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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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Riedlberger Felix Anorganische Polymere Riedlberger
Gliederung • Einleitung • Syntheseproblem • Polysiloxane („Silikone“) • Polyphosphazene • Polysilane • Neue Polymere • Ausblick • Quellen Riedlberger
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
Syntheseproblem Polyaddition: Problem: Herstellung von Mehrfachbindungen mit angemessener Reaktivität und Stabilität → in AC schwer realisierbar Riedlberger
Syntheseproblem Polykondensation: Problem: • Chemie für anorg. funktionelle Gruppen ist schlecht entwickelt • Difunktionelle Monomere oft sehr reaktiv → Herstellung und Aufreinigung schwer Riedlberger
Syntheseproblem Ringöffnungspolymerisation (ROP): Vorteil: • Ringchemie in AC gut entwickelt → viele potentielle Monomere verfügbar Riedlberger
Syntheseproblem Folge: nur drei gut charakterisierte Polymere Riedlberger
Polysiloxane („Silikone“) Synthese: Riedlberger
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
Polysiloxane („Silikone“) Anwendungen: • Künstliche Haut • Kondome • Ölbäder in Laboren • Backformen • Rostschutz Riedlberger
Polyphosphazene Synthese: Probleme: • Trimer (Cl2PN)3 muss vorsichtig gereinigt werden • Hohe Temperatur • Molmassenkontrolle schwer Riedlberger
Polyphosphazene Neue Synthese: Vorteile: • Raumtemperatur! • Molmassenkontrolle möglich Riedlberger
Polyphosphazene Eigenschaften des Rückgrats: • sehr flexibel • thermisch und oxidativ stabil • optisch transparent von 220 nm bis zum nahem IR • wirkt als Brandschutzmittel Riedlberger
Polyphosphazene Anwendungen: • polymere Elektrolyte in Batterien • Medizin: Gerüst für schnellere Knochenregeneration Riedlberger
Polysilane Synthese: Katalysator: Titanocen/Zirconocen-Derivate Riedlberger
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
Polysilane Anwendungen: • Fotolacke in Fotolithografie • Halbleiter Riedlberger
Neue Polymere Aus Hauptgruppenelemente: Gruppe 14 • Lineare Polymere • Verzweigte Polymere Riedlberger
Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Polygermane Riedlberger
Neue Polymere Lineare Polymere aus Gruppe 14: Polygermane Eigenschaften: • σ-Delokalisierung größer als bei vergleichbaren Polysilanen → Rotverschiebung des σ-σ*-Übergangs Riedlberger
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
Neue Polymere Verzweigte Polymere aus Gruppe 14: Polysilyne Komplett unterschiedliche Eigenschaften zu Polysilane! Riedlberger
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
Neue Polymere Hauptgruppenpolymere Polyoxothiazene: Sehr polar! Löslich in DMF, DMSO, heißem Wasser und konz. Schwefelsäure! Riedlberger
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
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
Danke für die Aufmerksamkeit! Riedlberger