Struktur, Kristallisation und Schmelzen von Oligo- und Polyhydroxybutyraten
Oligo[(R)-3-hydroxybutyrat] (OHB) ist ein natürlich vorkommendes Oligomer in biologischen Systemen, welches z.B. in den Ionentransport durch Zellwände/Membranen involviert ist. Synthetisch hergestelltes OHB wird als chiraler Precursor in der Pharmaindustrie oder für die Präparation spezieller Copolymere genutzt. Die Bedeutung von natürlichem Poly[(R)-3-hydroxybutyrat] (PHB) liegt in dessen Bioabbaubarkeit und Biokompatibilität, was den Einsatz als Folie in der Verpackungsindustrie und Agrarwirtschaft, als Drug-Release-Material in der Pharmaindustrie oder als Implantatmaterial in der Medizin begründet. Ein wesentlicher Nachteil von isotaktischem, teilkristallinem PHB ist dessen Sprödigkeit bei Raumtemperatur, was eine Modifizierung der Struktur zwecks Erzielung eines optimalen Eigenschaftsprofiles verlangt. Dazu zählen die Einarbeitung von Weichmachern, Blenden mit ataktischem PHB oder Modifizierung mit niedermolekularen OHB. In diesem Forschungsvorhaben werden insbesondere der Einfluss der Molmasse auf die Struktur und den Strukturbildungsprozess von kristallisierbaren Hydroxybutyraten untersucht . Durch Variation der Kettenlänge können Kristalle unterschiedlicher Morphologie und Kopplungsgrades an die typischerweise koexistierende amorphe Matrix erzeugt werden. Während die Kristallgestalt mittels Mikroskopie untersucht werden kann, wird der Grad der Kopplung der Kristalle an die umgebende amorphe Phase über die Analyse des Glasübergangs beurteilt. Diese Untersuchungen sollen sowohl einen Beitrag zum Verständnis von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen in kristallisierbaren Hydroxybutyraten liefern, aber auch hochaktuelle Forschung auf dem Gebiet der steifen amorphen Phase und dem reversiblen Schmelzen in teilkristallinen Polymeren bereichern.
