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Zusammenfassung (Deutsch)

Stereoreguläre Polyolefine können heutzutage einfach und elegant über Polymerisationsreaktionen mit Hilfe von Ziegler/Natta- oder Metallocen-Katalysatoren synthetisiert werden. Taktische Polyolefine zeichnen sich im Vergleich zu ihren ataktischen Analoga durch verbesserte Eigenschaften wie höhere Dichte, Kristallinität, Zugfestigkeit oder Schmelzpunkte aus. Im Bereich der konjugierten Polyarylene sind bislang nur Polymere mit chiralen Seitenketten oder planar- bzw. axial-chiralen Hauptkettenbausteinen bekannt. Kudla et al. gelang es 2009 erstmalig, ein isotaktisches Polyfluoren, Poly(9-dodecyl-9-methylfluoren) iPF-12 aus einem AB-Typ-Monomer zu synthetisieren.

Polyfluorene (PFs) gehören aufgrund ihrer molekularen Struktur und den damit einhergehenden optischen Eigenschaften zu einer sehr attraktiven und vielversprechenden Klasse blau emittierender Polymere. PFs zählen mit ihren Derivaten zur Klasse der “Stufenleiter“-Poly(para-phenylene).

Dem Ansatz von Kudla et al. folgend, sollen in Kapitel 2 neue isotaktische Polyfluorene, sowohl Homopolymere als auch Diblockcopolymere, synthetisiert, isoliert und charakterisiert werden. Spezielles Augenmerk liegt dabei auf der Synthese und Untersuchung von isotaktischem Poly(9- methyl-9-octylfluoren) (iPF1-8) und Poly(9-β-cyanoethyl-9-octylfluoren) (iPF8-2CN). Bei iPF1-8 liegt das Interesse darin herauszufinden, ob es in Analogie zu Poly(9,9-di-n-octylfluoren) (PF8) auch beim Vorliegen nur einer Octyl-Seitenkette als Substituent zur Ausbildung einer höher geordneten ß-Phase kommt. Mit der Synthese von iPF8-2CN, einem isotaktischen Polymer mit einer polaren ß-Cyanoethyl- und einer Octyl-Seitenkette, soll untersucht werden, ob die polare Seitenkette über dipolare Wechselwirkungen einen Einfluss auf die Ordnung im Festkörper hat.

Auf Basis vorhandener Monobrom-terminierter Poly(3-hexylthiophen)-Makromonomere sollen all-konjugierte „rod-rod“ Diblockcopolymere aus AB-Typ-Fluorenmonomeren in einem „grafting from“-Ansatz aufgebaut werden. Amphiphile Systeme mit einem polaren Polythiophenblock und einem unpolaren Polyfluorenblock sind aufgrund der zu erwartenden Selbstorganisationseigenschaften von Interesse. Dabei sollen die Polymere aus isotaktischen Polyfluorenblöcken mit entsprechenden Diblockcopolymeren aus ataktischen Polyfluorenblöcken verglichen werden.

Alle im Verlauf der Arbeit synthetisierten taktischen Polymere werden intensiv auf ihre optischen und, im Speziellen, ihre chiroptischen Eigenschaften hin untersucht.

Zusammenfassung (Englisch)

Stereoregular polyolefins can be elegantly synthesized via polymerization reactions using Ziegler/Natta or metallocene-type catalysts. Tactical polyolefins show improved properties, such as higher density, crystallinity, tenacity or melting points compared to their atactical analogues. In the field of conjugated polyarylenes only π-conjugated polymers with chiral side-chain substituents (e.g. chiral alkyl side chains) or with axial or planar chiral building blocks in the polymer main chain, have been known so far. In 2009 Kudla et al. were the first to synthesize an isotactic polyfluorene, poly(9-dodecyl-9-methylfluorene) iPF1-12 starting from an AB-type monomer. Polyfluorenes (PFs), are particularly due to their physical and optical properties, a very attractive and promising class of blue light-emitting polymers. PFs and its derivatives belong to the class of step-ladder poly(para-phenylene)s.

Following the approach of Kudla et al. in chapter 2, new isotactic polyfluorenes, both homopolymers and diblock copolymers are presented, including synthesis, isolation and characterization. Special attention is given to the synthesis and study of isotactic poly(9-methyl- 9-octylfluorene) (iPF1-8) and poly(9-ß-cyanoethyl-9-octylfluorene) (iPF8-2CN). For iPF1-8, with one octyl side chain and a short methyl side chain, it is of special interest to investigate if the polymer forms a higher ordered ß-phase as observed for poly(9,9-di-n-octylfluorene) (PF8).

The synthesis of iPF8-2CN, an isotactic polyfluorene containing one polar side chain and a long alkyl side chain, is of special interest due to possible dipolar interactions between polar groups that might have an impact on the solid state order of the polymer.

Using monobromo-terminated P3HT macromonomers also a series of new all-conjugated „rodrod“ diblock copolymers is synthesized in a „grafting from“ approach by using AB-type fluorene monomers. Also amphiphilic diblock copolymers containing a polar polythiophene block and a non-polar polyfluorene block are of certain interest due to their expected self-assembling behaviour. The diblock copolymers containing an isotactic polyfluorene block are compared with their analogues that contain atactic polyfluorene blocks. All tactic polymers synthesized in the course of this work are studied regarding their optical and, in particular, their chiroptical properties.

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