Synthesis, micellar properties and application of amphiphilic linear block copolymers with different microstructure but same molecular weight [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Christof Jan Wilhelm Schmitz

Synthesis, Micellar Properties and Application of Amphiphilic Linear
Block Copolymers with Different Microstructure but Same
Molecular Weight




Von der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften
der RWTH Aachen University zur Erlangung des akademischen
Grades eines Doktors der Naturwissenschaften
genehmigte Dissertation




vorgelegt von

Diplom-Chemiker
Christof Jan Wilhelm Schmitz
aus Mönchengladbach



Berichter: Universitätsprofessor Dr. rer. nat. Martin Möller
Universitätsprofessor Dr. rer. nat. Walter Richtering

Tag der mündlichen Prüfung: 16. Juli 2009


Diese Dissertation ist auf den Internetseiten der Hochschulbibliothek online verfügbar


































Die vorliegende Arbeit enstand in der Zeit von Mai 2004 bis Mai 2008 am Institut für
Technische und Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen.


Herrn Prof. Möller danke ich für die interessante Themenstellung, seine
Diskussionsbereitschaft und seine wissenschaftliche Unterstützung.

Herrn Dr. Helmut Keul danke ich herzlich für seine stete Diskussions- und
Hilfsbereitschaft.

Herrn Prof. Dr. Walter Richtering und Frau Martina Keerl danke ich für die stete
Diskussionsbereitschaft und Einweisung in das Feld der statischen und dynamischen
Lichtstreuung.

Danken möchte ich herzlichst Herrn Dr. Ahmed Mourran für die Durchführung der AFM-
Messungen und die unzähligen Diskussionen rund um das Thema der Selbstorganisation
von Blockcopolymeren.

Herrn Prof. Dr. Uwe Beginn möchte ich für seine Hilfsbereitschaft und Zusammenarbeit
auf dem Thema der Synthese von linearen Gradientencopolymeren danken.

Frau Dr. Martina Mennicken-Meuthen, Herrn Dr. Nicolas Pasquier, Herrn Christian Vaida,
Herrn Vishal Goel und Frau Yingchun He danke ich für die reibungslose Durchführung
etlicher NMR-spektroskopischer Messungen.

Mein Dank gilt Herrn Marian Szkudlarek, Frau Dr. Sandra Reemers, Herrn Michael
Erberich und Herrn Sascha Pagens für die Durchführung von GPC-Messungen.

Herrn Janis Lejnieks danke ich für die Durchführung von DSC-Messungen.

Herrn Rainer Haas danke ich für seine stete und unermüdliche Hilfsbereitschaft bei allen
organisatorischen Fragestellungen. Ein wahrer Fels in der Brandung.
Den Chemiestudierenden Frau Ellen Schmitt, Herrn Matthias Seppelt, Herrn Michael
Müller und Herrn Markus Hugot danke ich für die engagierte Mitarbeit im Rahmen ihrer
Forschungspraktika unter meiner Anleitung.

Für die kritische Durchsicht des Manuskriptes danke ich Frau Wiebke Voigt, Herrn Dr.
Helmut Keul, Herrn Dr. Ahmed Mourran und Herrn Prof. Dr. Uwe Beginn.

Vielen Dank gilt meinen Laborkollegen Herrn Werner Bergmans, Herrn Florian Hermes,
Herrn Stefan Theiler sowie der gesamten Arbeitsgruppe Keul für ihre
Diskussionsfreudigkeit, Hilfsbereitschaft und Kollegialität.

Besonders herzlichst möchte ich mich bei meinem langjährigen Laborkollegen Herrn Dr.
Ronald Adelmann bedanken.

Herrn Prof. Dr. Walter Richtering danke ich für die freundliche Übernahme des
Korreferats.


Besonderen Dank gilt meinen Eltern und meiner Freundin Wiebke.
















































































Parts of this Thesis are published or presented at conferences

Articles: Synthesis and Association Behaviour of Linear Block Copolymers
with Different Microstructure but Same Molecular Weight.
C. Schmitz, A. Mourran, H. Keul, M. Möller
Macromolecular Chemistry and Physics 2008, 209, 1859 – 1871.

Synthesis and Aggregation Behaviour of Amphiphilic Block
Copolymers with Random Middle Block. C. Schmitz, A. Mourran, H.
Keul, M. Möller, M. Keerl, W. Richtering
Colloid and Polymer Science, 2009, 287, 1183 – 1193.

Synthesis of Multi-Arm Polyglycidols of Different Architecture Grafted
with Polyacrylate Side Arms. C. Schmitz, H. Keul, A. Möller
European Polymer Journal 2009, 45, 2529 – 2539.

Poster: Synthese und Mizellbildungsverhalten von Copolymeren gleicher
Zusammensetzung abe unterschiedlicher Mikrostruktur.
C. Schmitz, U. Beginn, A. Mourran, H. Keul, M. Möller,
Makromolekulares Kolloquium in Freiburg 2007.

Micellar Assembly of Tapered Block Copolymers and Their
Application for Switchable Once Surfaces.
C. Schmitz, A. Mourran, H. Keul, M. Möller, M. Keerl, W. Richtering,
Bayreuther Polymer Symposium in Bayreuth 2007.








































Contents 9
Synthesis, Micellar Properties and Application of Amphiphilic Linear
Block Copolymers with Different Microstructure but Same
Molecular Weight


List of Abbrevations................................................................................................................. 11
Zusammenfassung.................................................................................................................... 15
Summary .................................................................................................................................. 19
Chapter 1: Introduction ...................................................................................................... 23
1.1 Controlled Radical Polymerisation (CRP) ............................................................... 23
1.2 Synthesis of amphiphilic block copolymers with (meth)acrylic acid segments ...... 27
1.3 Micellar properties of amphiphilic block copolymers ............................................. 29
1.4 Contents of this thesis .............................................................................................. 33
1.5 References and notes................................................................................................ 34
Chapter 2: Synthesis and Association Behaviour of Linear Block Copolymers with
Different Microstructures but Same Composition ................................................................... 39
2.1 Introduction .............................................................................................................. 39
2.2 Experimental ............................................................................................................ 40
2.3 Characterisation in Solution..................................................................................... 47
2.4 Results and Discussion............................................................................................. 49
2.5 Conclusion................................................................................................................ 65
2.6 References and notes................................................................................................ 66
Chapter 3: Synthesis and Aggregation Behaviour of Amphiphilic Block Copolymers
with Random Middle Block ..................................................................................................... 71
3.1 Introduction .............................................................................................................. 71
3.2 Experimental ............................................................................................................ 72
3.3 Results and Discussion............................................................................................. 80
3.4 Conclusion................................................................................................................ 92
3.5 References and notes................................................................................................ 92
Chapter 4: Synthesis of Constant Gradient Copolymers via Semibatch ATRP
Copolymerisation by Means of a Phenomenological Control Approach................................. 95
4.1 Introduction .............................................................................................................. 95
4.2 Experimental ............................................................................................................ 98 10 Contents
4.3 Molecular Characterisation .................................................................................... 100
4.4 Results and