Abstracts Category : Other

Advanced Debonding on Demand Systems for Dental Adhesives

by Alexander Marc Schenzel

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem neuartigen Ansatz zur Herstellung von thermisch degradierbaren Dentalklebstoffen sowie weiteren thermischen und photochemischen Methoden fr gezielt degradierbare Polymernetzwerke. Zuerst wird ein Dentalklebstoff entwickelt, der im Gegensatz zu den auf dem Markt befindlichen Adhsiven unter Wrmezufuhr innerhalb weniger Minuten zum Zerfall gebracht werden kann. Zu diesem Zweck wird eine stimuliresponsive Gruppe in das Netzwerk integriert, welche auf einem Hetero-Diels-Alder (HDA) Baustein basiert, der unter Erhitzen in einer retro HDA Reaktion zerfllt und somit das Netzwerk auflst. Also HDA Paar werden ein Phosphoryldithioester und ein Biscyclopentadien-Linker gewhlt, da diese Kombination die gewnschten Eigenschaften des Dentalklebstoffes gewhrleisten kann. Neben dem Zerfall bei relativ milden Temperaturen (80 C) in krzester Zeit (3 Minuten) ist es mit dem gewhlten Paar mglich eine quantitative Analyse des Zerfalls durchzufhren, da der beim Zerfall gebildete Dithioester sich durch eine charakteristische violette Frbung auszeichnet. Die retro HDA Reaktion wird intensiv mittels UV/Vis und Hochtemperatur-Kernresonanz (HT-NMR) Spektroskopie untersucht, sowie die mechanischen Eigenschaften des Klebstoffes mittels Rheologie charakterisiert und Abzugstests zur Bestimmung der Adhsionskrfte durchgefhrt. Vergleicht man die erhaltenen Ergebnisse mit den Werten fr herkmmliche methacrylatbasierte Dentalklebstoffe, so zeigt das entwickelte System bei Raumtemperatur ein hnliches Verhalten. Beim Erhitzen werden jedoch auf Grund der degradierbaren Struktur signifikant kleinere Werte fr die Abzugskraft des entwickelten Materials erhalten (42 N anstatt 553 N fr die Abzugstests), welche den betrchtlichen Vorteil gegenber dem Stand der Technik aufzeigen. Das entwickelte System zeigt daher vielversprechende Eigenschaften fr die Anwendung als degradierbares Adhsive, nicht nur fr den Dentalbereich. Auf Grund der Natur von Polymeren die mittels freier radikalischer Polymerisation hergestellt werden knnen polymere Netzwerke nur bis auf die lineare Polymerebene aufgebrochen werden, da die stimuliresponsive Gruppe nur in den Vernetzer eingebaut werden kann. Fr Stufenwachstumspolymere ist dies jedoch nicht der Fall. Daher wird im nchsten Schritt das entwickelte HDA Paar fr den Aufbau eines reversibel spaltbaren Polycarbonatnetzwerkes verwendet, welches bis hin zu kleinen Moleklen aufgebrochen werden kann, da es mglich ist die degradierbare Gruppe in das Rckgrat des Makromolekls einzubauen. Auch hier lsst sich der Zerfall und die Rckbildung des Netzwerkes auf Grund der Natur des HDA Paares charakterisieren und quantifizieren. Zunchst werden lineare Polycarbonate (Mw = 4.200 20.000 gmol-1) welche den HDA Baustein in jeder Wiederholeinheit tragen synthetisiert und die reversible thermische Spaltung mittels Hochtemperatur NMR Spektroskopie, SEC und UV/Vis Spektroskopie im Detail bewiesen. Anschlieend wird ein Trialkohol, welcher drei HDA BausteineAdvisors/Committee Members: Barner-Kowollik, C. (advisor).