Poly(ethylenoxid)-Netzwerke: Synthese, Netzwerkstruktur und Kristallisation

Ziel des vorliegenden Antrags ist die gezielte Synthese von Netzwerken aus Poly(ethylenoxid) mit unterschiedlicher Netzwerkarchitektur und mit unterschiedlichen Molmassen zwischen den Netzknotenpunkten sowie die Untersuchung der Thermodynamik und Kinetik der Kristallisation. Als Ausgangsstoffe werden Alkin- bzw. Azid-funktionalisierte Telechele bzw. Semitelechele des Poly(ethylenoxids) mit linearer oder sternförmiger Architektur unterschiedlicher Armzahl und Molmasse eingesetzt ("Click"-Chemie). Die Synthese wird mit Hilfe der ¹H-NMR- und der FTIR-Spektroskopie verfolgt und die Netzwerke durch Quellungsexperimente charakterisiert sowie mit Hilfe der Flory-Rehner Theorie thermodynamisch beschrieben. Für detaillierte Informationen zur Netzwerkstruktur (Anteil freier Kettenenden, Vernetzungsdichte bzw. deren Verteilung) kommen spezielle Techniken der Festkörper-NMR Spektroskopie wie z.B. ¹H-DQ-NMR zum Einsatz, die aus der Untersuchung der molekularen Dynamik auf strukturelle Parameter schließen lassen. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Untersuchung des Kristallisationsverhaltens des PEO in den Netzwerken. DSC- und SAXS/WAXS-Messungen sollen Erkenntnisse über den Einfluss der Netzknotenpunkte und der Triazol-Verknüpfungspunkte in den linearen Kettenbereichen auf die Thermodynamik und Kinetik der Polymerkristallisation liefern. Zusätzliche ¹H-NMR-Breitlinienuntersuchungen liefern Informationen über eine potentiell vorhandene 3. Phase zwischen amorphen und kristallinen Bereichen. PVT-Messungen und die daraus gewonnenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und Kompressibilitäten als Funktion der Vernetzungsdichte erlauben eine thermodynamische Beschreibung der Netzwerke mit Zustandsgleichungstheorien. Nachdem ein detailliertes Bild der Struktur dieser Netzwerke erhalten wurde, soll weiterhin der Einfluss von gelösten Salzen auf die Strukturbildung der gezielt variierten Netzwerke untersucht werden. Hierbei ist es das Ziel der Untersuchungen, ein molekulares Bild der Polymerkristallisation und deren Einschränkungen durch das Vorhandensein der Netzwerkstrukturen zu erhalten.