Photo-Induzierte Polymerisationsreaktionen: Quantitative Information mittels Massenspektrometrie und Femtosekunden-'Pump-Probe'-Absorptionsstudien

• Antragsteller: Professor Dr. Christopher Barner-Kowollik; Professor Dr. Andreas-Neil Unterreiner
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 158927932

Das vorliegende Projekt hat die Zielsetzung, die Reaktivität photolytisch dargestellterRadikale in Bezug auf ihre Fähigkeit freie radikalische Polymerisationen zu initiierenquantitativ zu erfassen. Obwohl die Photoinitiierung radikalischer Polymerisationen imwissenschaftlichen wie technischen Bereich herausragende Bedeutung hat, sind quantitativeDaten zur Reaktivität von photolytisch erzeugten Radikalen gegenüber Vinylmonomerenkaum vorhanden. Im hier vorliegenden Projekt wird Electrospray IonizationsMassenspektrometrie (ESI-MS) – sowohl mit Kopplung an dieGrößenausschlusschromatographie als auch als Direktinfusionsexperiment – zur quantitativenBestimmung der Endgruppenzusammensetzung der erzeugten Polymere verwendet.Quantitative Information zur Häufigkeit mit der eine bestimmte Radikalspezies denPolymerisationsprozess gestartet hat, kann durch die Auswertung derDisproportionierungssignale im Massenspektrum erhalten werden. Die ESI-MS ist an einemtechnologischen Punkt angelangt – wie in dem vorliegenden Antrag detailliert dargestellt – andem es möglich ist, quantitative Daten über die Konzentration von Polymerspezies zuerhalten. Die Information über die Häufigkeit mit der eine Radikalspezies die Polymerisationinitiiert hat, kann zu quantitativen Aussagen über die Reaktivität des Radikals gegenüberMonomeren führen, wenn zusätzlich die Information vorhanden ist, wie viele Radikale ausdem Initiator für die Initiierungsreaktion zur Verfügung standen. Diese Informationen werdenin der vorgeschlagenen Studie über ‚Radical Scavenging’ Experimente erlangt. DerInformationsgewinn aus dem Projekt ist eine – Monomertyp abhängige – quantitativeReaktivitätsreihung einzelner photolytisch erzeugter Radikale. In einem nächsten Schritt ist esdas Ziel, die beobachtete Reaktivitätsordnung mit den elektronischen und sterischenEigenschaften der Radikale zu korrelieren. Die Bedeutung des Projektes liegt in derBereitstellung verlässlicher Radikalreaktivitätsdaten zur Optimierung und Auswahlspezifischer Photoinitiatorsysteme für Anwendungen in der Reaktionskinetik sowie derPolymersynthese.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr. Maria Schneider-Baumann; Dr. Thomas Wolf