Prangenberg, Thomas: Hybrid-Materialien von Aramid mit Kohlenstoffnanoröhren sowie mit SiO2-Nanopartikeln. - Bonn, 2014. - Dissertation, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn.
Online-Ausgabe in bonndoc: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-38019
@phdthesis{handle:20.500.11811/6192,
urn: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-38019,
author = {{Thomas Prangenberg}},
title = {Hybrid-Materialien von Aramid mit Kohlenstoffnanoröhren sowie mit SiO2-Nanopartikeln},
school = {Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn},
year = 2014,
month = oct,

note = {Es werden verschiedene Synthesestrategien zur Herstellung von kovalent aufgebauten anorganisch-organischen Hybrid-Materialien angewendet und systematisch untersucht. Als anorganische Komponenten werden Silica-Nanopartikel und Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWNTs) eingesetzt. Für die Herstellung der Silica-Partikel wird eine neue Synthesemethode erarbeitet und optimiert, mit der Core-Shell-Partikel hergestellt werden, welche aus einem Silica-Kern und einer mit Aminogruppen terminierten Hülle bestehen. Für deren Synthese werden Primärpartikel synthetisiert und anschließend mittels kontinuierlicher Zugabe von Mischungen aus Aminosilanen und Tetraethoxysilan ein sphärisches Hüllenwachstum mit steuerbarem Partikel- und Hüllendurchmessern erreicht. Der chemische Nachweis der Silica-Kerne und der darauf angebundenen Hüllen gelingt mittels energiegefilterten transmissionselektronenmikroskopischen Abbildungen (EFTEM) mit sehr hoher Ortsauflösung. Zudem werden Silica-Partikel synthetisiert und durch weitere Umsetzung mit Tetrachlorsilan auf der Oberfläche funktionalisiert. Als weitere anorganische Komponente werden MWNTs eingesetzt, welche nach dem Billups-Reaktionsprotokoll in flüssigem Ammoniak als Lösungsmittel funktionalisiert werden. Durch Umsetzung der MWNTs mit Tetrachlorsilan gelingt deren weitergehende Funktionalisierung mit reaktiven Trichlorosilyl-Oberflächengruppen.
Als Polymerkomponenten werden Poly(m-phenylenisophthalamid) und Poly(p-phenylenterephthalamid) mit hohem Molekulargewicht synthetisiert und durch Wahl entsprechender Stoffmengenverhältnisse der Monomere bei der Polymerisation an den Kettenenden funktionalisiert.
Die funktionalisierten Silica-Nanopartikel und MWNTs sowie die endfunktionalisierten Polymerketten aus Poly(m-phenylenisophthalamid) werden zu den jeweiligen Hybrid-Materialien umgesetzt. Dies geschieht sowohl nach der „grafting from“ als auch nach der „grafting onto“ Synthesestrategie. Durch Anwendung der „grafting onto“ Strategie gelingt die Synthese von verschiedenen kovalenten Hybrid-Materialien unter Anwendung unterschiedlicher Synthesewege. Die mit Aminogruppen funktionalisierten Silica-Core-Shell-Partikel werden jeweils mit säurechloridterminiertem Poly(m-phenylenisophthalamid) umgesetzt und die kovalent angebundenen Polymerketten mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) nachgewiesen. Als alternative Synthesestrategie wird das säurechloridterminierte Poly(m-phenylenisophthalamid) mit Aminosilanen umgesetzt, sodass mit Silanendgruppen terminierte Polymerketten resultieren, welche in situ mit Tetraethoxysilan und Wasser weiter umgesetzt werden, was zur Bildung von Nanopartikeln mit Durchmessern im Bereich von 10 nm führt. Unter Verwendung der mit Tetrachlorsilan funktionalisierten Partikel wird in einer vergleichbaren Synthesestrategie eine erfolgreiche Hybrid-Synthese mit aminoterminierten Polymerketten durchgeführt.
Die erhaltenen Ergebnisse für die grafting onto Strategie werden in entsprechender Weise auf das System MWNT-Poly(m-phenylenisophthalamid) übertragen. Unter Verwendung von säurechloridterminierten Polymerketten gelingt die Umsetzung mit aminofunktionalisierten Nanotubes. Die entsprechenden Synthesen unter Verwendung von aminoterminierten Polymerketten mit den mit Trichlorosilyl-Oberflächengruppen funktionalisierten MWNTs werden ebenfalls durchgeführt und die Hybrid-Materialien jeweils mit TEM und EFTEM charakterisiert.},

url = {http://hdl.handle.net/20.500.11811/6192}
}

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