Authors:	Jahr, Thilo
Title:	Untersuchung der Filmbildung aus Polymerdispersionen mit Hilfe der forcierten Rayleighstreuung
Online publication date:	1-Jan-2002
Year of first publication:	2002
Language:	german
Abstract:	Der Filmbildungsprozess wässriger Polymerdispersionen wurde mit forcierter Rayleighstreuung untersucht.Diffusionskoeffizienten D von Farbstoffsonden sind damit zwischen 10^-21 und 10^-9 m^2s^-1 zugänglich. Das Diffusionsverhalten der hydrophoben FarbstoffsondeAberchrome in feuchten und trockenen Filmen aus Poly(n-butylmethacrylat-co-acrylsäure)-Dispersionen sowie bei der Wiederbefeuchtung trockener Filme wurde untersucht.Die Dynamik von Aberchrome weicht in feuchten Filmen von Fickscher Diffusion ab. Dies äußert sich in Abweichungen vomcharakteristischen q^2-Verhalten der Relaxationsrate tau^-1 (tau^-1 = Dq^2; q:Streuvektor) und im Auftreten gestrecktexponentieller Intensitätsrelaxationskurven. Diese Anomalie wurde mit einem apparenten, längenskalenabhängigen Diffusionskoeffizienten Dapp(Lambda) (Lambda= 2Pi/q) beschrieben, der für Lambda -> 0 Werte annimmt, die einem homogen hydroplastifizierten Polymermaterial entsprechen, während Dapp(Lambda) für Lambda -> Unendlich stark anwächst. Diese Anomalien verschwinden bei Wassergehalten entsprechend der Polymerwasserlöslichkeit. Weiteres Trocknen führt zum Absinken des Fickschen-Diffusionskoeffizienten auf einen Grenzwert für trockene Filme. Die Ergebnisse konnten mit einem Zwei-Zustands-Modell beschrieben werden: Die Sonde diffundiert Ficksch in einer hydrophilen Grenzflächenphase und einer langsamen Polymerphase. Austausch zwischendiesen Phasen ist ohne Einschränkung möglich. Das Modell erlaubt die Quantifizierung des Einflusses des Trocknungsprozesses auf Polymer- und Grenzflächenphaseneigenschaften.Dies wurde durch systematische Veränderungen der Grenzflächeneigenschaften demonstriert. Dies geschah durch Acrylsäuregehaltvariationen in den Poly(n-butylmethacrylat-co-acrylsäure)-Dispersionen und Emulgatorbedeckungsgradvariationen. In beiden Fällen reflektieren sich Dispersionsveränderungen in einer Veränderung der Modellparameter in der Grenzflächenphase. Film-formation from polymer dispersions was examined by forced Rayleigh scattering. Diffusion coefficients D of tracers are thereby accessible from 10^-21 to 10^-9 m^2s^-1. Diffusion of the hydrophobic dye Aberchrome in wet and dry films from poly(n-butylmethacrylate-co-acrylic acid)-dispersions and rewetting of films was examined.Dynamic of Aberchrome deviates from Fickian diffusion in wet films, signaled by deviations from the characteristic q^2-dependence of the relaxation rate tau^-1 (tau^-1 = Dq^2; q:scattering vector) and in appearance of stretched-exponential intensity relaxation curves. This was described by a length-scale dependent diffusion coefficient Dapp(Lambda) (Lambda = 2Pi/q),which reaches values according to a homogeneously hydroplasticised polymer for Lambda -> 0 and increases for infinite Lambda. These anomalies disappear for a water-content corresponding to the water-solubility in the polymer. Further drying decreases Dapp(Lambda) to a limiting value for dry films. These results were described with a two state model in which the tracer diffuses according to Ficks' law in a hydrophilic interface and the polymer phase freely exchanging between these phases.This allows the quantification of the influence of the drying process on the polymer and interface properties. This was demonstrated by varying acrylic acid and emulsifier content in the dispersions. These variations are reflected in changes of the model parameters describing the interface.
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-3894
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-3043
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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