1. Was sind Vinylphosphonsäuren (VPS) und Vinylphosphonsäuredimethylester (VPSDME)?
Vinylphosphonsäuren (VPS) und Vinylphosphonsäuredimethylester (VPSDME) sind Spezialmonomere, die mit gängigen Initiatoren in geeigneten Solventien radikalisch sowohl homo- als auch co-polymerisierbar sind.
2. Welche Eigenschaften weisen Vinylphosphonsäuren (VPS) und Vinylphosphonsäuredimethylester (VPSDME) auf?
VPS und VPSDME sind unter radikalischen Bedingungen polymerisierbar bei milden Temperaturen (75-120 Grad Celsius). Sie sind haftvermittelnd und leicht löslich. Durch ihren Phosphorgehalt sind die Monomere flammschützend. Die ausgezeichnete Hydrolysestabilität sorgt dafür, dass die Phosphonsäureeinheit selbst unter ungünstigen Reaktionsbedingungen an das Polymerrückgrat gebunden bleibt.
3. Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es für Vinylphosphonsäu-ren (VPS) und Vinylphosphonsäuredimethylester (VPSDME)?
VPS und VPSDME eignen sich aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften für viele Anwendungen: VPS wirkt haftvermittelnd zwischen organischen und anorganischen Phasen, während zwischen zwei organischen Phasen VPSDME vorteilhaft ist. Solche Grenzflächen finden sich beispielsweise bei Lackierungen auf einer Oberfläche (Metall, Kunststoff), Pigmenten in Lacken, Füllstoffen in einem Kunststoff, Glasfaserverbundwerkstoffen und Verklebungen. Aufgrund der Säurestärke können sie zur Stabilisierung von Emulsionen und Dispersionen beitragen. Ihre Fähigkeit zur Komplexierung von zahlreichen Metallionen kann zu neuen Anwendungen führen. VPS-Polymere können als Dispergiermittel oder als Schutzkolloid verwendet werden, da sie sehr gute Wechselwirkungen mit Metall-Ionen und polaren Oberflächen zeigen. Viele weitere Anwendungsgebiete sind möglich, zum Beispiel in den Bereichen Flammschutz und Wasseraufbereitung.
4. Welche Comonomere eignen sich für die Polymerisation mit VPS?
Mit Acrylaten und Derivaten lässt sich VPS problemlos mischen und polymerisieren. Mögliche Comonomere sind auch die weniger reaktiven Methacrylate und Styrol.
5. Mit welchen Lösemitteln können Copolymere hergestellt werden?
Die Herstellung von Copolymeren gelingt in einer breiten Anzahl von Lösemitteln von Wasser über THF bis hin zu Toluol. Der Gehalt an VPS und die Polarität der eingesetzten Comonomere bestimmen die Auswahl des konkreten Lösemittels: Bei Polymeren mit <10% VPS können in Verbindung mit unpolaren Comonomeren, wie z.B. Butylacrylat, in unpolaren Solventien wie Toluol, Butylacetat und Methylisobutylketon hergestellt werden. Bei Anteilen von bis zu 30% VPS sollten polarere Solventien wie beispielsweise THF, Butanol oder Dimethylcarbonat verwendet werden. Ab einem Anteil von über 30% VPS sind Solventien hoher Polarität, wie z.B. THF oder niedere Alkohole, wie Isopropanol, Ethanol oder Methanol nötig.
6. Welche Ergebnisse werden bei der Polymerisation mit Vinylphosphonsäuren (VPS) und Vinylphosphonsäuredimethylester (VPSDME) erzielt?
Die erzielbaren Molekulargewichte sind abhängig von den Reaktionsbedingungen sowie von den Solventien und Comonomeren. Sie liegen jedoch üblicherweise im Bereich von 10-50 kDa. Die Polymerisation kann so optimiert werden, dass restmonomerfreie Polymere erhalten werden.
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