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Siegel der Universität
Department für Chemie - Arbeitsgruppe Prof. Strey

[Translate to Deutsch:] Britta Jakobs

Amphiphile Blockcopolymere als "Efficiency Booster" für Tenside: Entdeckung und Aufklärung des Effektes

Es wurde entdeckt und erstmals veröffentlicht, daß die Zugabe kleiner Mengen amphiphiler Blockcopolymere des Typs Poly(ethylenpropylen)-co-poly(ethylenoxid) zu konventionellen Mikroemulsionen einen enormen Anstieg der Effizienz, das heißt Solubilisierungskapazität, der verwendeten Tenside verursacht [JAKOBS et al., Langmuir 15, 6707 (1999)]. Dieser Effekt wird efficiency boosting genannt und ist das Hauptthema dieser Arbeit. Gleichzeitig mit der Effizienzsteigerung beobachtet man, daß die Grenzflächenspannung zwischen der wasserreichen und der ölreichen Phase, die in Mikroemulsionen ohnehin schon ultra-niedrig ist, noch weiter reduziert wird. Außerdem wird die Größe der Mikrostruktur bis zu für Emulsionen typischen Größenordnungen erhöht. Die Phaseninversionstemperatur des Systems wird dabei nicht (ausbalancierte Polymere) oder nur marginal (nicht balancierte Polymere) beeinflußt. Die Stärke des efficiency boosting Effekts hängt zu einem gewissen Grad vom Gesamt-Molekulargewicht des Polymers ab, aber nur schwach von der relativen Blockgröße. Das Auftreten lamellarer Phasen kann durch Variieren der Kombination von Tensid und Polymer gesteuert werden. Kleinwinkelneutronenstreumessungen (SANS) mit Hilfe einer Kontrastvariationsmethode beweisen, daß das Polymer die Membran gleichförmig so dekoriert, daß der hydrophile bzw. hydrophobe Block sich als mushroom in die Wasser- oder Ölsubphase erstreckt. Weitere Experimente unter Variation sowohl der polaren als auch der unpolaren Komponente, ebenso wie des Tensides und des Polymers machen deutlich, daß der oben beschriebene Effekt in einer Vielzahl reiner und technischer Mikroemulsionssysteme gefunden wird und daher anscheinend auf einem universellen Mechanismus beruht. Eine Erklärung für den Effekt, die auf der Änderung der biegeelastischen Eigenschaften der Membran durch das amphiphile Blockcopolymer beruht, scheint alle wesentlichen Phänomene zu erfassen.