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Aggregation scenarios of end-functionalized star polymers
Christian Koch
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Christos Likos
DOI
10.25365/thesis.33679
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29480.48952.937659-2
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Di-Block Kopolymer-Sterne mit solvophilen A und solvophoben B Blöcken vereinen Eigenschaften von
bereichsweise attraktiven Kolloiden und ultraweichen polymerischen Molekülen und erfreuen sich dank ihrer
Selbstorganisations-Fähigkeiten eines wachsenden Interesses in der Forschungsszene der Weichen Materie. In
dieser Arbeit wird eine auf einem Gittermodell basierende, großkanonische Monte Carlo Simulation eingesetzt,
um das vielfältige Phasenverhalten in Lösungen von drei-, sechs- und zehnarmigen Di-Block Kopolymer-
Sternen mit einstellbarer Armsteifigkeit zu untersuchen. Für relative B-Block-Größen von 50% oder mehr
werden flüssig-gasförmig-Phasenkoexistenzen mit kritischem Punkt beobachtet, deren Abhängigkeit von
Funktionalität und Armsteifigkeit im Fokus der Untersuchungen steht. Bei sehr steifen Armen werden Systeme
beobachtet, die sich im Bereich der flüssigen Phase in Hierarchien von kubischen, kolumnaren und lamellaren
Flüssigkristallen organisieren. Für relative B-Block-Größen unter 50% wird ein breitgefächertes Spektrum von
Mikrophasenseparations-Szenarien beobachtet, die sich über die Bildung von Gelen, sphärischen Mizellen und
eine sukzessive, perlenkettenartige Formierung von sphärischen Mizellen zu wurmartigen Supermizellen
erstrecken. Die Aggregationsszenarien werden mit denen von anderen kolloidalen bzw. polymerischen Teilchen
verglichen und mögliche Auswirkungen auf die Rheologie gefolgert, wobei die besondere Bedeutung der
Sternenarchitektur im zentralen Blickfeld steht.
Abstract
(Englisch)
Di-block copolymer stars, featuring solvophilic A and solvophobic terminal B blocks, unite properties
of both patchy colloids and ultrasoft polymeric particles, and are, due to their self-organization abilities,
becoming increasingly interesting in soft matter science. This work employs lattice model Grand
Canonical Monte Carlo simulations to investigate the rich phase behavior in solutions of di-block
copolymer stars with functionalities f = 3, 6, 10 and tunable arm stiffness. For B block relative size
ratios of at least 50%, we find gas-liquid coexistence, terminating at a critical point, for which we study the
influence of functionality and arm stiffness. For very rigid arms, we find that certain systems organize
into hierarchized cubic, columnar and lamellar liquid crystals within the domain of their liquid phase.
For B block relative size ratios of less than 50%, we find a large variety of microphase separation scenarios
including gel formation, spherical micelles and a successive, necklace-fashion transition of sphercial
micelles into wormlike super micelles. We compare the aggregation scenarios with other colloidal or
polymeric particles, draw conclusions on rheological implications and stress the peculiarities of the star
architecture in this respect.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Soft Matter Colloids Polymers Monte Carlo simulations
Schlagwörter
(Deutsch)
Weiche Materie Kolloide Polymere Monte Carlo Simulationen
Autor*innen
Christian Koch
Haupttitel (Englisch)
Aggregation scenarios of end-functionalized star polymers
Paralleltitel (Deutsch)
Aggregationsszenarien von telechelischen Sternpolymeren
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
127
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Emanuela Del Gado ,
Dimitris Vlassopoulos
AC Nummer
AC12138227
Utheses ID
29909
Studienkennzahl
UA | 791 | 411 | |