Lichtstabile, bei Bedarf lichtabbaubare Polymere auf Basis von 9,10-Dialkoxyanthracenen – Synthese und Anwendung

In den letzten Jahren ist die Menge an entstehenden Kunststoffabfällen immer größer geworden, dies hat das Interesse an abbaubaren Polymeren gesteigert. Besonders im Fokus stehen hierbei lichtabbaubare Polymere. Nachteilig ist, dass diese bisher mit UV-Licht abgebaut werden, was einen Einsatz in Alltagssituationen verhindert. Die zellschädigende Wirkung von UV-Licht verhindert oftmals auch einen Einsatz lichtabbaubarer Polymere in der Medizintechnik, hier könnten mit sichtbarem Licht abbaubare Polymere neue Behandlungsmöglichkeiten schaffen.
Die vorliegende Arbeit besteht im Wesentlichen aus drei Teilen, der Synthese, dem Abbau sowie der Anwendung lichtstabiler und nur bei Bedarf lichtabbaubarer Polymere. Im ersten Teil dieser Arbeit wird die ein- bis dreistufige Synthese von α,ω-Dienen, Diaziden und Dialkinen vorgestellt. Aus diesen wurden über CuAAC- und ADMET- Polymerisationen lichtstabile, aber bei Bedarf mit grünem Licht abbaubare Polymere mit 9,10-Dialkoxyanthracenen im Polymerrückgrat hergestellt. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird in 1H-NMR-spektroskopischen Untersuchungen gezeigt, dass die Polymere nur bei Bedarf lichtabbaubar sind. ... mehrFür den Abbau wird ein Photosensitizer benötigt, welcher die für die Spaltung notwenige Energie aus Licht auf Sauerstoff transferiert. Der so gebildete Singulett-Sauerstoff addiert unter Bildung des endo-Peroxids an das Polymer. Dieses Poly-endo-Peroxid wird durch den Photosensitizer letztendlich säurekatalytisch abgebaut. Ebenfalls gezeigt wird die Möglichkeit, die Polymere mit Methylenblau unter Bestrahlung von rotem Licht abzubauen. Der dritte Teil dieser Arbeit widmet sich der Anwendung der hergestellten Polymere. Über elektrohydrodynamisches Co-Jetting wurden bikompartimentelle Mikrofasern hergestellt. Bei diesen besteht ein Kompartiment aus dem neu entwickelten, abbaubaren Polymer, das andere aus PLGA. Es wird gezeigt, dass nach dem Abbau des synthetisierten Polymers das PLGA-Kompartiment intakt bleibt. Weiterhin konnte an einem über Rotationsbeschichtung hergestellten Polymerdünnfilm gezeigt werden, dass sich die synthetisierten Polymere auch für die Fotolithographie eignen.