Thermoplastische Dextran- und Stärkeester : Synthese, Charakterisierung und Applikation in photochromen Verbundglassystemen

Jordan, Torsten

In der vorliegenden Dissertation wird die Synthese thermoplastischer Stärke- und Dextranester mit neuen Eigenschaftsprofilen vorgestellt. Als Substrate sind dabei Dextrane und verschiedene native Stärken (Kartoffel-, Erbsen-, Amiocastärken etc.) möglich. Die neuen verbesserten Eigenschaften der Biopolymerester wie definiertes Schmelzverhalten, Transparenz der Schmelzen, DS-abhängiges Löseverhalten oder gute Bioverträglichkeit resultieren aus der neuen, schonenden Umsetzungsmethode in Imidazolschmelzen. Die resultierenden Eigenschaften der Biopolymerester sind dabei durch Variation der Parameter Polymerrückgrat, Substitutionsgrad und Art des Substituenten einstellbar. Das Imidazol wirkt in der Syntheseführung als trifunktionales Reagenz. Neben der neu etablierten Funktionalität als Stärkesolvent fungiert der Heteroaromat zudem als Base und nach „in situ“-Aktivierung des verwendeten Carbonsäurederivates als reaktives Intermediat (Carbonsäureimidazolid). Für Veresterungsreaktionen in Imidazolschmelzen können Carbonsäurechloride, Carbonsäureanhydride und Carbonsäuren als Reagenzien genutzt werden. Die für Biopolymere recht hohe Lösetemperatur in Imidazolschmelzen von 95 °C kann durch Zugabe von Co-Solventien wie DMSO, Wasser oder Pyrazol bis auf Raumtemperatur herabgesetzt werden. Die neu etablierte Biopolymerestersynthese kann einfach und effizient in einen technischen Maßstab überführt werden. Das Recycling der anfallenden Syntheserückstände gelingt mit Rückgewinnungsraten für Imidazol von 95 %. Auch alle anderen eingesetzten Wertstoffe lassen sich mit einfachen Aufarbeitungsoperationen in hohen Ausbeuten zurückgewinnen. Die neuartigen Stärkeester lassen sich ohne weitere Additive zu Biopolymerfolien auf verschiedensten Extrudersystemen thermoplastisch verarbeiten. Durch Additivierung mit photochromen Farbstoffen erhält man lichtinduziert schaltbare Polymerfolien, welche in photochrom schaltbaren Verbundglassystemen als verbindende Komponente eingesetzt werden können.

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Jordan, Torsten: Thermoplastische Dextran- und Stärkeester. Synthese, Charakterisierung und Applikation in photochromen Verbundglassystemen. 2014.

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