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Grundlagen der kontrollierten radikalischen Polymerisation
Gleichung I-1: Vt kt
P• = ⎡
⎣
⎤
⎦
Die kontrollierte radikalische Polymerisation vereint somit die Vorteile der konventionellen
radikalischen Polymerisation und einer lebenden ionischen Polymerisation, ohne jedoch deren
Nachteile zu besitzen. Dadurch ist die kontrollierte radikalische Polymerisation nicht nur für
die akademische Polymerforschung, sondern auch für die industrielle Anwendung von
großem Interesse. Sie stellt ein kostengünstiges Verfahren zur Synthese von Block- oder
Gradientenpolymeren dar und bietet gleichzeitig die Chance, polare Monomere in
Blockcopolymere einzubauen, die nach ionischen Mechanismen nicht polymerisiert werden
können.
Die Kontrolle der radikalischen Polymerisation kann über eine Reihe von Methoden erfolgen,
die alle auf dem dynamischen Gleichgewicht zwischen sogenannten schlafenden und aktiven
Spezies basieren (Abbildung I-1). Die Änderung dieses Gleichgewichts hat einen direkten
Einfluss auf die Kinetik und damit auf das Molekulargewicht und die
Molekulargewichtsverteilung der erhaltenen Polymere. Die schlafende Spezies Pn-T wird mit
einer Aktivierungskonstante kakt reversibel aktiviert, wobei die aktive Spezies Pn• erzeugt
wird. Diese reagiert entweder mit den Monomeren M mit einer Wachstumsratekonstante kp,
oder sie wird durch die Rekombination mit anderen wachsenden Radikalen mit einer
Terminierungskonstante kt an der weiteren Umsetzung gehindert. Abbildung I-1 zeigt die
schematische Darstellung dieses Gleichgewichts.
Pn T
schlafende Kette
kakt
kdeakt
Abbildung I-1: Prinzip der kontrollierten radikalischen Polymerisation.
13
Pn
M
kp
kt
2
T
aktive Kette
Pm
Pnm
tote Kette