Neumann, Niklas
Loading...
3 results
Now showing 1 - 3 of 3
- Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Item type:Publication, Synthesis and characterization of hyperbranched polyglycerols with various degree of methylation employing phase-transfer conditionsA simple method for partial methylation of the hyperbranched polyglycerol hydroxyl groups was achieved by a combination of phase-transfer catalysis approach with dimethyl sulfate and tetrabutylammonium bromide and the use of a mixed-bed ion exchanger for purification. Various degrees of methylation between 0 and 98% could be adjusted in a controlled manner via the added amount of alkylating agent resulting in modified polymers with moderate polydispersities. NMR spectroscopy was used to determine the methylation progress and the resulting molecular structure. The methylation degree affected associative intra- and intermolecular interactions, such as hydrogen bonds, entailing reduced glass transition temperature and viscosities with increasing hydroxyl group conversion. In addition, the attenuation of hydrogen bonds upon methylation proved to facilitate a straightforward estimation of methylation degree by infrared spectroscopy.journal articleBand:22917 20 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Item type:Publication, Multifunctional hyperbranched prepolymers with tailored degree of methylation and methacrylation(Elsevier, 2023-05-16); ; ; ; A synthesis approach for multifunctional crosslinkable hyperbranched prepolymers with tailored degree of methylation and methacrylation with full conversion of all hydroxyl groups was investigated. Prepared by catalyzed esterification various methacrylate substitution degrees could be adjusted using predefined partially methylated polyglycerol-based precursors. The combination of methacrylic anhydride, triethylamine and 4-dimethylaminopyridine was proven to be beneficial for the esterification and full conversion of the remaining primary as well as secondary hydroxyl groups. NMR, IR and Raman spectroscopy were used to prove the insertion of methacrylic crosslinking groups in the polymeric backbone. The obtained prepolymers can be photopolymerized in bulk, while a higher methacrylate content leads to a higher crosslink density after UV curing resulting in higher stiffness and higher glass transition temperature. Atomistic model simulation clarified spatial structure of the crosslinked macromolecules and allowed Tg predictions. Viscoelastic to ideal-viscous behaviour dominates in the obtained polymeric products with low network density.journal articleBand:27641 73 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Item type:Publication, Hyperverzweigtes Polyglycerol als Basis des Festkörperelektrolyten für Lithium-Ionen-Sekundärbatterien(2024-03-15); ; ; Polymerbasierte Festkörperelektrolyte sind vielversprechende Materialien für die Weiterentwicklung der nächsten Generation von Lithium-Ionen-Batterien (LIBs). Sie versprechen eine höhere Sicherheit, eine verbesserte Energiedichte und eröffnen neue Möglichkeiten für die Entwicklung kompakterer sowie leistungsfähigerer Zellkonzepte. Diese Arbeit befasst sich mit den synthetischen Herausforderungen eines konzeptionell neuartigen hyperverzweigten, vernetzbaren Polymerelektrolyten und dessen Anwendung in Lithium-Metall-Batterien (LMBs). Zu diesem Zweck wird zu Beginn die Synthese von hyperverzweigtem Polyglycerol mit einstellbarem Methylierungsgrad (hbPG-OHx/OMey) beschrieben. Durch die Verwendung unterschiedlicher Mengen Dimethylsulfat (DMS) in der Synthese wurden Methylierungsgrade (DM) von 0 % bis 98 % erreicht. Die Verwendung von DMS als Alkylierungsmittel und eines Mischbett-Ionenaustauschers zur Aufreinigung erwies sich als vorteilhaft und effizient. Die proportionale Beziehung zwischen dem DM und der verwendeten DMS-Konzentration sowie der direkte Einfluss der Methylierung auf die assoziativen Wechselwirkungen, insbesondere die von Wasserstoffbrückenbindungen, konnten mit spektroskopischen Methoden gezeigt werden. Auf dieser Grundlage wird ein weiterführender Syntheseansatz für multifunktionelle, vernetzbare, hyperverzweigte Prepolymere mit maßgeschneiderten Methylierungs- und Methacrylierungsgraden (hbPG-MAx/OMey) bei vollständiger Umwandlung aller Hydroxylgruppen vorgestellt. Der Einbau von Methacrylatgruppen in das Polymergerüst wurde durch Veresterung mit Methacrylsäureanhydrid, Triethylamin und 4-Dimethylaminopyridin erreicht. Schließlich wurden die reaktiven Prepolymere mit Methacrylatsubstitutionsgraden (DS) von 5 %, 13 % und 26 % nach Zugabe eines Photoinitiators photochemisch polymerisiert, was zu mechanisch stabilen Proben führte. Dynamisch-mechanische Analysen (DMA) zeigten, dass Prepolymere mit einem höheren DS nach der UV-Polymerisation eine höhere Vernetzungs-dichte und folglich ein größeres Speichermodul sowie eine höhere Glasübergangstemperatur (Tg) aufweisen. Schließlich wurde die Kombination der hbPG-MAx/OMey-basierten Prepolymere mit Lithiumbis(trifluormethylsulfonyl)amid (LiTFSI) und unterschiedlichen Vernetzungsgraden auf ihre Einsatzfähigkeit in LMBs als Feststoff-Polymerelektrolyt (SPE) untersucht. Eine hohe Vernetzungsdichte erhöht zwar die mechanische Integrität, verringert aber gleichzeitig die lokale Kettenbewegung und damit die Ionenleitfähigkeit. Starke Wechselwirkung zwischen Lithiumkationen und Polymerrückgrat ließen sich nachweisen. Die entwickelte SPE mit dem niedrigsten DS wurde letztendlich für Lade- und Entladeexperimente ausgewählt.doctoral thesis388 219