Synthesen und Charakterisierungen Arylamin-haltiger Polymere: multifunktionelle hoch-T g-Copolymere für photorefraktive Anwendungen

Zusammenfassung Die vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit den Synthesen und Charakterisierungen multifunktioneller, Arylamin-haltiger Polymere, welche sich als photorefraktive(PR)-Materialien eignen. Die Glastemperaturen (Tg) der angestrebten Materialien liegen deutlich über Raumtemperatur, um so den Pockels-Mechanismus zum Aufbau des PR-Effektes zu favorisieren. Hierzu sind zwei synthetische Konzepte, basierend auf Maleinimid-Methylvinylisocyanat-Reaktiv-Polymeren und Triphenylamin-haltigen Polymeren, entwickelt worden. Im Rahmen des Reaktiv-Polymer-Konzeptes konnten PR-Materialien mit den bisher größten Beugungs-Effizienzen sowie den schnellsten Ansprechzeiten für multifunktionelle hoch-Tg-Polymere dargestellt werden. Hierfür wurden Maleinimid-Methylvinylisocyanat-Reaktiv-Polymere synthetisiert welche an der Imid-Position über Spacer-Gruppen mit Carbazol-Einheiten funktionalisiert sind. Die Tg´s der Polymere konnten zwischen 60°C und 194°C eingestellt werden. Die Isocyanat-Gruppen wurden dann polymeranlog mit hydroxyalkyl-funktionalisierten Chromophoren umgesetzt. Die Kinetik des PR-Effektes dieser Materialien wird durch die Ladungsträger-Beweglichkeiten in den Proben bestimmt. Eine Steigerung der Farbstoff-Konzentrationen erhöht die PR-Leistungen der Materialien, behindert jedoch deren Kinetik.Das Triphenylamin-Polymer-Konzept verwendet Triphenylamine als Lochleiter. Hierfür wurden die radikalischen Polymerisations-Verhalten der Monomere p-Diphenylaminostyrol (DPAS) und erstmals p-Ditoluylaminostyrol (DTAS) untersucht. Die Monomere wurden durch spontane, freie und kontrollierte radikalische Verfahren polymerisiert. Mittels eines TEMPO-Derivates gelang der Aufbau von Block-Copolymeren. Poly-DPAS konnte, im Gegensatz zu Poly-DTAS, polymeranlog tricyanovinyliert werden. Dadurch lassen sich PDPAS-block-PTPAS-Copolymere selektiv im PDPAS-Block tricyanovinylieren. Diese Materialien weisen eine Tendenzen zur Mikro-Phasen-Separation auf.Die Strukturierung von PDPAS konnte durch Photo-Polymerisation mit einer Auflösung von wenigen mm demonstriert werden. Carbazol und Triphenylamin-haltige Materialien wurden mittels Cyclo-Voltametrie untersucht.

Abstract This contribution deals with the syntheses and characterisation of multifunctional arylamine containing polymers, which have photorefractive (PR) properties. The glass transition temperature (Tg) of the desired materials is situated above room temperature in order to favour the Pockels-effect for the build up of the PR-effect. Two synthetic concepts based on maleimid methyl vinyl isocyanate reactive polymers and triphenylamine containing polymers have been developed.With in the scope of the reactive polymer concept PR-materials with the highest diffraction efficiencies and the fastest response times for multifunctional high-Tg-materials could be realised. Therefore maleimid methyl vinyl isocyanate reactive polymers have been developed where the imide positions have been functionalised with carbazole moieties via spacer groups. The Tg's of the polymers have been tuned between 60°C and 194°C. Isocyanate groups have then been polymer analogously reacted with hydroxyalkyl functionalised chromophores. The kinetics of these PR-materials is determined by the charge mobility of the materials. Increasing the concentration of the chromophore contents increases the PR-effect but also decreases its kinetics.The triphenylamine polymer concept uses triphenylamines as hole conductors. Therefore the radical polymerisation behaviour of the monomers p-diphenylaminostyrene (DPAS) and for the first time p-ditoluylaminostyren (DTAS) have been investigated. The monomers could be polymerised under spontaneous, free and controlled radical conditions. Using TEMPO-derivatives block copolymers have been realised. Poly-DPAS could be polymer analogously tricyanovinylated in contrast to poly-DTAS. Because of that PDPAS-block-PDTAS copolymers could be selectively tricyanovinylated in the PDPAS block. Those materials show a mikrophase separation tendency.Structuring of PDPAS was demonstrated by photo polymerisation with a resolution of a few mm. Carbazol and triphenylamine containing materials have been analysed by cyclic voltametrie.