h1

000819253 001__ 819253
000819253 005__ 20230511135622.0
000819253 0247_ $$2HBZ$$aHT020962532
000819253 0247_ $$2Laufende Nummer$$a40388
000819253 0247_ $$2datacite_doi$$a10.18154/RWTH-2021-04937
000819253 037__ $$aRWTH-2021-04937
000819253 041__ $$aEnglish
000819253 082__ $$a540
000819253 1001_ $$0P:(DE-82)IDM03112$$aBochenek, Steffen$$b0$$urwth
000819253 245__ $$aMicrogels at liquid interfaces$$cvorgelegt von Steffen Bochenek, Master of Science Chemie$$honline
000819253 260__ $$aAachen$$bRWTH Aachen University$$c2021
000819253 260__ $$c2020
000819253 300__ $$a1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme
000819253 3367_ $$02$$2EndNote$$aThesis
000819253 3367_ $$0PUB:(DE-HGF)11$$2PUB:(DE-HGF)$$aDissertation / PhD Thesis$$bphd$$mphd
000819253 3367_ $$2BibTeX$$aPHDTHESIS
000819253 3367_ $$2DRIVER$$adoctoralThesis
000819253 3367_ $$2DataCite$$aOutput Types/Dissertation
000819253 3367_ $$2ORCID$$aDISSERTATION
000819253 500__ $$aVeröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2021
000819253 502__ $$aDissertation, RWTH Aachen University, 2020$$bDissertation$$cRWTH Aachen University$$d2020$$gFak01$$o2020-10-19
000819253 5203_ $$aMikrogele sind dreidimensionale, vernetzte Polymernetzwerke mit kolloidaler Größe, die in einem guten Lösungsmittel dispergiert und gequollen sind. Sie kombinieren Eigenschaften sowohl von Polymeren als auch von kolloidalen Partikeln, wie z. B. das Quellen oder Entquellen als Reaktion auf Umgebungsveränderungen oder ihre Kristallisation bei hohen Volumenanteilen. Weiterhin wurde gezeigt, dass Mikrogele leicht an Grenzflächen adsorbieren und responsive Emulsionen, Schäume oder Beschichtungen formen. Obwohl Mikrogele in Lösung eine isotrope, sphärische Form haben, werden sie bei der Adsorption anisotrop. Die typische Struktur regulär vernetzter Mikrogele an Grenzflächen wird von einer Kern-Korona-Morphologie beschrieben. Hier werden die Temperaturempfindlichkeit und der Polymer-Partikel-Übergang von Mikrogelen an flüssigen Grenzflächen untersucht. Das zweidimensionale Phasendiagramm von poly(N-isopropylacrylamid) (pNIPAM) Mikrogelen unterhalb und oberhalb ihrer Volumenphasenübergangstemperatur wird mithilfe von Kompressionsisothermen, Rasterkraftmikroskopie, Bildanalyse und Reflektometrie untersucht. Bei geringer Kompression dominieren die stark gespreiteten Koronen der Mikrogele ihre Wechselwirkungen untereinander und das Phasenverhalten der Mikrogelmonolagen ist bei beiden Temperaturen gleich. Polymersegmente in direktem Kontakt mit der Grenzfläche verlieren aufgrund der Oberflächenenergie ihre Temperaturempfindlichkeit. Bei höherer Kompression werden die Teile der Mikrogele, welche sich in der wässrigen Phase befinden, relevant und überwiegen bei ihren Wechselwirkungen. Diese Teile können entquellen, was zu einer Veränderung des isostrukturellen Phasenübergangs führt. Diese Veränderung tritt sowohl an der n-Dekan-Wasser- als auch an der Luft-Wasser-Grenzfläche auf. Daraus folgt, dass die temperaturabhängige Quellung senkrecht zur Grenzfläche die Kompressibilität innerhalb der Grenzfläche beeinflusst. Verschiedene pNIPAM-basierte Systeme, angefangen bei linearen Polymeren, über regulär vernetzte, bis hin zu hohlen Mikrogelen werden untersucht. Ähnlich wie bei Mikrogelen in Lösung zeigt sich, dass die Verformbarkeit oder Weichheit von Mikrogelen aufgrund von Einschränkungen des Polymernetzwerks, eine dominierende Eigenschaft für ihr Grenzflächenverhalten ist. Ihr weiches Wechselwirkungspotential kann nicht nur durch eine Variation des Vernetzergrades, sondern auch durch die Architektur des polymeren Netzwerks, z. B. durch den Einbau eines Hohlraums, eingestellt werden. Um den Übergang von Polymeren zu Teilchen, d. h. der Übergang von linearen Polymeren zu regulär vernetzten Mikrogelen, genauer zu bestimmen, werden ultraniedrig vernetzte Mikrogele untersucht. Bei diesen handelt es sich um die pNIPAM Mikrogele mit der geringsten Anzahl von Vernetzungspunkten, welche durch Fällungspolymerisation synthetisiert werden können. Ihr Phasenverhalten und ihre rheologischen Eigenschaften in Lösung entsprechen denen von anderen weichen Kolloiden. Werden diese Mikrogele jedoch an eine Öl-Wasser-Grenzfläche gebracht, ähneln ihre Kompressionsisothermen denen flexibler Polymere, und es wird eine konzentrationsabhängige Topographie beobachtet. Abhängig von der Kompression können sich diese Mikrogele wie flexible Polymere verhalten, die ein Substrat mit einem gleichmäßigen Film bedecken, oder wie Mikrogele, die eine Monolage von unterscheidbaren Partikeln bilden.$$lger
000819253 520__ $$aMicrogels are three-dimensional, cross-linked polymer networks of colloidal size which are dispersed in and swollen by a good solvent. They combine properties of polymers and colloidal particles, such as their swelling or deswelling in response to external stimuli or their crystallization at higher volume fractions. Furthermore, microgels have been shown to readily adsorb to interfaces and form responsive or ``smart'' emulsions, foams and coatings. Though having an isotropic, spherical shape in bulk solution, the microgels become anisotropic upon adsorption. The structure of regular cross-linked microgels at interfaces is described by a core-corona morphology. In this thesis, the temperature-sensitivity and polymer-to-particle transition of microgels at fluid interfaces are investigated. The two-dimensional phase diagram of poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAM) microgels below and above their volume phase transition temperature is investigated with a combination of compression isotherms, atomic force microscopy, image analysis, and reflectometry methods. At low compression, the interaction between adsorbed microgels is dominated by their highly stretched corona and the phase behavior of the microgel monolayers is the same. The polymer segments within the interface lose their temperature-sensitivity due to the influence of surface free energy. At high compression, however, the portions of the microgels that are located in the aqueous side of the interface become relevant and prevail in the microgel interactions. These portions are able to deswell and, consequently, the isostructural phase transition is altered. It is shown that this effect is presented at both decane- and air-water interface. Thus, the temperature-dependent swelling perpendicular to the interface (``3D'') affects the compressibility parallel to the interface (``2D''). Different pNIPAM-based systems, starting from linear polymers, through regular cross-linked, to hollow microgels were investigated. Similar to microgels in bulk solution, it is shown that the deformability and softness of microgels, due to the constraints of the polymer network, is a dominant property for the interfacial behavior. Their soft interaction potential cannot only be tuned by the variation of cross-linker but also by the architecture of the polymeric network, e.g., the incorporation of a solvent filled cavity. A closer look was taken at the polymer-to-particle transition. Therefore, ultra-low cross-linked (ULC) microgels were investigated, which are the pNIPAM microgels with the lowest number of cross-linking points within their network that can be synthesized by precipitation polymerization. Their phase behavior and rheological properties in bulk are those of soft colloids. However, when these microgels are confined at an oil-water interface, their compression isotherms resemble that of flexible polymers and a concentration-dependent topography is observed. Depending on the compression, these microgels can behave as flexible polymers, covering the substrate with a uniform film, or as colloidal microgels leading to a monolayer of particles.$$leng
000819253 536__ $$0G:(GEPRIS)317425935$$aSFB 985 B08 - Mikrogele an fluiden Grenzflächen (B08) (317425935)$$c317425935$$x0
000819253 536__ $$0G:(GEPRIS)191948804$$aDFG project 191948804 - SFB 985: Funktionelle Mikrogele und Mikrogelsysteme (191948804)$$c191948804$$x1
000819253 588__ $$aDataset connected to Lobid/HBZ
000819253 591__ $$aGermany
000819253 653_7 $$aGrenzflächen
000819253 653_7 $$aMikrogele
000819253 653_7 $$acolloids
000819253 653_7 $$ainterfaces
000819253 653_7 $$amicrogels
000819253 653_7 $$asoft matter
000819253 7001_ $$0P:(DE-82)IDM00144$$aRichtering, Walter$$b1$$eThesis advisor$$urwth
000819253 7001_ $$0P:(DE-82)015224$$aIsa, Lucio$$b2$$eThesis advisor
000819253 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/819253/files/819253.pdf$$yOpenAccess
000819253 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/819253/files/819253_source.zip$$yRestricted
000819253 909CO $$ooai:publications.rwth-aachen.de:819253$$pdnbdelivery$$pdriver$$pVDB$$popen_access$$popenaire
000819253 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)IDM03112$$aRWTH Aachen$$b0$$kRWTH
000819253 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)IDM00144$$aRWTH Aachen$$b1$$kRWTH
000819253 9141_ $$y2020
000819253 915__ $$0StatID:(DE-HGF)0510$$2StatID$$aOpenAccess
000819253 9201_ $$0I:(DE-82)153310_20140620$$k153310$$lLehrstuhl für Physikalische Chemie II und Institut für Physikalische Chemie$$x0
000819253 9201_ $$0I:(DE-82)150000_20140620$$k150000$$lFachgruppe Chemie$$x1
000819253 961__ $$c2021-07-14T11:22:15.123522$$x2021-05-19T21:52:52.901071$$z2021-07-14T11:22:15.123522
000819253 9801_ $$aFullTexts
000819253 980__ $$aI:(DE-82)150000_20140620
000819253 980__ $$aI:(DE-82)153310_20140620
000819253 980__ $$aUNRESTRICTED
000819253 980__ $$aVDB
000819253 980__ $$aphd