Deutsch

In dieser Arbeit wurden polymerisierbare Monomere auf Acrylatbasis hinsichtlich ihres photochemischen Reaktionsverhaltens untersucht. Solche Systeme sind finden z. B. für optische Speicher, elektro-optische Anzeigen und schaltbare optische Elemente eine Anwendung. Die Kenntnis des Reaktionsverhaltens ist für die gezielte Optimierung und zur Entwicklung neuer Substanzen von großer Bedeutung. Da die Photopolymerisation mit einer deutlichen Reaktionsenthalpieänderung verbunden ist, wurde ein kalorimetrisches Messverfahren angewendet. Dazu wurde der Aufbau eines Photo-DSC realisiert. Die Anbindung an einen Computer erforderte den Entwurf einer geeigneten Hard- und Software, die eine automatisierte Gerätesteuerung und Messdatenauswertung ermöglicht. Folgende Systeme wurden untersucht: 1. Hochvernetzbare cholesterische Flüssigkristalle für optische Speicher: Durch die Photopolymerisation ist es möglich, die temperaturabhängige Selektivreflexion dauerhaft zu fixieren. 2. Flüssigkristalline Gele: Diese Systeme sind Mischungen aus einer unreaktiven Komponenten mit einen Anteil von max. 10% Monomer. Mit der kalorimetrischen Methode können sogar die sehr geringen Wärmemengen, die hier auftreten, detektiert werden. 3. Polymer eingebettete Flüssigkristalle: In diesen Systemen konnten auf holographischem Wege schaltbare Beugungsgitter erzeugt werden. Die gewählten Reaktionsbedingungen haben dabei einen deutlichen Einfluss auf die Kinetik, die Probenmorphologie und das elektro-optische Schaltverhalten.

English

In this work the photo-chemical reactions of polymerizable monomers based on acrylates were studied. These systems are useful e. g. for optical storages, electro-optical displays or switchable optical elements. The reaction behaviour is of great interest for the optimization and development of new compounds and systems. Due to the change of the reaction enthalpy during the photopolymerization, a calorimetric investigation method was used. A photo-DSC was constructed to study the heat and kinetics of the polymerization reaction. The modifications allow computer control, as well as electronic data recording and processing. Following systems were investigated: 1. Highly crosslinked cholesteric liquid crystals for optical storage: The selective reflection wavelength becomes temperature independent due to the photopolymerization. Surprisingly, for this effect a double-bond conversion of nearly 35% is sufficient. 2. Liquid crystalline gels: The polymerization kinetics is of great interest in context of studying polymer-stabilization in dynamic systems. These systems consist of an inert compound and a monomer with a maximum fraction of 10 wt.-%. The calorimetric setup allows the detection of very small amounts of reaction heat. Here, this facility is particular important because of the low reaction enthalpy of these systems. 3. Polymer dispersed liquid crystals: The holographic technique allows the optical structuring of the samples. It is possible to inscribe switchable diffraction gratings. The conditions of the reaction have a strong influence on the kinetics, the morphology of the sample, and the electro-optical switching behaviour.