Strukturanalyse von Cellulose-Ethern als Beispiel verzweigter Biomakromoleküle in halbverdünnten und konzentrierten Lösungen

Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Strukturen von Cellulosen bzw. Methyl-Hydroxypropyl-Cellulosen (MHPC) in halbverdünnten und konzentrierten wässrigen Lösungen bei Raumtemperatur sowie der Strukturbildungsprozess oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur. Dies geschah zum einen durch die bisher noch nicht realisierte Kombination statischer Kleinwinkel- / Weitwinkel-Lichtstreuung (SALS / WALS) und Kleinwinkel- / Ultrakleinwinkel-Neutronenstreuung (SANS / USANS), dessen Streukurven zu einer einzigen, aussagekräftigen zusammengeführt wurden. Weiter wurden Strukturmodelle theoretisch berechnet und anhand der Streudaten verifiziert. Schließlich konnten Computersimulationen wechselwirkender, gepfropfter Dendrimere hinsichtlich der realen Cellulose-Etherlösung interpretiert werden. <br>Die Analyse der Streukurven sämtlicher MHPC-Lösungen ergaben deutliche Hinweise auf verzweigte Strukturen. Zusätzlich wiesen die Asymptoten aller Kurven mit Fraktaldimensionen df˜1 auf stäbchenförmige Strukturen mit Längen von etwa 24 Anhydroglucose-Einheiten hin. Dies wurde mit dem Basismodell der Fransenmicelle berücksichtigt, die aus mehreren A-Block aggregierten BAB-Triblock-Copolymeren besteht. Die Berechnung der analytischen Streufunktion des Modells geschah mit der Kaskadentheorie. Die Struktur fransenmicellarer Assoziate wurde mit bimodalen Stern- und Stäbchenstrukturen gut beschrieben. <br>Die Anpassung der ausgeprägten Strukturpeaks in den Streukurven, besonders der phasenseparierten MHPC-Lösungen, konnte nur mit Hilfe eines modifiziert Strukturfaktors harter Kugeln erfolgen. Im Hinblick auf die weichere und durchdringbare Struktur fransenmicellarer Assoziate, wurde der darin enthaltene Kugelformfaktor durch den des polydispersen Sterns ersetzt. Strukturfaktoren anderer, vergleichbarer Systeme ergaben keine zufriedenstellenden Ergebnisse. <br>Die Auswertung der Streuexperimente führten zu einem hierarchischen Schema der Strukturbildung von MHPC, sowohl in kalter Lösung als auch

Author dc:creator

• Vogel, Holger Johannes

Contributors dc:contributor

• Burchard, Walther

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