Dokument: Ionic Liquids. Modern Methods of Synthesis, Polymerization, Characterization, and Application

Titel:	Ionic Liquids. Modern Methods of Synthesis, Polymerization, Characterization, and Application
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=18468
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20110620-115313-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dipl Chem Gonsior, Nina [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,35 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 20.06.2011 / geändert 20.06.2011
Beitragende:	Prof. Dr. Dr. h.c. Ritter, Helmut [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Dr. h.c. Ritter, Helmut [Gutachter] PD Dr. Schaper, Klaus [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	In the first part of this thesis, the rheology of randomly methylated (1.8) -cyclodextrin (m--CD) dissolved in 1-ethyl-3-methyl imidazolium acetate [EMIM][Ac] was studied in detail by rotational and oscillatory shear measurements. The solutions showed abrupt changes of the structurally dependent rheological moduli and reproducible transitions from gel to sol state at specific shear stresses. A non-Newtonian flow behavior including shear thinning was obtained and analyzed with the Bingham model. Furthermore, the temperature dependence of the vis-cosity was investigated and the flow activation energies were calculated. A correlation be-tween m--CD concentration and flow activation energy could be established. In chapter 3 to 5, the synthesis of novel ionic liquid derived polyelectrolytes is described. For instance, a water soluble foamable polyelectrolyte was synthesized via free radical polymeri-zation of an ionic liquid derived monomer with tert-butyl moiety. Copolymers, obtained by copolymerization with NiPAAm showed a LCST behavior in aqueous solution with Tc values between 34 and 55 °C. Furthermore, a novel cyclodextrin containing polyelectrolyte was syn-thesized via click reaction as an intriguing polymeric host for smart supramolecular assembling systems. By inclusion complexation of adamantyl carboxylate as a model guest, pseudo-betaine structures with reversible UCST-behavior were obtained and the complex stabilities were determined by isothermal titration calorimetry. In addition, the synthesis of polyelectro-lytes by regioselective derivatization of cellulose with three different ionic liquids via click chemistry is presented and the rheological behavior in 1-ethyl-3-methyl imidazolium acetate was studied. A Newtonian flow behavior was recorded and the viscosity was significantly influenced by the ionic moieties compared to the viscosity of unmodified cellulose samples. Furthermore, the viscosity could be controlled by varying the substituents. The viscosity-temperature dependence was analyzed with the Vogel-Fulcher-Tammann equation and the Arrhenius plot, respectively. In the last section of this thesis the synthesis of a mesomeric betaine via quaternization reac-tion of 1-butylimidazole and tetrabromo-1,4-benzoquinone was investigated. The structure was verified by X-ray single crystal analysis and the ability to form inclusion complexes with m--CD was analyzed by UV-vis spectroscopy. Furthermore, the same reaction conditions were applied to poly(vinylimidazole) and 1,4-di(1H-imidazol-1-yl)butane to obtain function-alized polymer networks and oligomers, respectively. Im ersten Teil dieser Arbeit, wird das rheologische Verhalten von statistisch methyliertem (1.8) -Cyclodextrin gelöst in 1-Ethyl-3-Methyl Imidazolium Acetat [EMIM][AC] mittels rotatorischer und oszillatorischer Messungen detailliert untersucht. Die Lösungen zeigten ab-rupte Veränderungen der strukturell abhängigen rheologischen Moduli bei bestimmten Schubspannungen. Darüber hinaus zeigten sie ein nicht-Newtonisches Fließverhalten ein-schließlich Scherverdünnung, welches anhand des Bingham-Modells analysiert wurde. Über die Temperaturabhängigkeit der Viskosität konnten die Fließaktivierungsenergien berechnet werden. In Kapitel 3 bis 5 werden die Synthesen und Eigenschaften neuer Polyelektrolyte beschrieben. Durch freie radikalische Polymerisation einer methacrylierten Ionischen Flüssigkeit mit tert-Butyl Einheit konnten aufschäumbare Polyelektrolyte erhalten werden. Copolymere mit N-Isopropylacrylamid Einheiten zeigten ein LCST Verhalten in wässriger Lösung mit Tc-Werten zwischen 34 °C und 55 °C. Polyelektrolyte mit thermoresponsivem Verhalten und supra-molekularen Bindungseigenschaften wurden durch Funktionalisierung und Polymerisation einer methacrylierten Ionischen Flüssigkeit mit Cyclodextrin synthetisiert. Durch Komplexie-rung von Adamantylcarboxylat als Gast, wurden Pseudo-Betain-Strukturen mit reversiblem UCST-Verhalten erhalten und die Komplexbildungskonstanten mittels isothermer Titrations-kalorimetrie bestimmt. Mittels regioselektiver Derivatisierung von Zellulose mit ionischen Flüssigkeiten via Click-Chemie konnten weitere neuartige Polyelektrolyte synthetisiert wer-den. Das rheologische Verhalten in [EMIM] [AC] wurde untersucht und die Viskosität (η) mit der von unmodifizierter Zellulose verglichen. Durch die Einführung der ionischen Einheiten konnte η signifikant gesenkt und durch Variation der Substituenten eingestellt werden. Die Temperaturabhängigkeit der Viskosität wurde mittels der Vogel-Fulcher-Tammann- bzw. der Arrhenius-Gleichung analysiert. Im letzten Abschnitt dieser Arbeit wird die Synthese eines mesomeren Betains mit Imidazo-lium-enolat Struktur aus 1-Butylimidazol und Tetrabrom-1,4-benzochinon beschrieben. Die Verbindung wurde mittels Röntgenstrukturanalyse verifiziert und Einschlussverbindungen mit m--CD mittels UV-vis-Spektroskopie untersucht. Für die Synthese funktionalisierter Polymernetzwerke bzw. Oligomere wurde die Reaktion auch mit Poly(vinylimidazol) und 1,4-Di (1H-imidazol-1-yl)-butan durchgeführt.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Dokument erstellt am:	20.06.2011
Dateien geändert am:	20.06.2011
Promotionsantrag am:	12.05.2010
Datum der Promotion:	30.06.2010