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Charakterisierung und Applikation von Fettsäureestern der Cellulose und deren kolloidaler Systeme

ISBN: 978-3-86359-498-5

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Kurzübersicht

Im Fokus der vorliegenden Arbeit stehen die langkettigen, aliphatischen Ester der Cellulose. Obwohl diese Substanzklasse bereits seit Jahrzehnten erforscht wird, sind noch viele fundamentale Fragen unbeantwortet. Es ist davon auszugehen, dass diese Derivate als Substitut petrochemischer Materialien ein erhebliches Potential besitzen. Um den komplexen Anforderungen neuer Einsatzgebiete jedoch gerecht zu werden, sind systematische Untersuchungen zu den Struktur-Eigenschaftsbeziehungen erforderlich.

Charakterisierung und Applikation von Fettsäureestern der Cellulose und deren kolloidaler Systeme

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Details

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Celluloseester der Hexan-, Dodecan- und Octadecansäure synthetisiert und umfassend charakterisiert. Zur Synthese der als CCE, CLE und CSE bezeichneten Proben kamen heterogene und homogene Reaktionsführungen mit entsprechenden Säurechloriden zum Einsatz.

Bei der Analytik der Celluloseester wurde neben chemischer Identität und Reinheit auch auf deren thermisches Verhalten und Löslichkeit eingegangen. Informationen zur Löslichkeit der Celluloseester waren abgesehen von der Synthese auch für Aufreinigung, Analytik und strukturgebende Prozesse von entscheidender Bedeutung. Um das Verständnis des Lösungsverhaltens entsprechend zu vertiefen, kamen Lichtstreumessungen für ausgewählte Proben in verschiedenen Lösungsmittelqualitäten zum Einsatz. Es wurden Diffusionskoeffizienten in Abhängigkeit der Konzentration, der Temperatur und der Molmasse bestimmt.

Mit dem Ziel Benetzungseigenschaften zu modifizieren, wurden im anwendungsorientierten Teil der Arbeit CSE-Triester für Oberflächenapplikationen eingesetzt. In diesem Zusammenhang wurden, auf den Modellsubstraten Silizium-Wafer und Filterpapier, sowohl homogene Filme als auch kolloidale Beschichtungen realisiert und hinsichtlich ihrer Interaktionen mit flüssigem und gasförmigem Wasser charakterisiert. Da porösen und strukturierten Oberflächen besondere Bedeutung beigemessen wurde, stand das Überführen der Celluloseester in Kolloide bzw. Fraktale im Fokus. Zu diesem Zweck wurden strukturgebende Phasenseparationsprozesse detailliert betrachtet.

Als Besonderheit der CSE-Triester erwies sich deren Kristallisationsfähigkeit. Aus verdünnten Lösungen konnte, sowohl durch Variation der Lösungsmittelzusammensetzung als auch der Temperatur, die Bildung sogenannter „flower like particle“ (FLP) induziert werden. Durch Veränderungen weiterer Experimentalbedingungen und den Einsatz fraktionierter Proben war es schließlich möglich Rückschlüsse auf die zugrundeliegenden Bildungsmechanismen zu ziehen. Über Modellierungen wurde eine, für Aliphaten typische, Seitenkettenkristallisation in hexagonaler Packung prognostiziert. Diese erwies sich als unabhängig von der Ausrichtung der Hauptkette und fand sowohl inter- als auch intramolekular statt. Die vorhergesagten Dimensionen der geordneten Domänen stimmten mit experimentellen Befunden überein.

Zusatzinformation

Autor Geißler, Andreas
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-498-5
Gewicht 0.635 kg
Erscheinungsdatum 10.03.2017
Lieferzeit 3-4 Tage
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