English

In this work several new self structured materials for polymeric substances could be synthesized. Furthermore, concepts for material development with natural archetype (biomineralization) have been emerged. Therefore three appendages are used: First, the mineralization of blockcopolymermembranes, second the mineralization of blockcopolymer lattices and its capacity to control the morphology of crystals. Third the Hexamethoxymethylmelamine (HMMM) was investigated on its self condensation properties on the one hand (formation of planar nanoparticles), otherwise aqueous HMMM gels and dried HMMM structures were mineralized. The first step was the mineralization of blockcopolymermembranes by the double diffusion technique. The membranes were totally filled with inorganic materials following by mechanical analysis of these hybrid materials. It could be shown that functional groups like –OH, or –COOH influence the crystal formation and on this way the mechanical properties In the second step of this work it could be shown that DPE latices are excellent to influence the morphology of crystals. Acrylic acid functionalized latices form with calciumcarbonate or bariumsulphate organic/inorganic hybrid structures which are very interesting as pigments or fillers in polymeric materials. The last part of this work occupied with the special properties of Hexamethoxymethylmelamine (HMMM). New planar nanoparticles with aspect ratios between 3 and 10 could be synthesized. In a further process, the nanoparticles form a highly structured, aqueous gel, with directed structures and consistent pore sizes. In mineralization experiments these gels form layered hybrid materials which are similar to structure of nacre.

Deutsch

In dieser Arbeit ist es gelungen, verschiedenste neue Materialien für polymere Werkstoffe zu erzeugen und zu charakterisieren. Zudem wurden Konzepte zur Materialsynthese mit natürlichem Vorbild (Biomineralisation) entwickelt. Dazu wurden drei Ansätze verfolgt: Zum einen wurden Studien zur Mineralisation von Blockcopolymermembranen durchgeführt. Desweiteren sind Blockcopolymerlatices intensiv hinsichtlich ihrer Eigenschaft zur Steuerung von Kristallisationsprozessen und erzielbarer Kristallmorphologien untersucht worden. Als Drittes ist das Hexamethoxymethylmelamin einerseits auf seine Eigenschaften bei der Selbstkondensation (Ausbildung plättchenförmiger Nanopartikel) getestet worden andererseits wurden auch hier Mineralisationsversuche an wässrigen HMMM Gelen und getrockneten Matrices durchgeführt. Im ersten Schritt sollten Blockcopolymermembranen mittels der Doppeldiffusionstechnik mit anorganischem Material vollständig gefüllt und anschließend auf ihre mechanischen Eigenschaften hin untersucht werden. Dabei ist der Einfluss funktioneller Gruppen erforscht worden, die durch die Blockcopolymerlatices mit in die Membran eingebracht wurden. Im zweiten Teil dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass DPE Dispersionen sich hervorragend zur Steuerung von Kristallisationsprozessen eignen. Latices mit Acrylsäure in der ersten Stufe bilden mit Calciumcarbonat bzw. Bariumsulfat anorganisch/organische Hybridstrukturen. Der letzte Teil der Arbeit beschäftigt sich mit den speziellen Eigenschaften des Hexamethoxymethylmelamins (HMMM). Auf einfachem Weg konnten neue plättchenförmige HMMM Nanopartikel mit einem Aspektverhältnis zwischen 3 und 10 hergestellt werden. Die Nanopartikel lagern sich im weiteren Verlauf der Reaktion zusammen und bilden ein wässriges, hochstrukturiertes Gel, welches sich durch bisher unbekannte gerichtete Strukturen mit gleichmäßiger Porenstruktur auszeichnet. In Mineralisationsexperimenten an wässrigen als auch getrockneten Polymergelen konnte ein schichtförmiges Hybridmaterial geschaffen werden, welches in der Art dem Aufbau von Perlmutt ähnelt.