Synthese und Charakterisierung von Polymakromonomeren unterschiedlicher Topologie

In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Topologien von Polymakromonomeren auf unterschiedlichen chemischen Routen synthetisiert und mit verschiedenen Methoden charakterisiert. Es wurden Polyalkylmakromonomere, Kern-Schale zylindrische Bürsten (Poly[styrol-block-alkylmakromonomere]), Polystyrolmakromonomere und Blockcopolymere aus zylindrischer Polystyrolbürste und linearem t--BuMA--Knäuel synthetisiert. Die Synthese der Polyalkylmakromonomere und der Kern--Schale zylindrischen Bürsten wurde durch die freie radikalische Polymerisation von Makromonomeren erreicht. Die unterschiedlichen Eigenschaften der Polymakromonomere wurden mit verschiedenen Methoden (Lichtstreuung, Neutronenstreuung, DSC, AFM und NMR) untersucht. Die metalloceninitiierte Polymerisation von Polystyrolmakromonomeren führte zum ersten Mal zu Polymerisationsgraden der Hauptkette von mehr als 1000, so dass eine neue chemische Route zur Synthese von zylindrischen Bürsten entwickelt werden konnte. Die partiell lebende metalloceninitiierte Polymerisation erlaubt weiterhin zum ersten Mal die Synthese von Blockstrukturen, die einen zylindrischen Bürstenteil und einen linearen Knäuelteil (t--BuMA) aufweisen. Diese Blockcopolymere bilden nach Abspaltung der tert.--Butylgruppe und Neutralisation der freien Polymethacrylsäure mit Cäsiumhydroxid ein sehr großes Amphiphil, das in einem selektiven Lösungsmittel (z.~B. THF) eine mizellare überstruktur ausbildet. Der mizellare Charakter dieser überstrukturen wurde mit der hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskopie/EDX bewiesen. Der mit der TEM beobachtete Durchmesser einer solchen Riesenmizelle erreicht Werte von bis zu 300 nm.

In the current thesis, different topologies of polymacromonomers have been synthesized following different chemical pathways and characterized by different methods. Polyalkylmacromonomers, core-shell cylindrical brushes (poly[styrene-block-alkylmacromonomers), polystyrenemacromonomers and blockcopolymers with a cylindrical brush block and a linear chain have been synthesized. Synthesis of polyalkylmacromonomers and of core-shell cylindrical brushes was conducted via a free radical polymerization reaction. The different characteristics of the polymacromonomers was investigated by means of light-scattering, neutron-scattering, DSC, AFM and NMR. The metallocene initiated polymerization of polystyrenemacromonomers led - for the first time - to degrees of main chain polymerization of above 1000, so that a new chemical pathway towards cylindrical brushes could be developed. The partially living metalloceneinduced polymerization allows for the first time the synthesis of block structures featuring a cylindrical brush block and a linear coil block (t-BuMA). The synthesized blockcopolymers were functionalized by cleaving off the t-butyl group and a subsequent neutralization step with CsOH to form a giant amphiphile. This giant amphiphile forms micellar superstructures if dissolved in a selective solvent (e. g. THF). The micellar character of the formed superstructures was prooved by means of high resolution transmission-electron-microscopy/EDX. The discovered diameter of a giant micelle can reach values of up to 300 nm.