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Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften

Makromolekulare Chemie I: Prof. Hans-Werner Schmidt

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Lyotrope Precursoren für Polyimide
Ansprechpartner: Hans-Werner Schmidt, Christian Neuber, Reiner Giesa

This cover picture shows an AFM scan of the surface relief obtained after bulk shear-orienting lyotropic solutions of the PAE precursor.


Durch die Einführung von nicht-coplanaren Amineinheiten, die ausserdem mit Trifluormethylgruppen substituiert sind, gelang es, in NMP lösliche Polyimid-Precursorpolymere (PAE) zu synthetisieren. Diese formen bei 40 Gew.-% in NMP lyotrope Lösungen.

Durch Scherung dieser hochkonzentrierten lyotropen Lösungen wurden nach thermischer Imidisierung dünne (20-30 nm), intrinsisch hochorientierte Polyimidfilme (PI) erhalten. Diese Filme sind ausserdem durch ein Oberflächenprofil (ca. 20 nm) charakterisiert.
Die Orientierung der Filme wurde durch polarisierte FTIR-Spektroskopie bestimmt.

Die Anwendbarkeit der Precursor- und Polyimidfilme als Orientierungsschichten wurde in Flüssigkristallzellen untersucht. Es wurde der Einfluß der Kettensteifheit des Precursorsystems auf die Orientierungsfähigkeit in LC-Zellen sowie Qualität der orientierten Polyimidfilme und der Orientierungsschichten untersucht. Dazu wurden PAE- und Polyimidfilme auf Glassubstrate mit Hilfe des neu entwickelten Scherverfahrens hergestellt. Die Zellendicke wurde über einen Kupferdraht als Abstandshalter kontrolliert und betrug 14 µm. Die verklebten Zellen wurden dann über die Kapillarkräfte mit der LC-Mischung in der isotropen Phase (>35°C) gefüllt.

Ausserdem konnten die lyotropen PAE-Lösungen zu Fasern versponnen und diese thermmisch imidisiert. Durch mehrfaches Verstrecken der Precursor und PI-Faser konnten die mechanischen Eigenschaften verbessert werden.

Publikationsliste

Neuber, C.; Giesa, R.; Schmidt, H.-W.: Influence of Chain Stiffness and Preparation Methods on the Efficiency of Polyimide Alignment Layers for Liquid Crystal Orientation, Molecular Crystals Liquid Crystals, 461, 83-99 (2006) -- DOI: 10.1080/15421400601091359 -- Details
Neuber, C.; Schmidt, H.-W.; Giesa, R.: Polyimide Fibers Obtained by Spinning Lyotropic Solutions of Rigid-Rod Aromatic Poly(amic ethyl ester)s, Macromolecular Materials and Engineering, 291(11), 1315-1326 (2006) -- DOI: 10.1002/mame.200600256 -- Details
Neuber, C.; Giesa, R.; Schmidt, H.-W.: Lyotropic para-linked aromatic poly(amic ethyl ester)s as precursors for polyimides and their fibers, Polymeric Materials: Science & Engineering 90, 574 (2004)
Neuber, C.; Giesa, R.; Schmidt, H.-W.: Polyimide orientation layers prepared from lyotropic poly(amic ethyl ester)s, Polymeric Materials: Science & Engineering 90, 294 (2004)
Neuber, C.; Giesa, R.; Schmidt, H.-W.: Polyimide Orientation Layers Prepared from Lyotropic Aromatic Poly(Amic Ethyl Ester)s, Advanced Functional Materials, 5, 387-391 (2003)
Neuber, C.; Giesa, R.; Schmidt, H.-W.: Lyotropic Para-Linked Aromatic Poly(amic ethyl ester)s, Macromolecular Symposia, 199/1, 253-266 (2003) -- DOI: 10.1002/masy.200350922
Neuber, C.; Giesa, R.; Schmidt, H.-W.: Synthesis and Properties of Lyotropic para-Linked Aromatic Poly(amic ethyl ester)s, Macromolecular Chemistry and Physics, 203, 598-604 (2002)

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