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Thesis

Rod-coil copolymer structures - scaling and field theory

MPS-Authors
http://pubman.mpdl.mpg.de/cone/persons/resource/persons48518

Nowak,  Christian
MPI for Polymer Research, Max Planck Society;

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Fulltext (public)

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(Any fulltext), 3MB

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Citation

Nowak, C. (2006). Rod-coil copolymer structures - scaling and field theory. PhD Thesis, Johannes Gutenberg-Universität.


Cite as: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-000F-7FD7-D
Abstract
Skalenargumente werden verwendet, um Rod-Coil Copolymere mit fester Zusammensetzung von steifen Stäbchen und flexiblen Ketten zu studieren. In einem selektiven Lösungsmittel, in dem sich nur die Ketten lösen, bildet ein Rod-Coil Multiblock zylinderförmige Micellen aus aggregierten Stäbchen verbunden durch Kettenstücke. Die Stäbchen aggregieren, um Energie zu gewinnen. Dieser Prozeß wird durch den Entropieverlust der flexiblen Ketten ausgeglichen. Das Adsorptionsverhalten von Aggregaten aus parallel aneinandergelagerten, einzelnen Rod-Coil Diblöcken in selektivem Lösungsmittel wird anhand von erweiterten Skalenbetrachtungen diskutiert. Wenn ein solches Aggregat mit den Stäbchen parallel zur Oberfläche adsorbiert, verschieben sich die Stäbchen gegeneinander. Zusätzlich werden die Stabilität der adsorbierten Aggregate und andere mögliche Konfigurationen untersucht. Um einen Rod-Coil Multiblock mit variabler Zusammensetzung zu studieren, wird eine Feldtheorie entwickelt. Jedes Segment kann entweder steif oder flexibel sein. Das System zeigt drei Phasenzustände, offene Kette, amorphe Globule und flüssig-kristalline Globule. Beim Übergang von amorpher zu flüssig-kristalliner Globule steigt der Anteil an steifen Segmenten rapide an. Dieser Übergang wird durch die isotrope Wechselwirkung zwischen den steifen Segmenten und die anisotrope Oberflächenenergie der Globule verursacht. -------------------------------------------------------------------------------- Inhaltszusammenfassung in (englisch) Scaling arguments are used to study rod-coil copolymers with a fixed composition of stiff rods and flexible chains. A rod-coil multiblock immersed in a solvent selective for the chains forms cylindrical micelles of aggregated rods connected by flexible chains. The rods aggregate in order to lower the energy. This process is counterbalanced by the loss of entropy of the chains. The adsorption behaviour of an aggregate of parallel aligned individual rod-coil diblocks in selective solvent is discussed by means of extended scaling methods. If an aggregate of these copolymers adsorbs with the rods parallel to the surface, the rods shift with respect to each other. The stability of an adsorbed aggregate and other possible configurations are discussed. A field theory is constructed to study a rod-coil multiblock with variable composition. Each segment can adopt one of two states, stiff or flexible. The system shows three phase states, open chain, amorphous globule and nematic liquid-crystalline globule. The crossover transition from amorphous to liquid-crystalline globule coincides with a rapid increase in the fraction of stiff segments. This transition is driven by the isotropic interaction between stiff segments and the anisotropy of the globule surface energy.