Redox-responsive Materialien auf Basis von oberflächenverankerten ferrocenhaltigen Polymeren

Zur Herstellung von oberflächenverankerten ferrocenhaltigen Polymeren wurden neue Methoden auf Basis lebender und kontrollierter Polymerisationsmethoden entwickelt. Die erhaltenen Materialien wurden hinsichtlich ihres Anwendungspotentials zur Modulation von Oberflächeneigenschaften, sowie der Permeabilität der Materialien untersucht. Weiterhin wurden Studien zur Herstellung strukturierter Keramiken aus diesen Materialien durchgeführt. Für die Synthese von oberflächenverankerten ferrocenhaltigen Polymeren wurden drei verschiedene Methoden entwickelt. Zum einen wurde ein „grafting to“ Ansatz verwendet um Polyvinylferrocen (PVFc) an Silicaoberflächen anzubinden, weiterhin wurde Poly(2-(methacryloyloxy)ethyl ferrocenecarboxylate) (PFcMA) mittels oberflächeninitiierter „atom transfer radical polymerization“ (SI-ATRP) an diese Oberflächen angebunden. Als dritte Methode wurde die oberflächeninitiierte anionische ringöffnende Polymerisation von Sila[1]ferrocenophanen zur Herstellung von Kern-Schale Partikeln aus Polystyrol (PS) und Polyferrocenylsilanen (PFS) etabliert. Diese Materialien wurden zur Steuerung der Benetzbarkeit von Oberflächen, der Modulation der Zugänglichkeit von immobilisierten Katalysatoren und der Steuerung der Ionen-selektiven Permeabilität von mesoporösen Membranen durch Redox-Stimuli genutzt werden. Außerdem können diese Polymere durch Pyrolyse in magnetische, kolloidale Keramiken überführt werden.

Surface-immobilized Ferrocene-containing polymers were prepared by novel methods based in living and controlled polymerization techniques. These materials were used for the modulation of surface properties and permeability. Additionally colloidal ceramics were prepared from these materials. Three different methods were applied in the synthesis of immobilized Ferrocene-containing polymers: First “grafting to” approach for the immobilization of Polyvinylferrocene (PVFc) on silica- surfaces, second “grafting from” of Poly(2-(methacryloyloxy)ethyl ferrocenecarboxylate) (PFcMA) by surface-initiated „atom transfer radical polymerization“ (SI-ATRP) and third the surface-initiated anionic ring-opening of Sila[1]ferrocenophanes for the preparation of core-shell particles of polystyrene and Polyferrocenylsilanes (PFS). These polymers were used in the modulation of surface-wettability, modulation of accessibility of immobilized catalysts and changing the ion-selectivity of mesoporous membranes. Magnetic, colloidal ceramics can also be prepared by pyrolysis of the synthesized materials.