Diese Dissertation beschreibt die Synthese und Charakterisierung neuartiger Hyperstern-Polymere (HSP) und deren Funktion als Reaktivbinder in Epoxy- bzw. PUR-Harzen. Hyperstern-Polymere sind Hybride aus hochverzweigten (hvz) und linearen Polymeren. Sie können über ihre reaktiven OH-Gruppen als multifunktionelle hochverzweigte Quervernetzer kovalent in ein kationisch härtendes Epoxyharz einbinden und thermische sowie thermomechanische Eigenschaften verbessern.

Diese Dissertation beschreibt die Synthese und Charakterisierung neuartiger Hyperstern-Polymere (HSP) und deren Funktion als Reaktivbinder in Epoxy- bzw. PUR-Harzen. Hyperstern-Polymere sind Hybride aus hochverzweigten (hvz) und linearen Polymeren. Sie können über ihre reaktiven OH-Gruppen als multifunktionelle hochverzweigte Quervernetzer kovalent in ein kationisch härtendes Epoxyharz einbinden und thermische sowie thermomechanische Eigenschaften verbessern.:Theoretischer Teil Einleitung und Aufgabenstellung Grundlagen 1 Polymeraufbau 1.1. Radikalische Polymerisationen 1.1.1. Kontrolliert radikalische Polymerisation 1.1.2. NMRP 1.1.3. ATRP 1.1.4. RAFT 1.2. Anionische Polymerisation 1.3. Kationische Polymerisation 1.3.1. CROP von Oxazolinen 1.4. Koordinative Polymerisationen 2 Verzweigte Polymerarchitekturen 2.1. Dendritische Polymere 2.1.1. Dendrimere 2.1.2. Hochverzweigte Polymere 2.1.2.1 SCVP 2.1.3. Dendrigrafts 2.1.4. Dendronisierte Polymere 2.2. Spezielle Polymerarchitekturen 2.2.1. Hyperstern-Polymere (HSP) 3 Lacke 3.1. Lösungsmittelhaltige Lacke 3.1.1. Chemisch härtende Lacke 3.1.2. Physikalisch trocknende Lacke 3.2. Wässrige Lacke 3.3. Lösungsmittelfreie Lacke 3.3.1. Strahlenhärtende Lacke 3.3.2. Pulverlacke 3.4. Aliphatische Epoxylacke 3.4.1. UV-Härtung 3.4.2. Thermische Härtung 3.4.3. Thermische Härtung klassischer 2K-Polyepoxid-Lacke 3.5. 2K-PUR-Lacke 3.6. Aktuelle Herausforderungen 3.7. Wissenschaftliche Konzepte zur Schlagzähmodifizierung von Lacken Diskussion und Ergebnisse 4 Synthese hochverzweigter Makroinitiatoren 4.1. Polyester-Makroinitiatoren PE-MI1 und PE-MI2 4.1.1. Polyester-Kern (PE-OH) 4.1.2. Makroinitiatoren für die Oxazolinpolymerisation (PE-MI1) 4.1.3. Makroinitiatoren für die ATRP von Methacrylaten (PE-MI2) 4.2. Poly(vinylbenzylchlorid)-Makroinitiator (PVBC) 5 Hypersterne mit POxa-Armen 5.1. Lineare Polyoxazolin-Modellverbindungen (POxa) 5.1.1. Test der Initiatorfunktionen 5.1.2. Einfluss der Mikrowelle 5.1.3. Terminierung (Capping) 5.1.4. Polymerisation OH-tragender Oxazoline 5.1.5. Adamantan-funktionalisierte Polyoxazoline 5.2. Hypersterne aus Polyester-Kern sowie Polyoxazolin-Armen: PE-g-POxa 5.2.1. Einführung von OH-Gruppen über die Terminierung 5.2.2. Einführung von OH-Gruppen über die Wiederholeinheiten 5.3. Hypersterne aus Polyvinylbenzylchlorid-Kern sowie Polyoxazolin-Armen: PVBC-g-POxa 5.3.1. Modellinitiatoren 5.3.2. Einführung von OH-Gruppen über die Wiederholeinheiten 5.4. Ausblick: Arm first-Strategie 6 Hypersterne mit Polymethacrylat-Armen 6.1. Hypersterne aus Polyvinylbenzylchlorid-Kern sowie Polymethacrylat-Armen: PVBC-g-PHEMA 6.2. Hypersterne aus Polyester-Kern sowie Polymethacrylat-Armen: PE-g-(PMMA-b-HEMA) 7 Hypersterne als Quervernetzer-Additive in Lacken 7.1. PVBC-g-POxa in Epoxyharz 7.1.1. Thermische Härtung 7.2. PE-g-P(MMA-b-HEMA) in Epoxyharz 7.2.1. UV-Härtung 7.2.2. Thermische Härtung 7.3. PE-g-P(MMA-b-HEMA) in 2K-PUR-Harz Zusammenfassung – Ausblick Experimenteller Teil 8 Geräte, Methoden und Chemikalien 9 Synthesen 9.1. Monomere, Capper, Niedermolekulare Substanzen 9.2. Lineare Polyoxazoline 9.2.1. Niedermolekulare CROP-Initiatoren 9.2.2. Lineares Poly(2-methyloxazolin) (PMeOxa) 9.2.3. Adamantan-funktionalisierte Poly(2-methyloxazoline) 9.2.4. Lineare Poly(2-ethyloxazoline) 9.2.5. NMR-Modellverbindungen für PVBC-Kern 9.3. Hochverzweigte Polymere und Makroinitiatoren 9.4. Hyperstern-Polymere mit POxa-Armen 9.5. Hyperstern-Polymere mit PAlkMA-Armen 9.6. Lackproben Abkürzungsverzeichnis Literaturverzeichnis Publikationsliste