Funktionale dreidimensionale Photonische Kristalle aus ...

2. Allgemeiner Teil 30
Als Monomere werden hauptsächlich Methacrylate eingesetzt. Diese Monomere weisen die-
selbe polymerisierbare Gruppe auf und geben die Möglichkeit zu einer breiten chemischen
Variation in den Seitenketten. Dadurch ist gewährleistet, dass die Polymerisation auf gut aus-
gearbeitete Basisparameter eingestellt werden kann, während die Seitenketten je nach Anfor-
derung der chemischen bzw. physikalischen Eigenschaften der Polymere variiert werden kön-
nen.
2.1.1. Homopolymerisationen mit emulgatorfreier Emulsionspolymerisation
In dieser Arbeit ist die Emulsionspolymerisation die wichtigste Polymerisationsmethode. Mit
ihr können zum einen hoch monodisperse Polymerlatizes erhalten werden. Zum anderen sind
diese in wässriger Phase suspendiert. Zusätzlich sind Polymerlatizes aus der Emulsionspoly-
merisation elektrostatisch stabilisiert. Die Oberfläche der einzelnen Partikel ist mit gleichen
Ladungen besetzt, so dass sich die Polymerlatizes abstoßen. Diese Ladungen stammen in der
konventionellen Emulsionspolymerisation aus den hydrophilen Kopfgruppen des eingesetzten
Emulgators. Mit diesen Eigenschaften sind die wichtigsten Voraussetzungen für eine Kristal-
lisation der Polymerlatizes erfüllt.
Für eine weitere Spezialisierung hinsichtlich der Kristallisation, sowie der Herstellung mono-
disperser Partikel wird eine spezielle Methode der Emulsionspolymerisation angewendet. Es
handelt sich dabei um die emulgatorfreie Emulsionspolymerisation (SFEP: surfactant-free
emulsion polymerization). Bei dieser Methode wird auf den Zusatz von Emulgator verzichtet.
Die für die Stabilität der Polymerlatizes notwendigen Detergentien werden vielmehr erst bei
der Polymerisation gebildet. Die bei der Polymerisation entstehenden Oligomere ersetzen den
Emulgator. Diese besitzen eine hydrophile Kopfgruppe bestehend aus dem Initiatorrest und
einem hydrophoben Schwanz aus Oligomethacrylat. Damit ist die Partikeloberfläche wie bei
der konventionellen Emulsionspolymerisation mit Ladungen besetzt. Der Verzicht auf den
Emulgator hat einerseits den Vorteil, dass jede Ladung auf der Oberfläche der Polymerlatizes
molekular gebunden ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Emulgator während der
Lagerung oder der Kristallisation ausschwitzt und die Stabilisierung der Polymerlatizes ver-
ringert. Andererseits ist die Nukleation des Polymers aus der flüssigen Phase während der
Synthese günstiger für die Bildung monodisperser Latizes. Wie im weiteren Verlauf dieses
Kapitels noch beschrieben wird, ist dadurch auch eine monomerabhängige Größenkontrolle
möglich.
In Abbildung 2.1. ist der Mechanismus der emulgatorfreien Emulsionspolymerisation erklärt: