Zusammenfassung
Die kovalente Verknüpfung von [4-Nitrophenyl][4-(N-piperazino)phenyl]diazen
an ein unverethertes Melaminharz-Vorkondensat wurde durchgeführt.
Es wurde eine vierstufige Synthese zur zielgerichteten Verknüpfung von
Chromophoren mit Melaminharzen entwickelt und durchgeführt.
In der 1. Stufe wurden Azofarbstoffe an das 2,4,6-Trichlor-1,3,5-triazin
gebunden. Diese Triazinfarbstoffe wurden im 2. Schritt mit Ammoniak bzw.
primären Aminen zu Melaminfarbstoffen umgesetzt. Durch die Addition von
Aldehyden an die Aminogruppen wurden in der 3. Stufe
Melaminfarbstoff-Vorkondensate erhalten, die durch Veretherung mit Methanol oder Butanol im 4.
Schrittstabil und löslich gemacht wurden. Bei thermischer Behandlung
(T 100°C) ergaben diese Systeme unlösliche, mechanisch und thermisch
stabile Melaminfarbstoff-Harze mit Zersetzungstemperaturen,
die deutlich über 300°C liegen.
Die massenspektrometrische Ermittlung der Molekulargewichte der Vorkondensate
ergab, daß es sich dabei ausschließlich um Monomere handelt und nicht
um ein Gemisch von Oligomeren, wie bei den bekannten Melaminharz-Präpolymer
en.
Durch die thermische Vernetzung der Melaminfarbstoff-Monomere wurden Harze
erhalten, die homogene amorphe Filme bilden und eine sehr hohe optische
Transparenz aufweisen.
Mit online-IR-Spektroskopie wurden die Reaktionsbedingungen der einzelnen
Synthesestufen optimiert, die bei der Umsetzung sich charakteristisch ändernden
IR-Schwingungsbanden ermittelt und Zeit-Umsatz-Verläufe erstellt.
Hinsichtlich ihrer Tauglichkeit für die nichtlineare Optik 2. Ordnung
wurde die Orientierbarkeit der Dipole im elektrischen Feld einer
Korona-Entladung getestet. Das Besondere dieser Methode besteht darin, daß simultan
zur Polung eine thermische Vernetzung der Monomere durchgeführt wird,
dies bedeutet, daß organische Moleküle orientiert und dabei
gleichzeitig zu einem Polymer umgesetzt werden. Kontinuierliche Messungen der
UV/Vis-Absorptionen der gepolten Schichten zeigten, daß mit der Korona-Polung
eine Absorptionsabnahme stattfindet, die noch Wochen nach Ende des
Polungsprozesses anhält. Simultan hierzu hat sich auf den gepolten Filmen ein
elektrisches Feld mit einer Stärke von 10 bis 20 Volt aufgebaut, ein Beleg
dafür, daß Orientierungsprozesse eingetreten sind.
Mit einer Kelvin-Sonde wurden E/Z-Isomerisierungsprozesse an den Azogruppen
durchgeführt und die Schaltzeiten sowie die dabei induzierten
Oberflächenspannungen gemessen. Diese Messungen ergaben, daß die
Melaminfarbstoff-Systeme sowohl als Monomere als auch als Harze E/Z-Isomerisierungen eingehen.
Die Isomerisierungszeiten betragen wenige Minuten, die induzierten
Oberflächenpotentiale liegen im Bereich um 100 mV.
Durch Umsetzung der Triazinfarbstoffe der 1. Synthesestufe mit Thiolen konnten
Azo-triazinthiole synthetisiert werden, die selbstorganisierende Monoschichten
auf Goldoberflächen bilden. Mittels der Kelvin-Sonden-Technik wurden
E/Z-Isomerisierungszeiten von nur wenigen Sekunden gemessen. |
