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Anorganische Polymere

Riedlberger Felix. Anorganische Polymere. Gliederung. Einleitung Syntheseproblem Polysiloxane („Silikone“) Polyphosphazene Polysilane N eue Polymere Ausblick Quellen. Einleitung. Organische Polymere: Anwendungen für org. Polymere sehr groß → z.B. Plastik , Kleidung, Prothesen

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Presentation Transcript

  1. Riedlberger Felix Anorganische Polymere Riedlberger

  2. Gliederung • Einleitung • Syntheseproblem • Polysiloxane („Silikone“) • Polyphosphazene • Polysilane • Neue Polymere • Ausblick • Quellen Riedlberger

  3. Einleitung Organische Polymere: • Anwendungen für org. Polymere sehr groß → z.B. Plastik, Kleidung, Prothesen • Leichte Herstellung • Billige Monomere aus Mineralöl Aber: Kohlenstoff relativ selten in der Erdkruste! Eigenschaften eingeschränkt → Anorganische Polymere! Riedlberger

  4. Syntheseproblem Polyaddition: Problem: Herstellung von Mehrfachbindungen mit angemessener Reaktivität und Stabilität → in AC schwer realisierbar Riedlberger

  5. Syntheseproblem Polykondensation: Problem: • Chemie für anorg. funktionelle Gruppen ist schlecht entwickelt • Difunktionelle Monomere oft sehr reaktiv → Herstellung und Aufreinigung schwer Riedlberger

  6. Syntheseproblem Ringöffnungspolymerisation (ROP): Vorteil: • Ringchemie in AC gut entwickelt → viele potentielle Monomere verfügbar Riedlberger

  7. Syntheseproblem Folge: nur drei gut charakterisierte Polymere Riedlberger

  8. Polysiloxane („Silikone“) Synthese: Riedlberger

  9. Polysiloxane („Silikone“) Eigenschaften: • Si-O-Si Bindungswinkel groß (größer als C-C-C Winkel) → Flexibilität, nicht brüchig • Si-O Bindung stärker als C-C Bindung • Unempfindlicher gegenüber Oxidation und UV-Strahlung → Höhere thermodynamische Stabilität • Hydrophobie • Hohe Gaspermeabilität Riedlberger

  10. Polysiloxane („Silikone“) Anwendungen: • Künstliche Haut • Kondome • Ölbäder in Laboren • Backformen • Rostschutz Riedlberger

  11. Polyphosphazene Synthese: Probleme: • Trimer (Cl2PN)3 muss vorsichtig gereinigt werden • Hohe Temperatur • Molmassenkontrolle schwer Riedlberger

  12. Polyphosphazene Neue Synthese: Vorteile: • Raumtemperatur! • Molmassenkontrolle möglich Riedlberger

  13. Polyphosphazene Eigenschaften des Rückgrats: • sehr flexibel • thermisch und oxidativ stabil • optisch transparent von 220 nm bis zum nahem IR • wirkt als Brandschutzmittel Riedlberger

  14. Polyphosphazene Anwendungen: • polymere Elektrolyte in Batterien • Medizin: Gerüst für schnellere Knochenregeneration Riedlberger

  15. Polysilane Synthese: Katalysator: Titanocen/Zirconocen-Derivate Riedlberger

  16. Polysilane außergewöhnliche Eigenschaft: Delokalisierung von σ-Elektronen! (nicht bekannt in Kohlenstoffchemie) → Bändermodell! Folgen: • σ-σ*-Übergang bei kleiner Energie mit steigender Anzahl an Si-Atomen in Polymerkette • elektrische Leitfähigkeit (bei Dotierung) • Lichtleitfähigkeit Riedlberger

  17. Polysilane Anwendungen: • Fotolacke in Fotolithografie • Halbleiter Riedlberger

  18. Neue Polymere Aus Hauptgruppenelemente: Gruppe 14 • Lineare Polymere • Verzweigte Polymere Riedlberger

  19. Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Polygermane Riedlberger

  20. Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Polygermane Eigenschaften: • σ-Delokalisierung größer als bei vergleichbaren Polysilanen → Rotverschiebung des σ-σ*-Übergangs Riedlberger

  21. Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Oligostannate Bisher nur Oligomere mit bis zu 6 Sn-Atome Eigenschaften: • σ-Delokalisierung nochmal größer als bei vergleichbaren Polygermanen Riedlberger

  22. Neue Polymere Verzweigte Polymere aus Gruppe 14: Polysilyne Komplett unterschiedliche Eigenschaften zu Polysilane! Riedlberger

  23. Neue Polymere Verzweigte Polymere aus Gruppe 14: Polysilyne Eigenschaften: • Zufälliges, starres Netzwerk aus monosubstituiertem Si • Elektronische Eigenschaften komplett anders als lineare Polysilane → 3D-Struktur führt zu größerer Photostabilität • UV/VIS-Absorption bis 450 nm (vgl. Polysilane: 400 nm) Riedlberger

  24. Neue Polymere Hauptgruppenpolymere Polyoxothiazene: Sehr polar! Löslich in DMF, DMSO, heißem Wasser und konz. Schwefelsäure! Riedlberger

  25. Ausblick • Syntheseproblem wird immer kleiner • Weitere Charakterisierungen nötig • Nischenmarkt zugänglich durch außergewöhnliche Eigenschaften • Spielraum anorg. Polymere nahezu unendlich durch ganzes PSE → In Zukunft sowohl Grundlagenforschung als auch anwendungsorientierte Arbeit Riedlberger

  26. Quellen • Ian Manners, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., (1996), 35, 1602-1621 • Don Tilley, Acc. Chem. Res., (1993), 26,22-29 • http://www.google.com/patents/EP2033668A2?cl=de • http://www.itwissen.info/bilder/subtraktivverfahren-mit-fotolithografie-und-aetzung.png Riedlberger

  27. Danke für die Aufmerksamkeit! Riedlberger

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