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Synthese von hyperverzweigtem Polyethylen-Graft-Poly[3-ethyl-3-(methacryloyloxy)methyloxetan] durch Kettenwanderungspolymerisation und ATRP für die kationische Photohärtung auf Membranoberflächen

Forschende fanden heraus, dass die Synthese von hyperverzweigten Polyethylen-Copolymeren die Funktionalität von Polyethylen in Beschichtungen erheblich verbessern kann.
Formgedächtnis bei Körpertemperatur: Ein PDTA-Stent entfaltet sich im Blutgefäß – und demonstriert das Potenzial bio-basierter, dynamischer Netzwerke. Quelle: Ricardo - stock.adobe.com

Polyethylen gehört aufgrund seiner hervorragenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften zu den am häufigsten verwendeten Beschichtungsmaterialien. Die chemische Inertheit und die schlechte Löslichkeit schränken jedoch die Anwendung von Polyethylen in Beschichtungen ein. In dieser Studie wurden hyperverzweigte Polyethylen-basierte Pfropfcopolymere mit funktionellen Oxetangruppen (HBPE-g-POXMA) über Kettenwanderungspolymerisation (CWP) und Atomtransfer-Radikalpolymerisation (ATRP) im Tandem synthetisiert. Makroinitiatoren wurden zunächst über CWP von Ethylen und Trimethyl(undec-10-en-1-yloxy)silan nach einer Entschützungs- und Veresterungsreaktion synthetisiert. Anschließend wurde eine ATRP von 3-Ethyl-3-(methacryloyloxy)methyloxetan durchgeführt, um funktionelles Polyethylen mit kontrolliertem Molekulargewicht (MW), relativ enger MW-Verteilung, guter Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln sowie Oxetangruppen für die Photopolymerisation zu erhalten.

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Schließlich wurde eine kationische Lichthärtung von HBPE-g-POXMA durchgeführt, um vernetzte Polyethylenschichten auf der Oberfläche einer Polypropylenmembran aufzubauen. Die Verbundmembran wies eine enge Porengrößenverteilung (0,03–0,63 µm) und eine durchschnittliche Porengröße von lediglich 0,31 µm auf, die ein Retentionsverhältnis von über 90 % für verschiedene Farbstoffe aufwies. Die in dieser Studie entwickelte Strategie könnte einen Syntheseweg zu hyperverzweigtem Polyethylen für funktionelle Beschichtungen durch kationische Photohärtung bieten.

Quelle: Progress in Organic Coatings, Band 188, März 2024, 108234