Synthese elastomerer, kolloidaler Additive zur Herstellung neuartiger, funktionaler Papiere

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Herstellung unterschiedlichster elastomerer Polymerkomponenten, um diese im weiteren Verlauf auf ihre Performance als mögliche Additive bei der Herstellung neuartiger, funktionaler Papiere zu prüfen. Durch die Zugabe der Additive sollte ein zellstoffbasiertes Papier entwickelt werden, welches sich reversibel um mehr als 100 % dehnen lässt, da herkömmliches Papier auf Cellulosebasis als sehr steif und wenig flexibel bzw. elastisch gilt. Durch die elastischen Polymeradditive sollten die bekannten Wasserstoffbrückenbindung zwischen den Cellulosemolekülen gehemmt bzw. ersetzt werden, um so die Elastizität des Fasernetzwerkes zu erhöhen. Für die Synthese der polymeren Additive kamen die Polymerisationsmethoden anionische Polymerisation in Lösung und heterogene Polymerisation in Emulsion zum Einsatz. Durch variierende Polymerisationsparameter wurden so polymere Additive geeigneter Konstitution, Größe, Architektur und Elastizität hergestellt. Die Anbindung der eingesetzten Additive konnte aufgrund auftretender elektrostatischer Wechselwirkungen zwischen anionischer Oberflächenladung der Cellulose und kationischer Oberflächenladung der einsetzten polymeren Additive realisiert werden.

The aim of the present work was to produce a wide variety of elastomeric polymer components in order to test their performance as possible additives in the production of novel, functional papers. By adding the additives, a cellulose-based paper was to be developed which can be reversibly stretched by more than 100 %, since conventional cellulose-based paper is considered to be very stiff and not very flexible or elastic. The elastic polymer additives should inhibit or replace the known hydrogen bonding between the cellulose molecules in order to increase the elasticity of the fiber network. For the synthesis of the polymeric additives, the polymerization methods anionic polymerization in solution and heterogeneous polymerization in emulsion were used. By varying polymerization parameters, polymeric additives of suitable constitution, size, architecture and elasticity were thus produced. The bonding of the additives could be realized due to electrostatic interactions occurring between the anionic surface charge of the cellulose and the cationic surface charge of the polymeric additives.