Synthese und Untersuchung von mehrfach schaltbaren amphiphilen Triblock-Copolymeren

• Applicant: Professor Dr. André Laschewsky
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers
• Term: from 2005 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5441267

Die Selbstorganisation unsymetrischer Triblockcopolymere des Typs ABC in wässriger Umgebung soll durch Schaltprozesse gezielt und reversibel kontrolliert werden. Durch eine stufenweise Änderung der Hydrophilie der einzelnen Blöcke A, B oder C der Triblockcopolymere und der daraus resultierenden stufenweisen Änderung der Amphiphilie wird ein komplexes kontrollierbares Selbstorganisationsverhalten angestrebt. Um das Verständnis der strukturellen Einflüsse und der Vorgänge zu verbessern, soll dabei die Blocksequenz ABC systematisch variiert werden (ACB, BAC). Als Schaltprozesse werden vorrangig thermische Übergänge genutzt, da diese auch in einem stofflich geschlossenen System reversibel ablaufen. Die Arbeiten gliedern sich in zwei Pakete, zum Einen die Synthese und molekulare Charakterisierung der Triblockcopolymere und zum Anderen die Untersuchung ihres Selbstorganisationsverhaltens. Bei der Synthese steht die kontrollierte radikalische Polymerisation im Vordergrund, insbesondere die RAFT (Radical Addition Fragmentation chain Transfer)-Methode wegen ihrer großen Variabilität bzgl. möglicher polymerisierbarer wie auch funktioneller Gruppen. Die sukzessive aufzubauenden Triblockcopolymere sollen mindestens zwei unterschiedlich schaltbare Blöcke enthalten und wasserlöslich sein. Die primär angestrebte Copolymerklasse enthält beispielsweise einen im gesamten Temperaturintervall von 0° C - 100° C wasserlöslichen Block A und zwei Blöcke B und C, die jeweils oberhalb unterschiedlicher Grenztemperaturen eine Mischungslücke aufweisen. Beim Aufheizen wird dann stufenweise der Übergang von einem dreifach hydrophilen Copolymer über eine erste amphiphile Struktur mit hoher Hydrophil-Hydrophob-Balance zu einer zweiten amphiphilen Struktur mit verringerter Hydrophil- Hydrophob-Balance erwartet. Durch die Variation der Blocksequenz als ABC, ACB und BAC lassen sich dabei unterschiedliche amphiphile Architekturen realisieren. Das Selbstorganisations- verhalten der neuen Triblockcopolymere in Wasser wird dann mit verschiedenen Methoden untersucht (beispielsweise bzgl. Aggregationsform und Größe). Im Anschluss wird das Schaltverhalten und die resultierende veränderte Selbstorganisation betrachtet. Perspektivisch werden Systeme mit drei Übergängen angestrebt, um so das gesamte Spektrum von voll wasserlöslich bis wasserunlöslich zu überdecken.

• DFG Programme: Research Grants