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Lösemittel- und Temperatureinflüsse bei der Photoiniferter-RAFT-Polymerisation von PEG-Methacrylat
Eine aktuelle Studie zeigt, wie sich Lösemittelmittelwahl und Temperatur gezielt auf die PI-RAFT-Polymerisation von PEG-Methacrylat auswirken – ein entscheidender Schritt für kontrollierbare, biokompatible Polymere.
Die Photoiniferter-(PI)-RAFT-Polymerisation gilt als vielversprechender Ansatz, um (Meth)acrylat- und styrolbasierte Polymere mit hoher Lebendigkeit herzustellen. Der Verzicht auf ein Ungleichgewicht zwischen Initiator- und Kettenübertragungsfragmenten reduziert bimolekulare Terminationsreaktionen, die in konventionellen RAFT-Prozessen häufig auftreten.
Ein Forschungsteam hat nun gezielt die Polymerisation von Poly(poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (P(PEGMA)) mittels PI-RAFT untersucht. P(PEGMA) gilt als potenziell biokompatibles Material für medizinische Anwendungen, doch die hochreaktiven Radikale machen eine präzise Steuerung der Reaktion schwierig.
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Einfluss von Lösemittelmitteln und Reaktionsbedingungen
Die Studie analysierte unterschiedliche Parameter wie Anregungswellenlängen, Monomerkonzentrationen, Temperaturen und Lösemittelmittel. Dabei zeigte sich, dass der Propagationskonstante (kp) maßgeblich durch das RAFT-Gleichgewicht beeinflusst wird. Für verschiedene Lösemittelmittel wurden die Arrhenius-Parameter sowie Aktivierungsenthalpie und -entropie bestimmt.
Die Auswertung ergab, dass der effektive Kollisionsfaktor A stark mit den Extinktionskoeffizienten der Chain Transfer Agents (CTA) korreliert. Polarskalen wie Kalmet–Abraham–Taft (KAT) oder Catalan-Parameter erwiesen sich dagegen als ungeeignet, um kp oder thermodynamische Größen zuverlässig vorherzusagen.
Ergebnisse zeigen zudem, dass der Chain Transfer Constant (Ctr) über 1 liegt, was auf eine gute Kontrolle der Polymerisation hinweist. Ein Anstieg der Temperatur reduzierte Ctr, da die Photoneneinwirkung konstant blieb, während kp anstieg. Anisole erwies sich als das geeignetste Lösemittelmittel, da es eine enge Molekulargewichtsverteilung (Đ = 1.30) selbst bei 40 °C gewährleistete.
Quelle: Polymer Chemistry, Issue 25, 2025
