Maßgeschneiderte nichtionische Polymere mit UCST Phasenübergängen in Wasser und in wässrigen Polyelektrolytlösungen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Seema Agarwal; Professor Dr. Matthias Karg
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270259432

Das Projekt beschäftigt sich mit der Synthese von maßgeschneiderten nichtionischen Polymeren mit einer Upper Critical Solution Temperature (UCST, obere kritische Entmischungstemperatur) in Wasser und wässrigen Polyelektrolytlösungen. Neben der Synthese wird das Phasenverhalten mit und ohne Anwesenheit von Polyelektrolyten auf verschiedenen Längen und Zeitskalen mit Streumethoden untersucht. Der Begriff wasserlösliche thermoresponsive Polymere ist gegenwärtig synonym für Polymere mit einer Lower Critical Solution Temperature (LCST, unter kritische Entmischungstemperatur). Dagegen sind nichtionische Polymere, die UCST-Verhalten in Wasser oder wässrigen Polyelektrolytlösungen zeigen ausgesprochen selten. Diese Tatsache eröffnete für das geplante Projekt ausgesprochen interessante neue Fragestellungen, die eine grundlegende systematische Untersuchung erfordern. Wir schlagen im Rahmen dieses Projektes die Synthese nichtionischer Polymere auf der Basis von Homo- und Copolymeren von (Meth)Acrylamid und alpha-substituierten Derivaten von (Alkyl)Acrylamiden vor, die UCST Phasenübergänge in Wasser und wässrigen Polyelektrolytlösungen zeigen. Zur systematischen Untersuchung des Phasenverhaltens werden maßgeschneiderter Polymere mit systematisch variierenden hydrophil-hydrophoben Anteilen und Variationen der Glastemperatur (Kettenmobilität) durchgeführt. Das UCST-Verhalten der verschiedenen Polymere wird als Funktion der Konzentration der Polymere selbst, der Elektrolytkonzentration, der Heiz- und Kühlraten, der Kettenmobilität, der Molekulargewichte, der Polymermikrostruktur durch Lichtstreuung (global length scales) und der Kleinwinkelneutronenstreuung (Small Angle Neutron Scattering, SANS, local morphologies) durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen