Thermosensitive polymers: Influence of polymer architecture on the structure at rest and under shear
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Projektes konnte die innere Struktur thermosensitiver Mikrogele aufgeklärt werden. Dabei wurden neben Homo- und Copolymeren vor allem Kern-Schale untersucht. Die thermodynamischen Wechselwirkungen können trotz der spezifischen inneren Struktur gut durch harte-Kugel Modelle beschrieben werden, dagegen zeigt die hydrodynamische Wechselwirkung signifikante Abweichungen vom harte-Kugel Verhalten. Analog dazu zeigen konzentrierte Mikrogelsuspensionen bei Temperaturen unterhalb der VPTT ähnliches Fließverhalten wie andere Kolloide. Die Scherverdünnung hängt mir einer scherinduzierten Lagenbildung zusammen. Nahe der VPTT kommt es dagegen zu charakteristischen Abweichungen und scher induzierter Teilchenkollaps sowie -aggregation werden beobachtet. Doppelt thermosensitive Kern-Schale-Mikrogele weisen eine besondere innere Struktur auf. Schalttemperatur und temperaturabhängiger Quellungsgrad von Kern bzw. Schale können durch Wahl der Monomere und des Vernetzungsgrades unabhängig von einander eingestellt werden. Die Verknüpfung der beiden Netzwerke von Kern und Schale führt zu einer wechselseitigen Beeinflussung des jeweiligen Quellverhaltens, so dass das thermosensitive Verhalten des gesamten Partikels über das Massenverhältnis von Kern zu Schale und den jeweiligen Vernetzungsgrad gesteuert werden kann. Damit steht ein Baukastensystem für die Synthese thermosensitiver Mikrogele mit maßgeschneiderten Eigenschaften zur Verfügung. Weiterhin ermöglicht die Variation der Amidsubstitution eine gezielte Einstellung der H-Bindungen zwischen den Wiederholungseinheiten. Die Ergebnisse zeigen somit, wie das Eigenschaftsspektrum thermosensitiver Mikrogele durch die Architektur gezielt eingestellt werden kann.
Publications
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I. Berndt, W. Richtering
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Thomas Eckert and Walter Richtering
