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F&E Schwerpunkte / Schwerpunkt: Grundlagenuntersuchungen zu Polymerschichten

Photoinitiator-freie Photopolymerisation

Zur Initiierung der Photopolymerisation von Acrylaten wird gewöhnlich ein Photoinitiator zugegeben, der das Licht des Quecksilbermitteldruckstrahlers absorbiert und die die Reaktion auslösenden Radikale bildet. Mit hochenergetischen Photonen kann eine Polymerisationsreaktion aber auch durch direkte Anregung der Doppelbindung ausgelöst werden. Dazu werden dünne Acrylatschichten mit intensivem kurzwelligem Licht im UV-C- oder VUV-Bereich (insbesondere 222 und 172 nm) bestrahlt. Die Kinetik der Polymerisationsreaktionen wird mit Real-Time-FTIR-Spektroskopie verfolgt. Untersuchungen zu den ablaufenden Reaktionsschritten erfolgen mittels Laserphotolyse sowie GC/MS. Die experimentellen Ergebnisse werden durch quantenchemische Modellierungsrechnungen ergänzt, auf deren Basis mögliche Mechanismen für die direkte Initiierung der Polymerisation vorgeschlagen werden. Im Rahmen der Arbeiten zur photoinitiator-freien Photopolymerisation werden darüber hinaus auch spezielle selbst-initiierende Monomere untersucht.



RTIR-Untersuchungen zur Kinetik der Photopolymerisation verschiedener Acrylate bei VUV-Bestrahlung
(λ = 172 nm, 15 mW·cm-2, Schichtdicke 500 ± 50 nm).




Laserphotolyse an einer Butylacrylat-Lösung: Startradikale (blau) entstehen intramolekular aus dem primären Triplett (grün). Sauerstoff inhibiert die Polymerisation durch die Bildung von Peroxylradikalen (rot).

 

Ausgewählte Publikationen zu diesem Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt

  • T. Scherzer, Photopolymerization of acrylates without photoinitiators using short-wavelength UV radiation: A study by real-time FTIR spectroscopy, J. Polym. Sci.A, Polym. Chem. 42 (2004) 894-901.
  • T. Scherzer, W. Knolle, S. Naumov, L. Prager, Investigations on the photoinitiator-free photopolymerization of acrylates by vibrational spectroscopic methods, Macromol. Symp. 230 (2005) 173-182.
  • W. Knolle, S. Naumov, M. Madani, C. von Sonntag, Photochemistry of acrylates at 222 nm, Nucl. Instrum. Meth. B 236 (2005) 195-200.

Kontakt

Dr. Tom Scherzer
    Tel.: +49 (0)341 235-3184, email: tom.scherzer (at) iom-leipzig (Punkt) de

Dr. Wolfgang Knolle
    Tel.: +49 (0)341 235-3607, email: wolfgang.knolle (at) iom-leipzig (Punkt) de

Siehe auch