Feinstruktur von Polymeren aus wäßriger Struktur

Zusammenfassung

Polymere sind normalerweise unverträglich miteinander. Eine Mischung zweier verschiedener Polymerdispersionen A und B trocknet deshalb meist zu inhomogenen Filmen auf.

Benutzt man bei der Herstellung eines Copolymerisates eine spezielle zweistufige Herstelltechnik, so erhält man Latexteilchen, die in sich inhomogen sind und infolgedessen auch inhomogene Filme, d. h. Filme mit lokal unterschiedlicher Zusammensetzung, ergeben.

Auch bei Copolymerisaten mit Monomeren unterschiedlicher Verteilung zwischen Wasser- und Monomer-bzw. Polymerphase muß man mit Inhomogenitäten in der Zusammensetzung rechnen. Es ist anzunehmen, daß die mehr hydrophoben, unpolaren Anteile bevorzugt im Inneren der Teilchen lokalisiert sind. Diese Inhomogenitäten in den Teilchen finden sich in den Filznen aus diesen Dispersionen wieder.

Es wird gezeigt, daß selbst im extremsten Fall, bei emulgatorfreien Homopolymerisaten — durch Emulsionspolymerisation hergestellt — die Polymerfilme inhomogen sind. Die hydrophilen Endgruppen sind an der Grenzfläche der Teilchen zum Wasser angesammelt. Die Trübung dieser Filzne bei der Quellung in Wasser gab den ersten Hinweis auf die Inhomogenität. Die Wiederkehr der Bragg-Streuung bei Quellung zeigte, daß die Inhomogenitäten regelmäßig im Film vorhanden sind. Die elektronenmikroskopischen Aufnahmen von kontrastierten Dünnschnitten zeigten schließlich, daß die Identität der Latexteilchen bei der Filmbildung erhalten bleibt. Die Teilchenoberflächen bilden eine geschlossene Wabenstruktur im Film aus —der Unterschied zwischen der Teilchenoberfläche und dem Teilcheninneren ist die Ursache der Inhomogenität in diesen Filmen.

Summary

A blend of two different polymer dispersions leads to heterogeneous films, because polymers are normally incompatible.

A polymer dispersion with heterogeneous particles gives also heterogeneous films.

Monomers different in their hydrophilicity build up copolymers by an emulsion polymerization process which are heterogeneous. There exists a concentration gradient across the particle diameter; in such a way that the more hydrophilic monomers are concentrated near the particle surface. Polymer films obtained from soap free polymerised homopolymers are also heterogeneous. The surface layers of the particles build up a continuous honeycomb structure.

Light scattering during water adsorption of the film, Bragg scattering of latex cristals and ultramicrotoned thin sheets contrasted with N₂Hn4/OsOshowed that the latex particles maintain their identity during film formation.