Eigenschaften sternförmig verknüpfter (Co)polymerer

Computer Simulationen ermöglichen in außerordentlich effizienter Weise ein Studium der Eigenschaften von Polymeren, sowie die Untersuchung kinetischer Aspekte des Polymerisationsprozesses. Globale Eigenschaften, wie z.B. Größe, Gestalt, wechselseitige Orientierung und die Morphologie der Systeme, sind ebenso auf molekularem Maßstab zugänglich wie spezifische Wechselwirkungen zwischen bestimmten Positionen innerhalb der Kettenmoleküle. Je nach verwendetem Modell liegen die Bausteine in atomarer Auflösung vor, stellen Monomereinheiten dar, oder sind als Segmente aufzufassen, die aus mehreren Monomeren bestehen. Eine relativ neue und für die Simulation mesoskopischer Systeme außerordentlich vielversprechende Methode ist die sogenannte Dissipative Particle Dynamics (DPD) Technik; sie ist für eine Fülle verschiedenster Systeme einsetzbar und erlaubt auch die Simulation der hier interessierenden Homopolymeren und Copolymeren. Die Simulationsparameter können mit Flory Huggins Parametern korreliert werden, wodurch ein unmittelbarer Vergleich mit spezifischen experimentellen Bedingungen ermöglicht wird. Das Ziel des Projekts ist eine detaillierte Untersuchung von sternförmig verknüpften Polymeren, deren Arme aus Homopolymeren oder Copolymeren bestehen oder eine Mischung verschiedener Homopolymerer darstellen (sogenannte Miktoarm Stars). Charakteristische Eigenschaften der gelösten Polymere werden in Abhängigkeit von Konzentration und Lösungsmittelgüte ermittelt, wobei der gesamte Bereich von der unendlich verdünnten Lösung bis hin zum lösungsmittelfreien System abgedeckt werden soll. Letzteres stellt je nach Temperatur entweder eine Polymerschmelze oder eine amorphe feste Phase dar. Eine genaue Kenntnis darüber, welchen Einfluss Funktionalität und Zusammensetzung auf molekularer Basis auf das Verhalten der Kettenmoleküle ausüben, ist von fundamentaler Bedeutung für die Herstellung von Materialien/Werkstoffen mit maßgeschneiderten Eigenschaften in Lösung oder Bulk. Weiters sollen die Berechnungen Informationen über die Abschirmung spezifischer Segment-Segment Wechselwirkungen durch die umgebenden Ketten liefern und damit Aufschluss über mechanistische Aspekte der sogenannten RAFT (reversible addition fragmentation chain transfer) Polymerisation geben, die eine neue und vielversprechende Technik zur Herstellung gut definierter Sternpolymerer ist.

Computer Simulationen ermöglichen in außerordentlich effizienter Weise ein Studium der Eigenschaften von Polymeren, sowie die Untersuchung kinetischer Aspekte des Polymerisationsprozesses. Globale Eigenschaften, wie z.B. Größe, Gestalt, wechselseitige Orientierung und die Morphologie der Systeme, sind ebenso auf molekularem Maßstab zugänglich wie spezifische Wechselwirkungen zwischen bestimmten Positionen innerhalb der Kettenmoleküle. Je nach verwendetem Modell liegen die Bausteine in atomarer Auflösung vor, stellen Monomereinheiten dar, oder sind als Segmente aufzufassen, die aus mehreren Monomeren bestehen. Eine relativ neue und für die Simulation mesoskopischer Systeme außerordentlich vielversprechende Methode ist die sogenannte Dissipative Particle Dynamics (DPD) Technik; sie ist für eine Fülle verschiedenster Systeme einsetzbar und erlaubt auch die Simulation der hier interessierenden Homopolymeren und Copolymeren. Die Simulationsparameter können mit Flory Huggins Parametern korreliert werden, wodurch ein unmittelbarer Vergleich mit spezifischen experimentellen Bedingungen ermöglicht wird. Das Ziel des Projekts ist eine detaillierte Untersuchung von sternförmig verknüpften Polymeren, deren Arme aus Homopolymeren oder Copolymeren bestehen oder eine Mischung verschiedener Homopolymerer darstellen (sogenannte Miktoarm Stars). Charakteristische Eigenschaften der gelösten Polymere werden in Abhängigkeit von Konzentration und Lösungsmittelgüte ermittelt, wobei der gesamte Bereich von der unendlich verdünnten Lösung bis hin zum lösungsmittelfreien System abgedeckt werden soll. Letzteres stellt je nach Temperatur entweder eine Polymerschmelze oder eine amorphe feste Phase dar. Eine genaue Kenntnis darüber, welchen Einfluss Funktionalität und Zusammensetzung auf molekularer Basis auf das Verhalten der Kettenmoleküle ausüben, ist von fundamentaler Bedeutung für die Herstellung von Materialien/Werkstoffen mit maßgeschneiderten Eigenschaften in Lösung oder Bulk. Weiters sollen die Berechnungen Informationen über die Abschirmung spezifischer Segment-Segment Wechselwirkungen durch die umgebenden Ketten liefern und damit Aufschluss über mechanistische Aspekte der sogenannten RAFT (reversible addition fragmentation chain transfer) Polymerisation geben, die eine neue und vielversprechende Technik zur Herstellung gut definierter Sternpolymerer ist.