Poly(para-phenylenethinylen)e - Synthese, Charakterisierung und Eigenschaften von endfunktionalisierten Polymeren und Stäbchen-Knäuel-Diblockcopolymeren

Der erste Teil der vorliegenden Dissertation beschäftigt sich mit der Eignung des ?,?-dithiolfunktionalisierten Poly(para-phenylenethinylen)s (PPE) als sogenannter „molekularer Draht“ für die molekulare Elektronik. Über die HECK-CASSAR-SONOGASHIRA-Reaktion wurden vollständig endfunktionalisierte, defektfreie Polymere mit durchschnittlichen Polymerisationsgraden von bis zu 45 Repetitionseinheiten synthetisiert. Die starke Aggregationsneigung der PPE, die die Anordnung der Polymerketten zwischen den Goldelektroden unterstützen soll, wurde mittels Rasterkraft- und Rastertunnelmikroskopie untersucht. Für die Untersuchungen zur Dotierbarkeit wurden ESR-, ENDOR-, UPS- und XPS-Messungen durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass sich das PPE reduzieren lässt.Im zweiten Teil der Arbeit wurden die PPE zur Synthese von Stäbchen-Knäuel-Diblockcopolymeren eingesetzt. Die Darstellung erfolgte nach der 'grafting onto'-Methode, indem monocarboxyl-endfunktionalisiertes PPE mit flexiblen monohydroxyl-endfunktionalisiertem Polyethylenglykol, Polydimethylsulfoxid bzw. Polytetrahydrofuran verestert wurde. Den Nachweis der Diblockcopolymerbildung erbrachten die 1H?NMR-Spektroskopie und die für Diblockcopolymere noch wenig angewandte MALDI-TOF-Massenspektrometrie. Mittels Rasterkraftmikroskopie und Computersimulationen zur Molekularmechanik und -dynamik wurden die Aggregationseigenschaften der Diblockcopolymere untersucht.

The first part of the present dissertation deals with the applicability of ?,?-dithiol-functionalised poly(para-phenylenethinylen)s (PPE) as so-called „molecular wire“ to be used in molecular electronics. Fully end-functionalised and defect-free polymers with average polymerisation grades of 45 repetition units were synthesised by means of the HECK-CASSAR-SONOGASHIRA-Reaction. The strong affinity of the PPE to aggregation, which is supposed to support the alignment of the polymer chains between gold electrodes, was analysed using atomic force and scanning tunnelling microscopy. ESR-, ENDOR-, UPS- and XPS-measurements were conducted to analyse the dopability. It could be shown that PPE is reducible.In the second part of the work PPE were used for the synthesis of rod-coil-diblock-copolymers. The synthesis was effected using the grafting onto-method, by esterification of monocarboxyl-endfunctionalised PPE with flexible monohydroxyl-endfunktionalised poly(ethylene glycol), poly(dimethyl sulfoxid) and poly(tetrahydrofurane) respectively. Evidence of the formation of diblock copolymers was brought forward by 1H?NMR spektroscopy and MALDI-TOF mass spectrometry, the latter of which having been rarely used for diblock copolymers to date. Aggregation characteristics of diblock copolymers were analysed using atomic force microscopy and computer simulations on molecular mechanics and dynamics.