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Sichtbare Kontrolle über ringförmige Polymerstrukturen
Ein neues photochemisches Verfahren erlaubt die gezielte Herstellung zyklischer Polymerstrukturen – ohne ungewollte Quervernetzungen. Forschende präsentieren ein organokatalysiertes, lichtgesteuertes Radikalverfahren, das neue Impulse für die Entwicklung funktioneller Beschichtungssysteme geben könnte.
Ein Forschungsteam um Gaoyuan Yu und Dian-Feng Chen hat ein neues Verfahren zur kontrollierten radikalischen Cyclopolymerisation entwickelt. Im Zentrum stehen neuartige Methacrylat- und Acrylamid-Crotonat-Hybridmonomere, die unter sichtbarem Licht polymerisiert werden. Das Verfahren nutzt eine organokatalysierte photoredoxaktive ATRP-Strategie (Atom Transfer Radical Polymerisation) zur Initiierung. Die Polymerisation erfolgt dabei über eine sequenzielle Kaskade aus intramolekularer Ringbildung und intermolekularer Kettenverlängerung.
Das Ergebnis sind strukturdefinierte Homopolymere und Blockcopolymere mit wiederkehrenden zyklischen Einheiten – ganz ohne ungewollte Netzwerkbildung. Die zyklische Struktur verleiht den Polymeren besondere Eigenschaften, etwa hinsichtlich Flexibilität oder Stabilität, was sie für funktionelle Beschichtungen und Spezialanwendungen interessant macht.
Lesetipp: Beschichtungssysteme
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Lichtintensität und Additive steuern das Polymerwachstum
Ein weiteres zentrales Ergebnis der Studie ist die hohe Kontrolle über die Polymerarchitektur. Die Forschenden konnten zeigen, dass Parameter wie Lichtintensität und der gezielte Einsatz von Additiven die Kettenlänge und Zyklusbildung maßgeblich beeinflussen. Dies ermöglicht eine feine Abstimmung der Makromolekülstruktur bereits während der Synthese – ein entscheidender Vorteil für die Entwicklung maßgeschneiderter Beschichtungssysteme mit definierten Eigenschaften.
Die Ergebnisse zeigen das Potenzial photogesteuerter organokatalysierter Polymerisationen für anspruchsvolle Beschichtungsanwendungen – insbesondere dort, wo konventionelle radikalische Verfahren an ihre Grenzen stoßen. Die Forschung ebnet den Weg für neue materialtechnische Lösungen im Bereich funktioneller Polymere.
Quelle: Polymer Chemistry, Issue 13, 2025, DOI: 10.1039/d4py01813a
