Einfluss von Polymeren auf Wasser-in-Öl-Mikroemulsionen, untersucht mit dielektrischer Spektroskopie

Wipf, Robert (2010)
Einfluss von Polymeren auf Wasser-in-Öl-Mikroemulsionen, untersucht mit dielektrischer Spektroskopie.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

URL / URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-22247

Kurzbeschreibung (Abstract)

In der vorliegenden experimentellen Arbeit wird der Einfluss verschiedener Polymere auf eine Wasser-in-Öl-Mikroemulsion aus Wasser, dem Öl Decan und dem Tensid AOT (Natriumsalz des Bis-(2-ethylhexyl)sulfobernsteinsäureesters) in der Tröpfchenphase untersucht. Die Polymere waren ein wasserlösliches, lineares Polyethylenoxid-Homopolymer, ein amphiphiles Diblockcopolymer mit Polypropylenoxid als lipophilem Block und einem hyperverzweigten hydrophilen Block sowie ein amphiphiles Polyethylenoxid-Polyisopren-Polyethylenoxid-Triblockcopolymer mit lipophilem Polyisopren als Mittelblock und den Endblöcken aus wasserlöslichem Polyethylenoxid. Zur Untersuchung der Mikroemulsion wurden temperaturabhängig die komplexwertige dielektrische Funktion und die Gleichstromleitfähigkeit gemessen. Dabei wurde zunächst die polymerfreie Mikroemulsion charakterisiert und dann analysiert, wie die Polymere die Eigenschaften der Mikroemulsion manipulieren. Die Polymere verschieben Perkolation und Phasenseparation zu höheren Temperaturen hin, was als Versteifung der Tensidschicht oder Verringerung der Anziehung zwischen den Tröpfchen bei Betrachtung als Yukawaflüssigkeit interpretiert werden kann. Beim Polyethylenoxid führt Adsorption auf der dem Wasser zugewandten Seite der Tensidschicht zu einer Versteifung dieser. Die anderen Polymere adsorbieren nicht, sind aber aufgrund ihrer amphiphilen Struktur an der Tensidschicht verankert, was ebenfalls die Steifigkeit erhöht. Der Perkolationsprozess als solcher wird aber nicht von den Polymeren beeinflusst, was durch Potenzgesetze in der Leitfähigkeit und durch Beschreibung der dielektrischen Relaxationen mit einem Clusterrelaxationsmodell gezeigt werden konnte. Des weiteren zeigt nur das Polyethylenoxid einen Einfluss auf die innere Dynamik der Tröpfchen, wobei es die effektive statische Permittivität und Gleichstromleitfähigkeit der Tröpfchen erhöht.

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2010

Autor(en):

Wipf, Robert

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

Einfluss von Polymeren auf Wasser-in-Öl-Mikroemulsionen, untersucht mit dielektrischer Spektroskopie

Sprache:

Deutsch

Referenten:

Stühn, Prof. Dr. Bernd ; Vogel, Prof. Dr. Michael

Publikationsjahr:

30 Juni 2010

Datum der mündlichen Prüfung:

21 Juni 2010

URL / URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-22247

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

In the present experimental study the influence of different polymers on a water-in-oil microemulsion consisting of water, the oil decane and the surfactant AOT (Sodium-bis-(2-ethylhexyl) sulfosuccinate) in the droplet phase has been investigated. The polymers were a water soluble, linear polyethylene oxide homopolymer, an amphiphilic diblock copolymer, consisting of polypropylene oxide as lipophilic block and a hyperbranched hydrophilic block, as well as an amphiphilic polyethylene oxide-polyisoprene-polyethylene oxide triblock copolymer having a lipophilic polyisoprene midblock and water soluble polyethylene oxide endblocks. For the investigation of the microemulsion complex-valued dielectric function and DC conductivity were measured temperature dependent. In doing so first the polymer free microemulsion was characterized and afterwards analyzed how the polymers manipulate the properties of the microemulsion. The polymers shift percolation and phase separation to higher temperatures, what can be explained by a stiffening of the surfactant layer or a reduction of attraction between the droplets when considered as a Yukawa fluid. Polyethylene oxide adsorbs at the water facing side of the surfactant layer leading to a stiffening. The other polymers do not adsorb, but they are anchored to the surfactant layer due to their amphiphilic structure, what also leads to a stiffening. The percolation process itself is not influenced by the polymers, as can be seen in power laws in the DC conductivity as well as in an analysis of the dielectric relaxations with a cluster relaxation model. Furthermore only the polyethylene oxide shows a significant influence on the inner dynamics of the droplets, increasing the effective static permittivity and DC conductivity oft the droplets.

Englisch

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

05 Fachbereich Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Festkörperphysik (2021 umbenannt in Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM))

Hinterlegungsdatum:

15 Jul 2010 11:41

Letzte Änderung:

05 Mär 2013 09:35

PPN:

Referenten:

Stühn, Prof. Dr. Bernd ; Vogel, Prof. Dr. Michael