Anorganische Polymere

Präsentation zum Thema: "Anorganische Polymere"—  Präsentation transkript:

1 Anorganische Polymere
Riedlberger Felix Riedlberger

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

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! Riedlberger

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

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

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

7 Syntheseproblem Folge: nur drei gut charakterisierte Polymere
Riedlberger

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

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 Riedlberger

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

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

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

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. Riedlberger

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

15 Polysilane Synthese: Riedlberger

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 Riedlberger

17 Polysilane Anwendungen: Fotolacke Fotolithografie Halbleiter
Riedlberger

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

19 Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Polygermane 29.11.2012
Riedlberger

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

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 Riedlberger

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

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) Riedlberger

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) Riedlberger

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

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

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

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 Riedlberger

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

30 Danke für die Aufmerksamkeit!
Riedlberger