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Gruppentransfer-Polymerisation
Eine Gruppentransfer-Polymerisation (abgekürzt GTP) ist die Polymerisation von Acrylmonomeren mit Silylketenacetalen. Dabei findet eine Verschiebung der …
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Definition und Grundprinzip
Die Gruppentransfer-Polymerisation (GTP) ist eine Polymerisation von Acrylmonomeren mit Silylketenacetalen. Dabei wird eine Silylgruppe zum Kettenende übertragen („Gruppentransfer“), wobei ein neues Silylketenacetal entsteht. Als Monomere dienen vor allem Acrylsäure- und Methacrylsäureester, Acryl- und Methacrylnitril sowie Dialkylacrylamide, Dienoate und Trienoate.
Initiatoren und Reaktionsbedingungen
Als Initiatoren werden normalerweise Silylketenacetale von Methacrylaten oder ähnlichen Verbindungen eingesetzt, die stabile Silylketenacetale bilden. Der Initiator wird in das Polymer eingebaut; seine Konzentration steuert den Polymerisationsgrad.
Die Reaktion benötigt einen Katalysator. Verwendet werden anionische Fluoride, Azide oder Cyanide sowie Lewis-Säuren, zum Beispiel Zinkchlorid oder Aluminiumdialkylchloride. Bezogen auf den Initiator werden etwa 10 % Katalysator eingesetzt. Die Reaktion muss unter streng wasser- und sauerstofffreien Bedingungen ablaufen. Deshalb verwendet man wasser- und luftfreie Lösungsmittel wie Toluol oder Tetrahydrofuran.
Mechanismus und Beendigung
Der genaue Mechanismus der GTP ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Es wird jedoch angenommen, dass er dem Mechanismus einer Mukaiyama-Michael-Reaktion entspricht.
Die GTP wird als lebende Polymerisation („living polymerisation“) bezeichnet. Anders als viele andere Polymerisationsarten kennt sie – mit Ausnahme der anionischen Polymerisation – keine Abbruchreaktion. Soll die Reaktion beendet werden, versetzt man das Reaktionsgemisch mit Protonenlieferanten, etwa Wasser oder Alkoholen.
Bedeutung und Anwendungen
Die durch GTP hergestellten Produkte sind technisch als Dispersionsmittel, rheologische Additive und für Toner von Bedeutung. Die Gruppentransfer-Polymerisation wurde zuerst von Owen Webster entdeckt.