona kann die Ausbildung von makroskopischen anisotropen Aggregaten beobachtet werden.