Anorganische Polymere Riedlberger Felix 29.11.2012 Riedlberger

Gliederung Einleitung Syntheseproblem Polysiloxane („Silikone“) Phosphazene Polysilane Neue Polymere Ausblick Quellen 29.11.2012 Riedlberger

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! 29.11.2012 Riedlberger

Syntheseproblem Polyaddition: Problem: Herstellung von Mehrfachbindungen mit angemessener Reaktivität und Stabilität → in AC schwer realisierbar 29.11.2012 Riedlberger

Syntheseproblem Polykondensation: Problem: Chemie für anorg. funktionelle Gruppen ist schlecht entwickelt Difunktionelle Monomere oft sehr reaktiv → Herstellung und Aufreinigung schwer 29.11.2012 Riedlberger

Syntheseproblem Ringöffnungspolymerisation (ROP): Vorteil: Ringchemie in AC gut entwickelt → viele potentielle Monomere verfügbar 29.11.2012 Riedlberger

Syntheseproblem Folge: nur drei gut charakterisierte Polymere 29.11.2012 Riedlberger

Polysiloxane („Silikone“) Synthese: Kondensation Anionische oder kationische ROP 29.11.2012 Riedlberger

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 29.11.2012 Riedlberger

Polysiloxane („Silikone“) Anwendungen: Ölbäder in Laboren Künstliche Haut Kondome Backformen Rostschutz etc. 29.11.2012 Riedlberger

Polyphosphazene Synthese: Probleme: Trimer (Cl2PN)3 muss vorsichtig gereinigt werden Hohe Temperatur Molmassenkontrolle schwer 29.11.2012 Riedlberger

Polyphosphazene Neue Synthese: Vorteile: Raumtemperatur! Molmassenkontrolle möglich 29.11.2012 Riedlberger

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. 29.11.2012 Riedlberger

Polyphosphazene Anwendungen: polymere Elektrolyte in Batterien Wärme- und Geräuschdämmung Medizin: Gerüst für schnellere Knochenregeneration 29.11.2012 Riedlberger

Polysilane Synthese: 29.11.2012 Riedlberger

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 29.11.2012 Riedlberger

Polysilane Anwendungen: Fotolacke Fotolithografie Halbleiter 29.11.2012 Riedlberger

Neue Polymere Aus Hauptgruppenelemente: Gruppe 14 Lineare Polymere Verzweigte Polymere 29.11.2012 Riedlberger

Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Polygermane 29.11.2012 Riedlberger

Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Polygermane Eigenschaften: σ-Delokalisierung größer als bei vergleichbaren Polysilanen → Rotverschiebung des σ- σ*-Übergangs 29.11.2012 Riedlberger

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 29.11.2012 Riedlberger

Neue Polymere Verzweigte Polymere aus Gruppe 14: Polysilyne Komplett unterschiedliche Eigenschaften zu Polysilane! 29.11.2012 Riedlberger

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) 29.11.2012 Riedlberger

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) 29.11.2012 Riedlberger

Neue Polymere Hauptgruppenpolymere Polyoxothiazene: Sehr polar! Löslich in DMF, DMSO, heißem Wasser und konz. Schwefelsäure! 29.11.2012 Riedlberger

Neue Polymere Übergangsmetallpolymere: Nützliche Eigenschaften im Gegensatz zu org. Polymeren: Redox Magnetische Optische Elektronische Katalytische 29.11.2012 Riedlberger

Neue Polymere Übergangsmetallpolymere: Rückgrat aus Übergangsmetallkomplex und Oligosilansegmenten Photosensitive Eigenschaft → Selektive Spaltung von Silansegmenten mit UV-Licht 29.11.2012 Riedlberger

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 29.11.2012 Riedlberger

Quellen Ian Manners, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., (1996), 35, 1602-1621 http://www.google.com/patents/EP2033668A2?cl=de 29.11.2012 Riedlberger

Danke für die Aufmerksamkeit! 29.11.2012 Riedlberger