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Anorganische Polymere 29.11.2012Riedlberger1 Riedlberger Felix.

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Präsentation zum Thema: "Anorganische Polymere 29.11.2012Riedlberger1 Riedlberger Felix."—  Präsentation transkript:

1 Anorganische Polymere Riedlberger1 Riedlberger Felix

2 Gliederung 1.Einleitung 2.Syntheseproblem 3.Polysiloxane („Silikone“) 4.Phosphazene 5.Polysilane 6.Neue Polymere 7.Ausblick 8.Quellen Riedlberger2

3 Einleitung Organische Polymere: Anwendungen für org. Polymere sehr groß → z.B. Plastik, Kleidung, Prothesen Leichte Herstellung Billige Monomere aus Mineralöl Aber: Kohlenstoff relativ selten in der Erdkruste! Eigenschaften eingeschränkt → Anorganische Polymere! Riedlberger3

4 Syntheseproblem Polyaddition: Problem:Herstellung von Mehrfachbindungen mit angemessener Reaktivität und Stabilität → in AC schwer realisierbar Riedlberger4

5 Syntheseproblem Polykondensation: Problem: Chemie für anorg. funktionelle Gruppen ist schlecht entwickelt Difunktionelle Monomere oft sehr reaktiv → Herstellung und Aufreinigung schwer Riedlberger5

6 Syntheseproblem Ringöffnungspolymerisation (ROP): Vorteil: Ringchemie in AC gut entwickelt → viele potentielle Monomere verfügbar Riedlberger6

7 Syntheseproblem Folge: nur drei gut charakterisierte Polymere Riedlberger7

8 Polysiloxane („Silikone“) Synthese: Riedlberger8

9 Polysiloxane („Silikone“) Eigenschaften: Si-O-Si Bindungswinkel groß (größer als C-C-C Winkel) → Flexibilität, nicht brüchig Si-O Bindung stärker als C-C Bindung Unempfindlicher gegenüber Oxidation und UV-Strahlung → Höhere thermodynamische Stabilität Hydrophobie Hohe Gaspermeabilität Riedlberger9

10 Polysiloxane („Silikone“) Anwendungen: Ölbäder in Laboren Künstliche Haut Kondome Backformen Rostschutz etc Riedlberger10

11 Polyphosphazene Synthese: Probleme: Trimer (Cl 2 PN) 3 muss vorsichtig gereinigt werden Hohe Temperatur Molmassenkontrolle schwer Riedlberger11

12 Polyphosphazene Neue Synthese: Vorteile: Raumtemperatur! Molmassenkontrolle möglich Riedlberger12

13 Polyphosphazene Eigenschaften des Rückgrats: sehr flexibel thermisch und oxidativ stabil optisch transparent von 220 nm bis zum nahem IR wirkt als Brandschutzmittel Vorteil: Weitere Eigenschaften können durch nucleophile Substitution bestimmt werden Riedlberger13

14 Polyphosphazene Anwendungen: polymere Elektrolyte in Batterien Wärme- und Geräuschdämmung Medizin: Gerüst für schnellere Knochenregeneration Riedlberger14

15 Polysilane Synthese: Riedlberger15

16 Polysilane außergewöhnliche Eigenschaft: Delokalisierung von σ-Elektronen! (nicht bekannt in Kohlenstoffchemie) → Bändermodell! Folgen: σ-σ*-Übergang bei kleiner Energie mit steigender Anzahl an Si-Atomen in Polymerkette elektrische Leitfähigkeit (bei Dotierung) Lichtleitfähigkeit Riedlberger16

17 Polysilane Anwendungen: Fotolacke Fotolithografie Halbleiter Riedlberger17

18 Neue Polymere Aus Hauptgruppenelemente: Gruppe 14 Lineare Polymere Verzweigte Polymere Riedlberger18

19 Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Polygermane Riedlberger19

20 Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Polygermane Eigenschaften: σ-Delokalisierung größer als bei vergleichbaren Polysilanen → Rotverschiebung des σ- σ*-Übergangs Riedlberger20

21 Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Oligostannate Bisher nur Oligomere mit bis zu 6 Sn-Atome Eigenschaften: σ-Delokalisierung nochmal größer als bei vergleichbaren Polygermanen Riedlberger21

22 Neue Polymere Verzweigte Polymere aus Gruppe 14: Polysilyne Komplett unterschiedliche Eigenschaften zu Polysilane! Riedlberger22

23 Neue Polymere Verzweigte Polymere aus Gruppe 14: Polysilyne Eigenschaften: Zufälliges, starres Netzwerk aus monosubstituiertem Si Elektronische Eigenschaften komplett anders als lineare Polysilane → 3D-Struktur führt zu größerer Photostabilität UV/VIS-Absorption bis 450 nm (vgl. Polysilane: 400 nm) Riedlberger23

24 Neue Polymere Verzweigte Polymere aus Gruppe 14: Polygermyne UV/VIS-Absorption bis 850 nm! Mischung aus Polysilyne und Polygermyne führt zu mittlerer Absorption (ca. 650 nm) Riedlberger24

25 Neue Polymere Hauptgruppenpolymere Polyoxothiazene: Sehr polar! Löslich in DMF, DMSO, heißem Wasser und konz. Schwefelsäure! Riedlberger25

26 Neue Polymere Übergangsmetallpolymere: Nützliche Eigenschaften im Gegensatz zu org. Polymeren: Redox Magnetische Optische Elektronische Katalytische Riedlberger26

27 Neue Polymere Übergangsmetallpolymere: Rückgrat aus Übergangsmetallkomplex und Oligosilansegmenten Photosensitive Eigenschaft → Selektive Spaltung von Silansegmenten mit UV-Licht Riedlberger27

28 Ausblick Syntheseproblem wird immer kleiner Weitere Charakterisierungen nötig Nischenmarkt zugänglich durch außergewöhnliche Eigenschaften Spielraum anorg. Polymere nahezu unendlich durch ganzes PSE → In Zukunft sowohl Grundlagenforschung als auch anwendungsorientierte Arbeit Riedlberger28

29 Quellen Ian Manners, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., (1996), 35, Riedlberger29

30 Danke für die Aufmerksamkeit! Riedlberger30


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