Aufbau definierter Polymerarchitekturen durch radikalische Polymerisation unter Atomtransfer (ATRP)

In den letzten Jahren wurden selektive Polymerisationsverfahren entwickelt, die den Aufbau wohl definierter Strukturen von polymeren Werkstoffen ermöglichen. Diese sind ihren Vorgängern in Eigenschaften, Anwendbarkeit und Funktionalität überlegen. Eines dieser Verfahren ist die radikalische Polymerisation mit Atomtransfer (ATRP). Diese ermöglicht die Herstellung von Materialen mit definiertem Aufbau der molekularen Struktur. Sowohl die Konstitution als auch die Molekulargewichte und Molekulargewichtsverteilung, die Art und Zahl der Endgruppen und bei der Synthese von Blockcopolymeren die Zahl der Blöcke, die Blocklängen und Blocklängenverteilungen sind gezielt einstellbar. In der vorliegenden Arbeit wurde die Herstellung von linearen und sternförmigen Blockcopolymeren aus Methylmethacrylat (MMA) und Styrol durch ATRP untersucht. Lineare AB- und ABA-Blockcopolymere mit PMMA-Innenblock konnten gezielt durch sequentielle Monomeraddition hergestellt und mit Hilfe der 2D-Chromatographie (LC-CC gekoppelt mit GPC) charakterisiert werden. Auch die Herstellung von drei-, vier-, acht- und 22-armige Sternblockcopolymeren gelang durch sequentielle Monomeraddition. Mit Hilfe der GPC mit Lichtstreudetektion und durch Vergleich mit Vorhersagen von Computersimulation konnte bestätigt werden, dass die resultierende Anzahl und die Länge der Arme sowie die Blocklängenverteilung den angestrebten entsprechen. Des Weiteren konnten Gradientencopolymere aus MMA und Styrol mit fließendem Übergang zwischen den beiden Endblöcken aus PMMA und Polystyrol hergestellt werden. In einem weiteren Teil dieser Arbeit wurde ein neues Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, durch ATRP hergestellte Polymere, die anschließend Endgruppen modifiziert wurden, in der Schmelze mit Doppelbindungen enthaltenden Polymeren zu Pfropfcopolymeren zu verarbeiten. Dazu wurden Polymethylmethacrylate und Polystyrole mit Azidendgruppen durch Reaktive Extrusion auf Copolymere mit unterschiedlichem Gehalt an Allylmethyacrylat-Einheiten gepfropft