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Bibliographic Metadata

Title
Hexaarylbiimidazole als alternative Photoinitiatoren für photoinitiierte Polymerisationen mit UV-LEDs / vorgelegt von Michael Schläpfer ; [Gutachter: Prof. Dr. Wolfgang Bremser, Prof. Dr. Bernd Strehmel]
AuthorSchläpfer, Michael
ParticipantsBremser, Wolfgang ; Strehmel, Bernd
PublishedPaderborn, 2020
Edition
Elektronische Ressource
Description1 Online-Ressource (VIII, 220 Seiten) : Diagramme
Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2020
Annotation
Tag der Verteidigung: 29.09.2020
Defended on2020-09-29
LanguageGerman
Document TypesDissertation (PhD)
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-38011 
DOI10.17619/UNIPB/1-1042 
Files
Hexaarylbiimidazole als alternative Photoinitiatoren für photoinitiierte Polymerisationen mit UV-LEDs [9.57 mb]
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Classification
Abstract (German)

Die Kinetik und Effizienz von Photopolymerisationen mit verschiedenen HABI-Mercapto-Systemen wurden mittels Photo-DSC-Messungen untersucht und im Vergleich zu kommerziell genutzten Photoinitiatoren eingeordnet. Zur Bestrahlung dienten Quecksilberdampflampen und LEDs mit Emission im nahen UV- sowie sichtbaren Bereich. Neuartige HABIs mit erhöhter Absorption in diesem Wellenlängenbereich wurden synthetisiert. Extinktionskoeffizienten verschiedener Lophylradikale wurden mittels einer eigens entwickelten Methode erstmals beschrieben, was eine eingehende Analyse der Rekombinationskinetik inklusive der zugrunde liegenden Mechanismen ermöglichte. Sowohl sterische als auch elektronische Einflüsse konnten ausgemacht werden.Die Verknüpfung der Ergebnisse der kinetischen sowie mechanistischen Analysen ermöglichte es, bestimmte Einflussgrößen auf die Photopolymerisation zu ermitteln. Eine erhöhte Absorption im Emissionsbereich der LEDs in Kombination mit effektivem Ausbleichen sowie einer langsamen Radikalrekombination begünstigen eine effiziente Photopolymerisation. Zur Erforschung zwischenmolekularer Wechselwirkungen wurden verschiedene HABIMercapto-Systeme mittels Blitzlichtphotolyse untersucht. 1H-NMR-Messungen dienten der Aufklärung des Tautomerie-Gleichgewichts der Mercapto-Verbindungen. Eindeutige Korrelationen zwischen diesem Gleichgewicht und der Geschwindigkeit der Wechselwirkung sowie der Polymerisationsgeschwindigkeit konnten nicht ausgemacht werden. Ein funktionalisiertes HABI konnte erfolgreich chemisch in ein Polymernetzwerk eingebaut werden, was eine lokale, lichtinduzierte Depolymerisation ermöglichte. Diese wurde mittels DMA messtechnisch verfolgt. Ferner konnten photonisch Radikale auf der Oberfläche des Polymeren erzeugt und zur Photopolymerisation einer flüssigen Beschichtung genutzt werden, was mittels Photo-DSC aufgezeichnet wurde.

Abstract (English)

Kinetic and efficiency of photopolymerization with different HABI-Mercapto-systems were examined by Photo-DSC and compared to commercially used Photoinitiators. Mercury arclamps and LEDs emitting in the near UV and visible range served as irradiation source. Novel HABIs exhibiting increased absorption in this wavelength area were synthesized. Extinction coefficients of different lophyl radicals were depicted for the first time by a newly developed method, enabling a detailed analysis of the recombination kinetics including the underlying mechanism. Both, steric and electronic influences were revealed. The combination of the results of kinetic and mechanistic analysis made it possible to determine certain parameters on photopolymerization. An increased absorption in the region where the LEDs emit in combination with an effective bleaching and a slow recombination as well favors an efficient photopolymerization. Different HABI-Mercapto-systems were analyzed via flash photolysis to explore intermolecular interactions. 1H-NMR was used to get information about the tautomerism equilibrium of the mercapto compounds. There was no clear correlation between this equilibrium and the kinetics of the interactions or the photopolymerization. A functionalized HABI was incorporated chemically into a polymer network. A local, light induced depolymerization was thereby possible and could be recorded via DMA. Furthermore, irradiation of the polymer also led to the generation of radicals on the surface of the polymer. This was used for photopolymerization of a liquid coating, which was recorded via Photo-DSC.

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CC-BY-License (4.0)Creative Commons Attribution 4.0 International License