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Synthese abbaubarer fluorierter Polymerarchitekturen zur Anwendung als funktionale Beschichtungen und responsive Materialien

Kredel, Julia (2021):
Synthese abbaubarer fluorierter Polymerarchitekturen zur Anwendung als funktionale Beschichtungen und responsive Materialien. (Publisher's Version)
Darmstadt, Technische Universität,
DOI: 10.26083/tuprints-00017593,
[Ph.D. Thesis]

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Item Type: Ph.D. Thesis
Status: Publisher's Version
Title: Synthese abbaubarer fluorierter Polymerarchitekturen zur Anwendung als funktionale Beschichtungen und responsive Materialien
Language: German
Abstract:

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Einführung verschiedener hochfluorierter Materialien in die Polymerisation zur Herstellung verschiedener Polymerarchitekturen und funktionalen Beschichtungen. Aufgrund der Vielzahl an außergewöhnlichen Eigenschaften gewann die Klasse der Fluorpolymere in den letzten Jahren immer mehr Aufmerksamkeit in der Forschung und sie sind als Hochleistungsmaterialien nicht mehr aus dem alltäglichen Leben wegzudenken. Mit dem Fokus auf den optischen Eigenschaften der Fluorpolymere können über eine starved-feed Emulsionspolymerisation Kern-Schale Partikel hergestellt werden und hieraus über das Schmelze Scheer Verfahren Opalfilme gepresst werden, bei denen das Fluorpolymer eine stabile Matrix mit hohem Brechungsindexkontrast zum Kernmaterial bildet. Darüber hinaus können durch die Entfernung der Kernmaterialien diese Opalfilme auch invertiert werden und ein vollständig poröses Material bilden. Durch die Synthese von Partikeln mit weichem Kern, einer harten aber stabilen Zwischenschicht und einer weichen Schale, sowie einer geeigneten Vernetzung des Matrixmaterials können zudem brillante Opalfilme hergestellt werden, die reversibel mit einem Farbwechsel auf Druck reagieren. Durch eine weitere Vernetzung können eingedrückte Farbbilder auf dem Opalfilm irreversibel fixiert werden. Darüber hinaus wird im zweiten Teil der Arbeit ein hochfluoriertes Coating-Material aus einem neuartigen nicht perfluorierten Monomer (PPVE-Mercaptoethanol-Acrylate), zur Anwendung auf Textilien für eine Wasser- und auch Ölabweisung hergestellt. Die Anwendung des neuartigen Monomers hat gegenüber den konventionellen perfluorierten Materialien den Vorteil, dass es atmosphärisch abbaubar ist. Diese Abbaubarkeit wird durch die Behandlung mit Ozon untersucht und eine Fragmentierung des Polymers bewiesen.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

In the present work, the main objective was to introduce various highly fluorinated materials in polymerization for the preparation of different polymer architectures and functional coatings. Due to the variety of extraordinary properties, the class of fluoropolymers gained more and more attention in research in recent years and it is hard to imagine daily life without them as high performance materials. Focusing on the optical properties of fluoropolymers, core-shell particles can be prepared via starved-feed emulsion polymerization and opal films can be pressed from them via the melt-shear process, in which the fluoropolymer forms a stable matrix with high refractive index contrast to the core material. Furthermore, by removing the core materials, these opal films can also be inverted to form a fully porous material. Furthermore, by synthesizing particles with a soft core, a hard but stable intermediate layer, and a soft shell, as well as suitable crosslinking of the matrix-material, brilliant opal films can be produced that react reversibly to pressure with a color change. By further crosslinking, imprinted color images can be irreversibly fixed on the opal-film. In the second part of the work, a highly fluorinated coating material is prepared from a novel non-perfluorinated monomer (PPVE-mercaptoethanol acrylates), for application on textiles for water and also oil repellency. The application of the novel monomer has the advantage of atmospheric degradability compared to conventional perfluorinated materials. This degradability is studied by treatment with ozone, proving fragmentation of the polymer.

English
Place of Publication: Darmstadt
Collation: iii, 162 Seiten
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: 07 Department of Chemistry > Fachgebiet Makromolekulare Chemie
Date Deposited: 04 Mar 2021 15:05
Last Modified: 04 Mar 2021 15:05
DOI: 10.26083/tuprints-00017593
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-175930
Referees: Gallei, Prof. Dr. Markus and Biesalski, Prof. Dr. Markus
Refereed: 14 December 2020
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/17593
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