Untersuchung der Polyelektrolytadsorption an Monoschichten geladener Amphiphile

Schnitter, Martin

Polyelektrolyte sind in Natur und Technik weit verbreitet und werden für viele Anwendungen eingesetzt. Der Prozeß, der hinter vielen dieser Anwendungen steckt, ist das Phänomen der Polyelektrolytadsorption. Aufgrund ihrer Komplexität ist die Polyelektrolytadsorption bislang nur unzureichend verstanden. Dies macht die Suche nach geeigneten Modellsystemen mit klar definierten Strukturen notwendig, in denen die Einflußparameter variabel und systematisch untersucht werden können. In der vorliegenden Arbeit wurde die Adsorption verschiedener Polyelektrolyte an Monoschichten geladener Amphiphile als Modelloberflächen untersucht. Neben verschiedenen linearen Polyelektrolyten wurden auch gezielt in Molmasse und Struktur eingestellte Poly(tert-butylacrylate) und Poly(4-vinylpyridine) mittels kontrolliert/lebend radikalischer Polymerisation hergestellt und polymeranalog zu den entsprechenden Polyelektrolyten umgesetzt. Durch die Verwendung multifunktioneller Initiatoren konnten auf diese Weise 4-, 6- und 12-Arm-Sterne hergestellt werden. Die Ergebnisse haben bestätigt, daß Amphiphilmonoschichten ein geeignetes Modellsystem zur Untersuchung der Polyelektrolytadsorption sind. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, daß in diesem System auch die Dynamik des Adsorptionsprozesses erfasst und untersucht werden kann. Dazu wurden Brewster-Winkel-Helligkeits- und UV/Vis-Reflektivitäts-Messungen durchgeführt.

Polyelectrolytes are common materials in nature and science and are used in various applications. Most of these applications are based on the process of polyelectrolyte adsorption. Due to its complexity polyelectrolyte adsoprtion is not yet fully understood. Therefore it is necessary to search for proper model systems with clearly defined conditions in which the influencing parameters can be systematically investigated. The adsorption of different polyelectrolytes to monolayers of charged amphiphiles used as model interfaces was studied in this thesis. To this end various linear polyelectrolytes were synthesized as well as poly(tert-butyl acrylates) and poly(4-vinylpyridines) adjusted to molar mass an polymer structure by using living/controlled radical polymerization. These polymers can be easily transformed to the corresponding polyelectrolytes via polymeranalogous reaction. Using multifunctional initiators polymer stars with 4, 6 and 12 arms were synthesized. The results confirmed that amphiphile monolayers are a suitable model system to investigate polyelectrolyte adsoprtion. Furthermore it was shown that it is possible to study the dynamics of the adsorption process with this model using Brewster-angle-brightness- and uv/vis-refelectivity-measurements.

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Schnitter, Martin: Untersuchung der Polyelektrolytadsorption an Monoschichten geladener Amphiphile. 2003.

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