Strukturbildung durch inter- und intramolekulare Wechselwirkungen schaltbarer Polymere

• Antragsteller: Professor Dr. Walter Richtering; Professor Dr. Roland Winter
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 186932502

Die Struktur von Polyacrylamiden in Wasser und Lösemittelgemischen wird durch das H-Brückenmuster sowie die Solvatation der Alkylseitengruppe bestimmt und ist äußerst komplex. Poly-N-isopropylacrylamid (PNIPAM) hat in wässriger Lösung eine Mischungslücke bei Erwärmung. Darüber hinaus zeigt es ein Co-Nichtlöslichkeitsverhalten: es ist z.B. löslich in Wasser und Methanol, aber nicht in Wasser-Methanol-Mischungen. Durch Copolymerisation mit anderen Acrylamiden, z.B. dem Diethylacrylamid, können synergistische Effekte erzielt werden, wobei die Polymerarchitektur eine wichtige Rolle spielt. In diesem Projekt sollen sowohl durch intramolekulare Wechselwirkungen induzierte Knäuel- Kugel-Übergänge sowie die intermolekulare Aggregation untersucht werden, um die Einflüsse von Zusammensetzung und Polymerarchitektur zu erforschen. Die Lösungsstruktur der Makromoleküle wird mit Licht-, Neutronen- und Röntgenstreuung sowie Fluoreszenzspektroskopie, die Solvatation mittels Infrarot- bzw. Kernspinresonanz-Spektroskopie und Kalorimetrie detektiert. Zusätzlich zum Einfluss der Temperatur und der Lösemittelzusammensetzung soll auch das Verhalten der Systeme unter hohem Druck untersucht werden. Hierdurch wird es möglich sein, neben dem Einfluss der thermischen Energie und Solvatation erstmals auch den Einfluss der Dichte auf die Struktur und das Phasenverhalten der Systeme zu studieren, und man erwartet, dass sich auch Phasenzustände mit neuartigen Stoffeigenschaften ergeben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Felix Plamper