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Polybutadien und Butadien enthaltende Copolymere mit gezielt eingebauten vulkanisierbaren Gruppen durch RAFT-Polymerisation

dc.contributor.advisorVana, Philipp Prof. Dr.
dc.contributor.authorConrad, Cathrin Sonja
dc.date.accessioned2014-04-29T08:31:24Z
dc.date.available2015-06-23T22:50:07Z
dc.date.issued2014-04-29
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-5E9E-D
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-4479
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-4479
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-4479
dc.description.abstractDie RAFT-Polymerisation ("Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer") ist eine radikalische Polymerisation, die auf dem Prinzip des degenerativen Kettentransfers basiert. Es können Polymere hergestellt werden, die eine niedrige Dispersität aufweisen und komplexe makromolekulare Strukturen ausbilden. Für die Funktionalisierung von Polymerketten bietet sich die RAFT-Polymerisation ebenfalls an, da idealerweise jede auf diese Art hergestellte Polymerkette eine RAFT-Einheit trägt und so eine vollständige Funktionalisierung gewährleistet ist. Im Fokus dieser Arbeit stand die Funktionalisierung von Polybutadien und 1,3-Butadien enthaltenden Copolymeren mit gezielt eingebauten schwefelhaltigen Gruppen. Dabei wurden zwei verschiedene Ansätze verfolgt: Die α,ω-Funktionalisierung der Polymerketten mittels modifizierter RAFT-Agenzien sowie eine Funktionalisierung entlang der Polymerkette mit Hilfe von speziellen Monomeren. Da diese Polymere in technischen Anwendungen Verwendung finden sollen, standen einfache Synthesen, die sich gut auf den Technikums- und Industriemaßstab übertragen lassen, im Vordergrund. Da es sich bei der RAFT-Einheit auch um eine schwefelhaltige Gruppe handelt, wurden Strategien zur Funktionalisierung der Abgangsgruppe erarbeitet und experimentell untersucht, um so ein α,ω-funktionalisiertes Polymer zu erhalten. Neben klassischen RAFT-Agenzien wurden auch neuartige Makro-RAFT-Agenzien verwendet, bei denen die schwefelhaltige Gruppe während einer Polymerisation in situ angebunden wird. Darüber hinaus konnten erfolgreich Monomere synthetisiert werden, die wegen ihrer styrolähnlichen Struktur und der Ähnlichkeit der Monomere Styrol und 1,3-Butadien in ihrem Polymerisationsverhalten gut mit 1,3-Butadien copolymerisieren und dabei die schwefelhaltige Gruppe entlang der Polymerkette einbauen. Das Hauptaugenmerk weiterer Untersuchungen lag auf den Copolymerisationseigenschaften der Monomere. Dazu wurden umfangreiche Untersuchungen mit Styrol als Modellsystem für 1,3-Butadien durchgeführt und die gewonnenen Erkenntnisse in einer Copolymerisation der funktionalisierten Monomere mit 1,3-Butadien verifiziert. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass sich schaltbare RAFT-Agenzien für die Synthese von Poly(butadien)-block-poly(vinylacetat) eignen, obwohl es sich um zwei Monomere mit stark unterschiedlichen elektronischen Eigenschaften handelt, die in einer konventionellen radikalischen Polymerisation kein Copolymer bilden würden. Aufgrund der Ähnlichkeit der Monomere Vinylacetat und Ethylen eröffnet dies neue Wege in der kontrollierten radikalischen Polymerisation von Polybutadien-block-polyethylen und erweitert so das Spektrum der unpolaren Monomere in der RAFT-Polymerisation zur Herstellung von Blockcopolymeren.de
dc.language.isodeude
dc.publisherNiedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingende
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/
dc.subject.ddc540de
dc.titlePolybutadien und Butadien enthaltende Copolymere mit gezielt eingebauten vulkanisierbaren Gruppen durch RAFT-Polymerisationde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedPolybutadiene and butadiene containing copolymers with well-directed built-in vulcanisable functionalities via RAFT-Polymerisationde
dc.contributor.refereeVana, Philipp Prof. Dr.
dc.date.examination2013-10-29
dc.description.abstractengReversible Addition Fragmentation Chain Transfer (RAFT) polymerisation is a radical polymerisation based on the principle of degenerative chain transfer. Polymers produced by this method feature a narrow polydispersity and can form complex macromolecular architectures. Furthermore, functionalisation of polymer chains is easily achieved via RAFT polymerisation since ideally every single polymer chain carries a RAFT unit which can then be modified further, in a defined way. This thesis focuses on the functionalisation of polybutadiene and 1,3-butadiene-containing copolymers with specifically built-in sulphur-containing groups by using RAFT-agents in different ways. Two approaches were pursued: α,ω-functionalisation of polymer chains using modified RAFT agents and functionalisation along the polymer chains by specific monomers. Due to the intended industrial application of the polymers, easily scalable syntheses had priority during this project. As the RAFT unit already consists of a sulphur-containing group, strategies for functionalising the RAFT leaving group were developed and investigated to enable the formation of an α,ω-functionalised polymer. In addition to common RAFT agents, macro RAFT agents were used. In this case the sulphur-containing groups were tethered to the polymer in situ during the polymerisation process. Furthermore, the synthesis of styrene-based monomers was successful. Due to the similarity of styrene and 1,3-butadiene, the styrene derivatives copolymerise well with 1,3-butadiene and incorporate the sulphur-containing group along the polymer chain. Further investigations focused on the copolymerisation behaviour of these monomers. Extensive studies with styrene as model system for 1,3-butadiene were conducted. The obtained results were verified in copolymerisation reactions of the functionalized monomers with 1,3-butadiene. Moreover, it was possible to prove the applicability of switchable RAFT agents for the synthesis of poly(butadiene)-block-poly(vinyl acetate), even though 1,3-butadiene and vinyl acetate are two monomers which differ in their electronic behaviour and do not form copolymers in a conventional radical polymerisation. Because of the similarity of vinyl acetate and ethylene, these findings open up new possibilities in the synthesis of poly(butadiene)-block-poly(ethylene) using degenerative chain transfer polymerisations. Therefore, the array of non-polar monomers suitable for the synthesis of block copolymers via RAFT polymerisation is extended considerably.de
dc.contributor.coRefereeBuback, Michael Prof. Dr.
dc.subject.gerMakromolekulare Chemiede
dc.subject.gerRAFT-Polymerisationde
dc.subject.gerPolybutadiende
dc.subject.gerSchaltbare RAFT-Agenziende
dc.subject.gerCopolymerede
dc.subject.engMacromolecular Chemistryde
dc.subject.engRAFT-Polymerisationde
dc.subject.engPolybutadienede
dc.subject.engswitchable RAFT-agentsde
dc.subject.engCopolymersde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0022-5E9E-D-2
dc.affiliation.instituteFakultät für Chemiede
dc.subject.gokfullChemie  (PPN62138352X)de
dc.description.embargoed2015-06-23
dc.identifier.ppn784062196
dc.notes.embargohistoryshow


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