Synthesis of Amphiphilic Stimuli-responsive Block Copolymers and their Structural Characterization to generate smart membranes

Funktionspolymere (stimuli responsive polymers, engl.) haben viel Aufmerksamkeit in der Forschung und Industrieanwendungen auf sich gezogen wegen ihrem großem Potenzial als sogenannte smart materials (intelligente Werkstoffe). Diese sind insbesondere weitverbreitet in Bio-Anwendungen wie z.B. in Arzneimittel oder Gewebe-Engineering, sowie auch in Mikroroboter, Sensoren, Antriebe, und Membrane mit umschaltbaren Porengröße. Poly oligo Ethylenoxid Methacrylate (POEOMAs) sind populär wegen ihrer Biokompatibilität und verstellbarer Thermoempfindlichkeit. Diese Polymere weisen ein großes Bereich unterer kritischen Lösungstemperaturen (LCST) auf, zwischen 26-90 °C in Wasser, abhängig von der Anzahl der Ethylenoxide (EO) in der Seitenkette. Die LCST kann linear angepasst werden durch die einfache Copolymerisation zweier OEOMAs mit verschiedener Anzahl von EOs und durch die Einstellung der Copolymer-Zusammensetzung. Außerdem, ist die Abhängigkeit der LCST von Additive wie Salz oder Wasser geringer für POEOMAs im Vergleich zu anderen Funktionspolymere, was diese umso mehr interessanter für physiologische Anwendungen macht. Die Synthese und Lösbarkeitsverhalten der POEOMAs werden in dieser Arbeit gründlich untersucht. Darüber hinaus, wird der Einfluss verschiedener Additive wie Salze, Netzmittel, und Ethanol als organischer polares Lösungsmittel studiert. Ergebnisse von dynamischer Lichtstreuung zeigen (DLS), dass die LCST abhängig von der Struktur des Copolymers ist und sich leicht durch die Additive verändert. Gute Co-Lösungsmittel wie Ethanol können die LCST durch die Auflösung der kollabierten Copolymer-Ketten erhöhen. Derselbe Einfluss wird für Netzmittel beobachtet, welche die Polymerlösung durch die Verhinderung der Aggregation stabilisieren. Über eine gewisse Konzentration des Netzmittels, abhängig von der Polymerarchitektur, ist die Lösung temperaturübergreifend stabil und kein LCST wird aufgewiesen. Block-Copolymerisation wird oft benützt um die Eigenschaften zu verbessern und den Anwendungsbereich von Polymere ...