Insertionspolymerisation elektronenarmer Vinylmonomere

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Mecking
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 164875938

Die katalytische Insertionspolymerisation von Ethylen und Propylen ist eine der am intensivsten untersuchten chemischen Reaktionen. Im Vergleich zu anderen Polymerisationsmechanismen erlaubt die Insertionspolymerisation eine unerreichte Kontrolle der Polymermikrostruktur. Mehr als 70 Millionen Tonnen Polyolefine werden so jährlich erzeugt. Im diametralen Gegensatz dazu sind Insertionspolymerisationen elektronenarmer polar-substituierter Vinylmonomere, beispielsweise von Acrylaten zu Polyacrylaten, bislang unbekannt. Selbst ein mehrfacher konsekutiver Einbau solcher Monomere in Polymerisationen ist erst kürzlich beobachtet worden (JACS 2009, 131, 422).Das bislang ungelöste Problem der Insertionspolymerisation elektronenarmer Vinylmonomere, und damit der Kontrolle der Mikrostruktur der resultierenden Polymere, wird angegangen. Ein Schlüssel ist die Entwicklung schwach koordinierter, sehr reaktiver Vorstufen zu katalytisch aktiven neutralen (κ2-P,O-phosphinosulfonat)Pd(II)-Alkyl Fragmenten. Die Identität und Reaktivität metallorganischer Produkte multipler Insertionen werden mittels NMR Spektroskopie bei variabler Temperatur untersucht, um die der Polymerisation zugrundeliegenden Einzelschritte zu verstehen. Die Homo- und Copolymerisation von Acrylaten mit unterschiedlichem sterischem Anspruch, sowie auch ungesättigter Amide, wird hinsichtlich Polymerisationsgeschwindigkeit, durch die Molekulargewichte indizierte Kettenübertragung, und Regio- und Stereoselektivität untersucht. Die Bandbreite einsetzbarer Substrate wird ermittelt. Copolymerisationen mit Ethylen zu linearen Copolymeren mit bislang schwierig erreichbaren Zusammensetzungen (> 20 mol-% Acrylat), und deren Mikrostrukturen sowie Materialeigenschaften werden untersucht. Neue Katalysatoren werden entwickelt mit dem Ziel der Unterdrückung von Kettenübertragung relativ zum Wachstum.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen