Dokument: Assoziative Hydrogele und thermosensitive Polymer-Einschlussverbindungen auf Basis von adamantylhaltigen Polymeren und Cyclodextrinen

Titel:	Assoziative Hydrogele und thermosensitive Polymer-Einschlussverbindungen auf Basis von adamantylhaltigen Polymeren und Cyclodextrinen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3674
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20070213-133316-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kretschmann, Oliver [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 7,94 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 14.02.2007 / geändert 14.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Dr. h.c. Ritter, Helmut [Gutachter] Prof. Dr. Staudt-Bickel, Claudia [Gutachter]
Stichwörter:	Cyclodextrine, Wirt-Gast-Komplexierung, Supramolekulare Chemie, Assoziative Hydrogele, Copolymerisation, Mikrowelle, Thermosensitive Polymere, LCST-Verhalten, Cyclodextrins, Host-Guest-Complexation, Supramolecular Chemistry, Associative Hydrogels, Copolymerization, Microwave, Thermosensitive Polymers, LCST-Behavior
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurden neuartige supramolekular vernetzte Wirt/Gast-Hydrogele auf Basis von adamantylhaltigen hydrophilen Copolymeren und Cyclodextrinen (CDs) hergestellt. Die nicht-kovalente Vernetzung der Polymere erfolgte hierbei erstmalig über die Komplexierung polymergebundener Adamantyl-Seitengruppen durch CD-Dimere oder CD-Oligomere. Anhand von viskosimetrischen Untersuchungen wurden strukturelle Einflüsse der Wirt- und Gastkomponenten auf den Vergelungsprozess aufgezeigt. Durch den Einsatz von Gastpolymeren auf Basis von N-Isopropylacrylamid (NIPAAm) gelang die Synthese von CD-haltigen Wirt/Gast-Hydrogelen mit LCST-Eigenschaften (Lower Critical Solution Temperature). Im zweiten Teil wurden zum ersten Mal assoziative Hydrogele über eine mikrowellenunterstützte Synthese hergestellt. Hierzu wurde Polyacrylsäure mit verschiedenen hydrophoben adamantylhaltigen Aminen polymeranalog in der Schmelze unter Mikrowellenbestrahlung umgesetzt. Im Gegensatz zu bekannten nasschemischen Synthesemethoden ergab sich bei dieser Art der Reaktionsführung bei allen untersuchten Reaktionen bereits nach 10 min. ein quantitativer Umsatz. Auf den Einsatz von Lösungsmitteln, Kupplungsreagenzien, Katalysatoren oder hochreaktiven Reaktanden, wie z.B. Säurechloriden, wurde verzichtet. Anhand von viskosimetrischen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die Natriumsalze der hydrophob modifizierten Polyacrylsäuren aufgrund der Bildung von intermolekularen Assoziaten bereits bei Konzentrationen von 2 g/L in wässriger Phase eine Vergelung bewirken. Hierbei zeigte sich eine starke Abhängigkeit der Viskosität der erhaltenen Gele von der Struktur der adamantylhaltigen Seitengruppe. Durch Einsatz von CDs konnte die Rheologie dieser Systeme beeinflusst werden. Im letzten Teil wurden neuartige thermosensitive Polymer-Einschlussverbindungen zwischen adamantylhaltigen Homopolymeren und statistisch methyliertem beta-CD (Me-beta-CD) synthetisiert. Hierzu wurden verschiedene adamantylhaltige Acrylamide in wässriger Phase unter Verwendung von Me-beta-CD komplexiert und die resultierenden Monomer/Me-beta-CD-Komplexe radikalisch homopolymerisiert. Die so erhaltenen Polymer-Einschlussverbindungen zeigten ein thermosensitives Verhalten, welches anhand von temperaturabhängigen Trübungsmessungen untersucht wurde und auf die Dissoziation der Me-beta-CD-Einheiten von der Polymerkette zurückgeführt werden konnte. In diesem Zusammenhang konnte ein signifikanter Einfluss der Polymerstruktur auf die Geschwindigkeit und die Reversibilität des Dissoziationsprozesses nachgewiesen werden. In the first part of this thesis, a new type of supramolecular cross-linked host/guest-hydrogels was obtained by the use of adamantyl containing hydrophilic copolymers and cyclodextrins (CDs). The cross-linking was achieved via the complexation of the adamantyl side groups of the guest polymers by CD-dimers or CD-oligomers. By means of viscosimetric investigations, structural influences of the host and guest component on the gelation process could be demonstrated. By the use of guest polymers based on N-isopropylacrylamid (NIPAAm), CD containig host/guest-hydrogels with LCST behavior (Lower Critical Solution Temperature) were obtained. In the second part, for the first time, associative hydrogels were obtained via microwave assisted synthesis. Therefore, polyacrylic acid was converted with different adamantyl containing amines in the melt under microwave irradiation. In contrast to established reaction procedures, after 10 min. reaction time, in all cases a quantitative conversion was achieved. The reaction was carried out without the use of solvents, catalysts, coupling agents or high reactive species, like e.g. acid chlorides. Viscosimetric investigations showed that the sodium salts of the obtained hydrophobically modified polyacrylic acids are able to form stable gels already at a concentration of 2 g/L due to the intermolecular association of the hydrophobic groups. In this context, a strong dependence of the viscosity on the structure of the adamantyl containing side group could be observed. By addition of CDs, the rheology of these systems could be influenced. In the final part of this thesis, thermosensitive polymer inclusion complexes between adamantyl side chain polymers and statistically methylated beta-CD (Me-beta-CD) were synthesized. Therefore, different adamantyl containing monomers were complexed in aqueous solution by the use of Me-beta-CD and polymerized via free radical mechanism. The obtained polymer inclusion complexes showed a thermosensitive behavior, which was investigated by temperature depending turbidity measurements and could be attributed to the dissociation of the Me-beta-CD units from the polymer chain. In this context, a strong influence of the polymer structure on the rate and reversibility of the dissociation process could be proved.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Dokument erstellt am:	13.02.2007
Dateien geändert am:	14.02.2007
Promotionsantrag am:	24.01.2007
Datum der Promotion:	24.01.2007