Authors:	Scherer, Thorsten
Title:	Einfluß der internen Architektur von Polymermikronetzwerken auf Struktur und Dynamik konzentrierter Kolloid-Dispersionen
Online publication date:	1-Jan-2001
Year of first publication:	2001
Language:	german
Abstract:	Einfluß der internen Architektur von Polymermikronetzwerken auf Struktur und Dynamik konzentrierter Kolloid-Dispersionen Kugelförmige Polymermikronetzwerk-Kolloide gehören zur Klasse der sogenannten Mikrogele. Dabei handelt es sich um kolloidale Modellsysteme, die durch ihre interne Vernetzungsdichte charakterisiert werden.In dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob sich die Wechselwirkungen zwischen den Mikrogel-Kolloiden über ein repulsives Potential der Form U(r) = 1/rn beschreiben lassen und ob der Poten-tialexponent n von der Vernetzungsdichte abhängt. Dazu wurden vor allem die innere Architektur, das Phasenverhalten und der statische Strukturfaktor 1:10, 1:50, 1:72 und 1:100 vernetzter Polymer-Mikronetzwerk-Kolloide bis in den Bereich hochkonzentrierter Dispersionen mit den Mitteln der Kleinwinkelneutronenstreuung, der Digitalphotographie und der statischen Lichtstreuung untersucht. Polymeranalytische Untersuchungen ergaben einen bei der Synthese anfallenden Anteil von unver-netztem, freiem Polymer innerhalb der Mikronetzwerke, welcher sich beim Lösen aus den Netzwerken herausbewegte. Das freie Polymer spielte vor allem beim Phasenverhalten der untersuchten Teilchen eine große Rolle und verursachte bei den Untersuchungen der statischen Strukturfaktoren Abweichun-gen vom 'harte Kugel'-Verhalten. Als Ergebnis der Kleinwinkel-Neutronenstreuung konnte eine ab-nehmende Verteilungsdichte der Vernetzer innerhalb der Polymermikronetzwerke in Richtung der -Teilchenoberfläche nachgewiesen werden. Die damit verbundene Konformationsfreiheit der Polymer-segmente auf der Teilchenoberfläche (bis hin zu 'mushroom'-Strukturen) wurde als Grund dafür an-gesehen, daß sich die Resultate der untersuchten Mikrogele aller Vernetzungsdichten im wesentlichen auf 'harte Kugeln' skalieren lassen. Influence of the internal architecture of polymer micronetworks on the structure and dynamic of concentrated colloidal dispersions Spherical polymer micronetwork colloids are part of the class of the so- called microgels. These are colloidal model systems, which are characterised by their internal crosslink density.The main topic of this dissertation is to describe the interactions between the microgel colloids with a repulsive power potential of the type U(r) = 1/rn. One question is, in which way the exponent of the inverse power potential depends on the crosslink density. To tackle this problem the internal architec-ture, the phase behaviour and the static structure factor of 1:10, 1:50, 1:72 and 1:100 crosslinked polymer micronetwork colloids were studied up to high volume fractions by means of small angle neutron scattering, digital photography and static light scattering.It was found that the static structure factor does not allow to differentiate between varying crosslinked microgels. A possible explanation is the presence of free polymer, hidden in the colloids due to imper-fect crosslinking. This free polymer leaves the particles in a good solvent, thereby inducing depletion forces. These influence the phase behaviour of the studied particles and give rise to deviations from hard sphere behaviour in the static structure factors. By the means of small angle neutron scattering a decreasing radial crosslink density within the polymer micronetworks was found inducing an increase of conformational freedom of the polymer segments at the particle surface (possibly creating 'mushroom'-structures). This was interpreted as a reason for the finding that all experimental results of studied microgels could essentially be scaled on 'hard sphere' behaviour.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1142
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-1907
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen