Anorganische Polymere Riedlberger Felix 29.11.2012 Riedlberger

Gliederung Einleitung Syntheseproblem Polysiloxane („Silikone“) Polyphosphazene 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: Künstliche Haut Kondome Ölbäder in Laboren Backformen Rostschutz 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 29.11.2012 Riedlberger

Polyphosphazene Anwendungen: polymere Elektrolyte in Batterien Medizin: Gerüst für schnellere Knochenregeneration 29.11.2012 Riedlberger

Polysilane Synthese: Katalysator: Titanocen/Zirconocen-Derivate 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 in 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 Hauptgruppenpolymere Polyoxothiazene: Sehr polar! Löslich in DMF, DMSO, heißem Wasser und konz. Schwefelsäure! 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 Don Tilley, Acc. Chem. Res., (1993), 26, 22-29 http://www.google.com/patents/EP2033668A2?cl=de http://www.itwissen.info/bilder/subtraktivverfahren-mit-fotolithografie-und-aetzung.png 29.11.2012 Riedlberger

Danke für die Aufmerksamkeit! 29.11.2012 Riedlberger