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Preparation and characterization of biodegradable hyperbranched polymers via A2 + B3 polycondensation
Ort / Verlag
Paderborn
Erscheinungsjahr
2017
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 30.03.2017
ger: In der vorliegenden Arbeit wurden lineare aliphatische Polycarbonate mit verschiedenen Strukturen zunächst via klassischer zweistufiger Polykondensation von Diolen und umweltfreundlichem Dimethylcarbonat (DMC) in Anwesenheit von Organo-Katalysatoren synthetisiert. Gemäß den Untersuchungsergebnissen wurde eine neue Eintopf-Methode für die Herstellung der linearen und hochverzweigten Polycarbonate unter milden Polymerisationsbedingungen entwickelt. Im Gegensatz zu anderen Arbeiten wurde DMC statt des toxischen Phosgens in dieser Arbeit verwendet. Der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen, wie Pflanzenöle, anstelle von Erdöl in der Materialwissenschaft hat große Aufmerksamkeit in den letzten Jahren auf sich gezogen.Trifunktionelle Monomere, Triole, Trialdehyde und Tricarbonsäuren, mit hoher Reinheit sind via Ozonolyse von Pflanzenölen erhalten worden. Unter Verwendung dieser Monomere wurden eine Vielzahl von pflanzenölbasierten hochverzweigten Polymeren, z.B.hochverzweigte Polycarbonate (HBPC), Polyester (HBPE), Polyacetale (HBPA) und Polyurethane(HBPU) erfolgreich synthetisiert.Die resultierenden linearen und hyperverzweigten aliphatischen Polycarbonate wurden durch NMR-Spektroskopie, Größenausschlusschromatographie (SEC), dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) und ESI-ToF-Massenspektrometrie charakterisiert. Darüber hinaus wurden die hydrolytischen und enzymatischen Abbauprozesse für lineare und hochverzweigtePolycarbonate unter verschiedenen Bedingungen untersucht. Alle HBPs haben potenzielle Anwendungen für die Herstellung von biologisch abbaubaren, vernetzten Materialien.
eng: In the present work, linear aliphatic polycarbonates with different structures were firstly synthesized via classic two-step polycondensation of diols and eco-friendly dimethyl carbonate (DMC) using organo-catalysts. Based on these investigation results, a novel one-pot method to obtain linear and hyperbranched polycarbonates under relatively mild polymerization conditions was developed in the second part. Different from other works using toxic phosgene based carbonates to obtain hyperbranched polycarbonates, eco-friendly DMC was used in this work.The use of renewable feedstock, such as vegetable oils, instead of petroleum in material science has drawn great attention in recent years. Trifunctional monomers, triols, trialdehydes and tricarboxylic acids, were successfully obtained from soybean oil and castor oil via ozonolysis process with high purity. Using these monomers, a variety of vegetable oil based hyperbranched polymers, such as hyperbranched polycarbonate (HBPC), polyester (HBPE), polyacetal (HBPA) and polyurethane (HBPU), were successfully synthesized.The resulting linear and hyperbranched aliphatic polycarbonates were characterized by NMR spectroscopy, size exclusion chromatography (SEC), differential scanning calorimetry (DSC) as well as ESI-ToF-mass spectrometry. Moreover, the hydrolytic and enzymatic degradation for linear and hyperbranched polycarbonates were evaluated under various conditions. All HBPsin this work have potential applications for preparation of biodegradable cross-linked materials.