Authors:	Stelzig, Simon
Title:	Synthese organisch-anorganischer Hybridmaterialien in Mehrkomponenten-Lösungsmittelsystemen
Online publication date:	17-Jan-2011
Year of first publication:	2011
Language:	german
Abstract:	Die Funktionalisierung anorganischer Nanopartikel stellt einen Schlüsselschritt in der Herstellung von Nanokompositen dar. Nanokomposite erzielen ein wachsendes Interesse im Bereich der Polymer- und der Materialwissenschaften, da die Kombination mehrerer Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften, wie etwa die Kombination anorganischer Nanopartikel mit Polymeren, große Synergieeffekte erhoffen lässt.rnrnDer Einbau anorganischer Nanopartikel in polymere Matrixmaterialien zur Verbesserung oder Einführung mechanischer, optischer oder magnetischer Eigenschaften von Polymeren bedarf allerdings der Modifizierung der Oberfläche des anorganischen Materials, um die für die positiven Synergieeffekte essentielle Kompatibilität zwischen Füllstoff und Matrix zu erreichen.rnrnEine Vielzahl anorganischer Partikel ist bereits als wässrige Dispersion erhältlich (SiO2, Al2O3, CeO2, ZrO2, ...). Mehrkomponenten- Lösungsmittelsysteme ermöglichen den Transfer dieser Partikel in eine unpolare Umgebung und gleichzeitig deren Funktionalisierung mit amphiphilen Copolymeren. Aufgrund der reversiblen Schaltbarkeit dieser Lösungsmittelsysteme zwischen einem einphasigen und zweiphasigen Zustand werden die zu Beginn in zwei nichtmischbaren Phasen vorliegenden Reaktionspartner durch Übergang in einen einphasigen Zustand unter homogenen Bedingungen in Kontakt gebracht und durch eine erneute Phasentrennung isoliert.rnEin weiterer Vorteil dieser Lösungsmittelsysteme ist deren Tolerierung funktioneller Gruppen in den verwendeten amphiphilen Copolymeren, welche nicht in Wechselwirkung mit der Partikeloberfläche stehen. Beispielsweise können Amine in den amphiphilen Copolymeren für die Wechselwirkung der funktionalisierten Partikel mit einer Polyurethanmatrix dienen, Alkine können mittels einer 1,3-dipolaren Cycloaddition umgesetzt werden oder aber perfluorierten Seitenketten in den Seitenketten der amphiphilen Copolymere die Kompatibilisierung der funktionalisierten Partikel mit einem perfluorierten Polymer gewährleisten. The functionalization of inorganic nanoparticles represents a key step in the production of nanocomposites. Nanocomposites attract an increasing interest in the area of polymer and material science, since the combination of various materials with different properties, as for example the combination of inorganic nanoparticles with polymers, might result in highly positive synergetic effects.rnrnThe introduction of inorganic nanoparticles in polymer matrices to improve or introduce mechanical, optical or magnetic properties of or in polymers requires the modification of the surface of the inorganic particles, in order to achieve compatibility between the matrix and the filler. This is essential for the expected positive synergetic effects. rnrnNumerous inorganic particles are readily available as aqueous dispersions (SiO2, Al2O3, CeO2, ZrO2, ...). Multi-component solvent systems enable the transfer of these particles in an unpolar environment and simultaneously their modification with amphiphilic copolymers. Since these solvent system allow the reversible switching between one-phase and two-phase, the two reaction partners, present in two immiscible phases at the beginning, are brought into contact during the transition two-phase to one-phase. The following isolation of the modified particles is carried out by a simple phase separation.rnrnA further advantage of these solvent systems is, that they tolerate the presence of functional groups in the applied amphiphilic copolymers. These functional groups do not interact with the surface of the particles. Examples are amines ,present in the amphiphilic copolymers for the interaction with a polyurethane matrix, alkynes which can be converted by a 1,3-dipolar cycloaddition or perfluorinated side chains to enable the compatibility of the functionalized particles with a perfluorinated polymer matrix.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-2322
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-25639
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen