Nanopartikel durch Strukturfixierung mizellarer Assoziate aus amphiphilen, endgruppenfunktionalisierten Diblockcopolymeren

Abstract

Nanopartikel durch Strukturfixierung mizellarer Assoziate aus amphiphilen, endgruppenfunktionalisierten Diblockcopolymeren Zwei unterschiedliche Diblockcopolymersysteme mit Molmassen unterhalb von Mw = 10 000 g/mol wurden über anionische Polymerisation synthetisiert. Ein hetero-telecheles a,w-Poly(dimethylsiloxan)-b-Poly(ethylenoxid) (PDMS-PEO) Diblockcopolymer wurde mit einer Methacrylatendgruppe am PDMS und entweder einer Benzyl-, Hydroxy- oder Carboxylatendgruppe am PEO funktionalisiert. Ein Poly(butadien)-b-Poly(ethylenoxid) (PB-PEO) Diblockcopolymer wurde am PEO ebenfalls entweder mit einer Benzyl-, Hydroxy- oder Carboxylatendgruppe funktionalisiert. In selektiven Lösungsmitteln wie Wasser oder Methanol bilden beide Diblockcopolymersysteme supramolekulare Strukturen mit sphärischer, zylindrischer oder toroider Geometrie aus, die mit statischer und dynamischer Lichtstreuung in Lösung und mit Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) auf der Oberfläche untersucht wurden. Durch Zusatz eines Vernetzers und Initiators wurden die selbstassoziierenden Mizellen des PDMS-PEO Diblockcopolymers permanent durch radikalische Polymerisation mit UV-Licht fixiert. Mizellen des PB-PEO Diblockcopolymers wurden über Bestrahlung mit gamma-Strahlen permanent fixiert. Die Untersuchung der resultierenden Nanopartikel beider Diblockcopolymersysteme mit AFM und TEM zeigte, daß diese sogar in nicht selektiven Lösungsmitteln wie Tetrahydrofuran formstabil bleiben.

Nanoparticles via structure fixation of micelles of self-assembled amphiphilic, endfunctionalized diblock copolymers Two different amphiphilic diblock copolymer systems with molar masses below Mw = 10 000 g/mol were synthesized by anionic polymerization. A hetero-telechelic a, w-poly(dimethylsiloxane)-b-poly(ethylene oxide) (PDMS-PEO) block copolymer was functionalized with a methacrylic end group at the PDMS and either a benzylic, hydroxylic or carboxylate end group at the PEO. A poly(butadiene)-b-poly(ethylene oxide) (PB-PEO) block copolymer was functionalized at the PEO again with either a benzylic, hydroxylic or carboxylate end group. In selective solvents such as water or methanol both amphiphilic diblock copolymers form supramolecular structures of spherical, cylindrical or toroidal shape, which were characterized by static and dynamic light scattering in solution and by atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM) on the surface. By addition of crosslinker and initiator the self-assembled micelles of PDMS-PEO block copolymers were permanently fixed by radical UV-light polymerization. Micelles of PB-PEO block copolymer were permanently fixed by gamma-ray irradiation. Investigation of the resulting nanoparticles of both diblock copolymer systems with AFM and TEM showed that they were shape persistent even in non-selective solvents such as tetrahydrofurane.