Diplomarbeit - Patrick Beines - Homepage von Dr. Patrick W. Beines

Theoretische Grundlagen
eine sehr schnelle und gleichzeitige Initiierung des Wachstums aller Ketten. Eine gute ATRP
führt im Allgemeinen zu Polymeren mit Polydispersitäten von unter 1,1.
Da die ATRP ein System mit vielen Komponenten ist, die alle einen wesentlichen Einfluss
auf das Gelingen der Polymerisation haben, gibt es eine sehr große Anzahl an
Variationsmöglichkeiten.
Die notwendigen Komponenten sind:
1. Monomer
Typische Monomere sind Styrole, Diene, (Meth)Acrylate, (Meth)Acrylamide und Acrylnitril.
Sogar ringöffnende Polymerisationen mit cyclischen Monomeren sind möglich.
Problematisch sind hingegen Olefine, halogenierte Alkene und Vinylacetat. Wichtig für die
Polymerisation ist, dass das freie Radikal gut, aber nicht zu gut, stabilisiert wird und das
Gleichgewicht für den Redoxprozess weit auf der Seite der „ruhenden“ Spezies liegt.
2. Initiator
Es gibt eine Vielzahl an Initiatoren. Typisch sind Alkylhalogenide, Benzylhalogenide,
α-Haloester, α-Haloketone, α-Halonitrile und Sulfonylhalogenide. Wichtig ist, dass die
Initiierung quantitativ verläuft und dass das (Pseudo)Halogenatom schnell und selektiv
zwischen dem freien Radikal und dem Übergangsmetallkomplex übertragen werden kann.
Besonders bewährt haben sich Chlor- und Bromverbindungen, während Fluorverbindungen
wegen der starken C-F-Bindung nicht in Frage kommen.
3. Zentralatom
Verschiedene Übergangsmetalle sind schon in der ATRP verwendet worden. Typisch sind
Molybdän, Chrom, Rhenium, Ruthenium, Eisen, Nickel, Palladium und ganz besonders
Kupfer. In Bezug auf Vielseitigkeit und Kosten ist Kupfer den anderen Metallen deutlich
überlegen, zudem ist es das am häufigsten für die Verwendung in der ATRP untersuchte
Übergangsmetall.
4. Ligand
Für die ATRP wurde eine Vielzahl von Liganden getestet, die jeweils die sterische und
elektronische Umgebung des Zentralatoms auf ganz unterschiedliche Weise beeinflussen. Die
beiden größten Kategorien sind die Stickstoff- und die Phosphorliganden. Dabei sind
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