Untersuchung von Vinylcyclopropan(VCP)-Amide als schnell polymerisierbare, schwundarme und Wasserstoff-Brücken bildende Monomere: Systematische Untersuchung der Synthese und Charakterisierung modular kombinierter Polymernetzwerke

• Antragstellerin: Professorin Dr. Seema Agarwal
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 416009646

Der Antrag zielt auf ein umfassendes Verständnis sowohl der Synthese, Eigenschaften und des ringöffnenden Polymerisationsverhaltens (ROP) von Vinylcyclopropan(VCP)-Amiden als auch der strukturellen und physikalischen Eigenschaften von Poly(VCP-Amiden) ab, einer vielversprechenden Unterklasse von VCP-Derivaten. Die Kombination von Eigenschaften wie schnelle Polymerisierbarkeit, vollständiger Monomerumsatz, geringer bis kein Volumenschwund, einfache Modulation, Multifunktionalität, Stabilität, geringe Viskosität und leichte Synthese, die bei flüssigen photovernetzbaren Monomeren (einer Art (Foto)-Lacke) für präzise Strukturierung erforderlich ist, macht die Erforschung neuer derartiger „alles in einem“-Fotolacke bedeutsam und notwendig. Die wichtigste Herausforderung bei der Suche nach neuen Systemen liegt in der Erhaltung einer Kombination von geringem Volumenschwund mit hoher Reaktivität der Monomere und vollständigem Monomerumsatz während der Polymerisation und leicht abstimmbaren mechanischen Eigenschaften.Angeregt durch unsere im Rahmen von Vorarbeiten gewonnenen Erkenntnisse schlagen wir die Untersuchung einer neuen Unterklasse von VCP-Derivaten vor, der mono- und bi-funktionalen Vinylcyclopropan(VCP)-Amide, deren Ringöffnung während der Polymerisation geringen Volumenschwund liefert, während die Vorstrukturierung der Monomere durch H-Brücken via Amideinheiten die reaktiven polymerisierbaren Vinylgruppen liefern sollte für die Vermehrungsreaktion in der unmittelbaren Nähe. Damit sollte auch die Kontrolle der Polymerisationsgeschwindigkeit verstanden und verbessert werden. Des Weiteren wollen wir untersuchen inwieweit die Spacergruppe in bifunktionalen VCP-Amiden und die Substituenten an der Amidbindung in monofunktionalen VCP-Amiden die Monomer- und Polymereigenschaften beeinflußen. Wir haben uns sowohl grundlegende Studien bezüglich der Synthese von VCP-Amiden (mono- und bifunktional) zum Ziel gesetzt, als auch strukturelle Charakterisierung und Vorstrukturierung durch H-Brücken, Photopolymerisation, Auswertung der Eigenschaften der Polymere und vorbereitende Experimente hinsichtlich der präzisen Strukturierung durch 3D-Druck dieser neuen Unterklasse von VCPs.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen