Synthese und Charakterisierung Polystyrol-gepfropfter Siliciumsubstrate

Im Fokus dieser Arbeit stand die Synthese Polystyrol-gepfropfter Siliciumsubstrate mittels Oberflächen-initiierter anionischer Polymerisation. Dabei galt es in erster Linie geeignete Methoden zu entwickeln, um eine anionische Polymerisation ausgehend von der Oberfläche flacher Siliciumwafer sowie sphärischer Silikapartikel zu ermöglichen. Einen weiteren wichtigen Aspekt stellt die Analyse der gepfropften Polymerketten auf der Oberfläche dar. Im Fall der Polystyrol-gepfropften Siliciumwafer kamen die Methoden der Kontaktwinkelmessung und Ellipsometrie zum Einsatz. Eine Einschätzung des Molekulargewichtes sowie der Pfropfdichte konnte mit Hilfe von AFM-Messungen realisiert werden. Das Molekulargewicht der auf Silikapartikeln gepfropften Polystyrolketten konnte nach deren Ablösung von der Oberfläche mittels GPC bestimmt werden. In Kombination mit TGA-, DLS-, SAXS- und SANS-Messungen wurde die Pfropfdichte der auf der Oberfläche verankerten Polymere erhalten.

The main focus of this work was the synthesis of polystyrene-grafted silicon substrates using surface-initiated anionic polymerisation. Primarily adequate methods had to be worked out to enable the anionic polymerisation starting from the surface of flat silicon wafers and spherical silica particles. Another important aspect is the analysis of the grafted polymer chains on the surface. In the case of polystyrene-grafted silicon wafers the methods of contact angle measurement and ellipsometry were applied. An estimation of the molecular weight and grafting density could be enabled by AFM measurements. The molecular weight of polystyrene-grafted silica particles could be determined by SEC after cleaving the chains from the surface. In combination with TGA, DLS, SAXS and SANS measurements the grafting density of the surface anchored polymers could be obtained.