Kationische Polymerisation: von der Photoinitiierung zur Steuerung durch Licht

Abstract

Während der letzten 40 Jahre erzielten Forscher bei der Untersuchung photoinitiierter kationischer Polymerisationen enorme Erfolge sowohl im industriellen Bereich als auch im akademischen Umfeld. Unzählige Photoinitiierungssysteme wurden entwickelt, wodurch die Polymerisation eines breiten Spektrums von Monomeren (z. B. Epoxiden, Vinylethern, Alkenen, cyclischen Ethern und Lactonen) unter praktischen, kostengünstigen und umweltschonenden Bedingungen ermöglicht wurde. Aufgrund der Fortschritte in der Photoredoxkatalyse hat sich in jüngerer Zeit die lichtgesteuerte kationische Polymerisation als Weg zur präzisen Steuerung des Polymerkettenwachstums herausgebildet. Dieser Kurzaufsatz gibt einen Überblick über die historische Entwicklung der lichtinduzierten kationischen Polymerisation und erörtert die neuesten Fortschritte bei photoinitiierten und lichtgesteuerten Verfahren. Letztere sind hochinteressante neue Richtungen auf dem Gebiet mit potenziellen Auswirkungen auf industrielle Bereiche, von der Mikrostrukturierung bis zur Synthese von komplexen Biomaterialien und sequenzgesteuerten Polymeren.

Recent developments in visible light induced polymerization towards its application to nanopores

“…Most of the reported visible light induced cationic polymerizations are based on onium salt initiators. 133,134 Examples of typical onium salts for photoinitiated cationic polymerizations are shown in Fig. 5a.…”

“…The polymer-film thickness was controlled by variation of the Fig. 5 (a) Typical onium salts for photoinitated cationic polymerizations by Michaudel et al 133 Reprinted with the permission from Angew. Chem., 2017, 129, 9798-9808.…”

“…Chem., 2017, 129, 9798-9808. 133 Copyright 2017 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. (b) Photoinduced organotellurium-mediated polymerization by Kaya et al 138 Reprinted with the permission from Polym.…”

“…5a . 133 Mechanistically this polymerization is based on the decay of the excited state of the onium salt after photoexcitation. Thereby, both, a homolytic and a heterolytic cleavage of the onium salt is possible, whereby highly reactive aryl cations and aryliodine cation radicals are generated.…”

Automated Multi‐ and Block‐Copolymer Writing in Mesoporous Films Using Visible‐Light PET‐RAFT and a Microscope

“…[ 14 ] Using laser writing, even a direct self‐assembly of block copolymer films was reported. [ 23 ] Besides the few examples of controlled polymerization techniques combined with laser writing many more visible‐light induced controlled polymerizations have been developed mostly as solution polymerization [ 24 ] within the past decade including RAFT, [ 25 ] atom transfer rdical polymerization (ATRP), [ 26 ] ionic, [ 27 ] and ROM polymerizations. [ 28 ] For polymer writing using laser light, robust reaction conditions including water and oxygen tolerance as well as ambient temperature, and short reaction times are required.…”