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Einzigartige Härtungseigenschaften durch lebende Polymerisation in vernetzenden Materialien: Polyurethan‐Photopolymere aus Vinylether‐Synthesebausteinen

Abstract

Photopolymere mit einzigartigen Härtungseigenschaften können durch die Kombination von lebender kationischer Polymerisation mit engmaschiger Vernetzung und Einschränkung der molekularen Beweglichkeit hergestellt werden. Ein Vinyletherdiol wurde als funktioneller Baustein synthetisiert und mit Isophorondiisocyanat umgesetzt, um ein hochfunktionalisiertes Vinyletherpolyurethan als Modellsystem mit ausgeprägter Vernetzungsfähigkeit zu erhalten. Unter Verwendung eines kationischen Photoinitiators konnte nach kurzer Bestrahlung eine schnelle Polymerisation beobachtet werden. Die Aushärtung erfolgt ohne Sauerstoffinhibierung und läuft unter Lichtausschluss weiter. Aktive kationische Kettenenden werden bei fortschreitender Vernetzung eingeschlossen und verbleiben im Glaszustand untätig bzw. schlafend, wobei der lebende Charakter über Tage erhalten bleibt. Der Polymerisationsprozess kann durch weitere UV‐Bestrahlung und/oder thermische Behandlung wiedererweckt werden. Das Härtungsverhalten wurde mittels UV‐ und NIR‐gekoppelter Rheologie sowie Photo‐DSC im Detail untersucht, um simultan spektroskopische und mechanische Informationen zu beobachten und thermische Effekte zu erfassen.

Lebende, jedoch „schlafende”︁ kationische Spezies wurden in Vinlyether‐funktionalisierten Polymersystemen mit hoher Vernetzungsfähigkeit beobachtet. Das Konzept charakterisiert eine neue Klasse von Photopolymeren mit modularem Aufbau, fortschreitender Polymerisation nach Bestrahlung („Dunkelhärtung”︁), Unempfindlichkeit gegenüber Luftsauerstoff und einzigartigen Nachhärtungseigenschaften.

Autoren:   Stefan Kirschbaum, Katharina Landfester, Andreas Taden
Journal:   Angewandte Chemie
Jahrgang:   2015
Seiten:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201412218
Erscheinungsdatum:   16.03.2015
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