Untersuchungen zur Beeinflußbarkeit der Grenzflächenspannung zwischen Homopolymeren durch Additivzugabe
I. Welge (1996)


Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde an dem System Polyethylenoxid / Polypropylenoxid (PEO 10/ PPO 4, die Ziffern geben Mw in kg/mol an) untersucht, welchen Einfluß die Zugabe eines Additivs auf die Grenzflächenspannung σ zwischen Homopolymeren ausübt. Die Charakterisierung der Polymere erfolgte mittels Gelpermeationschromatographie und Dampfdruckosmose. Um Aufschluß über das Phasenverhalten der Substanzen zu erhalten, wurden Trübungsmessungen durchgeführt. Das Additiv bestand in einem Triblockcopolymer der Komponenten mit der Formel EO92PO56EO92. Ermittelt wurde σ in Abhängigkeit von der Temperatur sowie der Additivkonzentration im Falle der ternären Systeme mit Hilfe einer Pendent - Drop -Apparatur. Das Copolymer wurde entweder jeweils einem oder beiden Homopolymeren zugegeben.

Die Messungen ergaben, daß sich die Grenzflächenspannung der binären und ternären Systeme weitgehend temperaturunabhängig verhält. Die Konzentrationsabhängigkeit läßt sich sowohl durch den Ansatz nach Tang - Huang als auch Langmuir - analog beschreiben. Die Trübungsmessungen belegen, daß das System PEO 10/ PPO 4 Tieftemperaturentmischung aufweist.

Es zeigte sich, daß der Wert der Grenzflächenspannung in charakteristischer Weise davon abhängt, welcher der Phasen das Copolymer zugesetzt wird. Bei 100 °C wird die Grenzflächenspannung gegenüber dem binären System PEO 10/ PPO 4 durch Zusatz von jeweils 0.8 wt% Copolymer von σ =3.74 mN/m bei Zugabe zur Tropfenphase auf σ =2.79 (dies entspricht einer Absenkung um 25.4 %) und bei Zusatz zur Matrixphase auf σ =1.65 mN/m (um 55.9 %) reduziert. Wird das Copolymer beiden Phasen zugefügt, so liegt σ bei1.29 mN/m (dies entspricht einer Absenkung um 65.6 %). Wenn überhaupt in einem der geschilderten Experimente ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, dann bei Zugabe des Additivs zu beiden Phasen, in den beiden anderen Fällen liegen vermutlich stationäre oder metastabile Zuständen vor. Anhand eines Schemas bezüglich des Konzentrationsverlaufs des Copolymers im Bereich der Grenzfläche wird eine vorläufige Deutung dieser Beobachtung versucht.