Emulsionspolymerisation von wasserunlöslichen Saccharidderivaten : Synthese und Eigenschaften

Koch, Ulrich Bernd

Auf Basis von den Vinylsaccharid 3-Methacroyldiacetonglucose (1,2:5,6-di-O-isopropyliden-3-O-methacryloyl-D-gluco-furanose) wurden Homo- und Copolymere unter Verwendung von Schutzgruppen synthetisiert. Die Synthese der 3-Methacroyldiacetonglucose erfolgte durch basenkatalysierte Veresterung der freien OH-Gruppe in 3-Stellung der Diacetonglucose mit Methacrylsäureanhydrid. Die Homopolymerisationen des wenig wasserlöslichen Monomers in Emulsion wurden unter Variation der Emulgatorkonzentration und der Initiatorkonzentration durchgeführt. Dabei verhielten sich Polymerisationsgrad, Zahl der Partikel, Partikelgrößen und Polymerisationsgeschwindigkeit entsprechend der Theorie der micellaren Nukleierung. Unterhalb der CMC des Emulgators konnte homogene Nukleierung beobachtet werden. Das Homopolymer hatte eine hohe Glasübergangstemperatur. Die 3-Methacroyldiacetonglucose wurde in Copolymerisation mit n-Butylacrylat untersucht. Durch Variation der Comonomerenzusammensetzung konnte eine lineare Abhängigkeit der Glasübergangs- temperatur von der Copolymerenzusammensetzung beobachtet werden. Die 3-Methacroyldiacetonglucose erwies sich als das gegenüber n-Butylacrylat deutlich reaktivere Monomer und war vergleichbar mit Methylmethacrylat. Die Art des Emulgators hatte einen wesentlichen Einfluß auf die kolloidalen Eigenschaften des untersuchten Systems. Durch Terpolymeriation von 3-Methacroyldiacetonglucose, n-Butylarylat und Acrylsäure konnte ein deutlicher Einfluß der Konzentration der Acrylsäure auf das Fließverhalten der Latices vor und nach der Neutralisation beobachtet werden. Transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen der Polymerfilme zeigten dabei eine sehr unterschiedliche Morphologie. Ein kurzer Exkurs zur Copolymerisation eines ebenso methacroyl-verknüpften Isopropyliden- fructose-Derivats mit Ethylhexylacrylat in Emulsion zeigte die Übertragbarkeit auf andere Vinylsaccharide.

Based on the vinylsaccharid 3-methacroyldiisopropylideneglucose (1,2:5,6-di-O-isopropylidene-3-O-methacryloyl-D-gluco-furanosid) homo- and copolymers were obtained with using of protecting groups. The synthesis of 3-methacroyldiisopropylideneglucose enused by base-catalysized esterfication of the free 3-OH-grout of the isopropylideneglucose with methacrylanhydride. Homopolymerisations of the less watersoluble monomer were carried out by variation of emulsulfier's and initiator's concentration. The degree of polymersation, total number of particles, particle sizes and rate of polymerisation changed as the theory of micellar nucleation expected. Below the emulsulfier's CMC homogen nucleation was observed. The glass transition temperature of the homopolymer was high. The 3-methacroyldiisopropylideneglucose was investigated in copolymerisation with n-butylacrylate. The variation of the comonomer composition showed a linear dependence of the glass transition temperature. The 3-methacroyldiisopropylideneglucose was the more reactive monomer in comparision with n-butylacrylate, with a similar reactivity ratio as methylmethacrylate. The sort of emulsulfier has a high influence to the colloidal properties of the system. Terpolymerisation of 3-methacroyldiisopropylideneglucose, n-butylacrylate and acrylic acid showed an influence to the rheological properties of the latices before and after the neutralisation. TEM-pictures of the polymer films showed a different morphology. A short excurs to the copolymerisation of a similar methacryl-linked isopropylidene-fructose derivative showed the possible transfer to another vinysaccharids.

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Koch, Ulrich Bernd: Emulsionspolymerisation von wasserunlöslichen Saccharidderivaten : Synthese und Eigenschaften. 2003.

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