Metallkationen-induzierte Schrumpfung von Polycarboxylaten in wässriger Lösung

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Die spezifischen Wechselwirkungen zwischen Natriumsalzen der Polyacrylsäure und mehrwertigen Kationen in wässeriger Lösung ermöglichen ein breites Spektrum technischer Anwendungen. Im Zuge dieser Anwendungen erfahren die Polyanionen durch die Wechselwirkungen mit den mehrwertigen Kationen zum Teil drastische Konformationsänderungen, welche ihrerseits auf die Anwendung rückwirken. Genau solche Konformationsänderungen sind Gegenstand des vorliegenden Forschungsprojektes. Das Medium in welchem die Untersuchungen stattfinden, ist NaCl-haltiges und Inertsalz-freies Wasser, in welchem durch geringen Zusatz mehrwertiger Metallkationen eine signifikante Schrumpfung induziert wird. Da die erzielten Schrumpfungseffekte in unmittelbarer Nähe der Löslichkeitsgrenze des entsprechenden Polyacrylatsalzes am größten sind, werden die Experimente entlang der Fällungsgrenze ausgeführt. Ziel der Untersuchungen ist die Aufklärung des Schrumpfungsmechanismus und, damit verbunden, auch der Gestalt der schrumpfenden Polyelektrolytketten. Um Informationen über die Form der schrumpfenden Polyanionen und deren Änderung zu erhalten, werden systematisch kombinierte statische und dynamische Lichtstreuung sowie zeitaufgelöste dynamische Lichtstreuung ausgeführt. Neutronen- und Röntgenkleinwinkelstreuung sowie zeitaufgelöste statische Lichtstreuung sollen das Bild vervollständigen.