TY - THES A1 - Kölsch, Jonas David T1 - Entwicklung neuer farbstoffmarkierter Polymere zur Visualisierung des LCST-Phasenübergangs in wässriger Lösung T1 - Development of new dye labeled polymers for visualisation of LCST transition in water N2 - Ziel der Arbeit war die Entwicklung von farbstoffmarkierten Polymeren, die einen temperaturgetriebenen Knäuel-Kollaps-Phasenübergang in wässriger Lösung ("thermo-responsive Polymere") zeigen und diesen in ein optisches Signal übersetzen können. Solche Polymere unterliegen innerhalb eines kleinen Temperaturintervalls einer massiven Änderung ihres Verhaltens, z B. ihrer Konformation und ihres Quellungsgrads. Diese Änderungen sind mit einem Wechsel der Löseeigenschaften von hydrophil zu hydrophob verbunden. Als Matrixpolymere wurden Poly-N-isopropylacrylamid (polyNIPAm), Poly(oligoethylen-glykolacrylat) (polyOEGA) und Poly(oligoethylenglykolmethacrylat) (polyOEGMA) ein-gesetzt, in die geeignete Farbstoffen durch Copolymerisation eingebaut wurden. Als besonders geeignet, um den Phasenübergang in ein optisches Signal zu übersetzen, erwiesen sich hierfür kompakte, solvatochrome Cumarin- und Naphthalimidderivate. Diese beeinträchtigten weder das Polymerisationsverhalten noch den Phasenübergang, reagierten aber sowohl bezüglich Farbe als auch Fluoreszenz stark auf die Polarität des Lösemittels. Weiterhin wurden Systeme entwickelt, die mittels Energietransfer (FRET) ein an den Phasenübergang gekoppeltes optisches Signal erzeugen. Hierbei wurde ein Cumarin als Donor- und ein Polythiophen als Akzeptorfarbstoff eingesetzt. Es zeigte sich, dass trotz scheinbarer Ähnlichkeit bestimmte Polymere ausgeprägt auf einen Temperaturstimulus mit Änderung ihrer spektralen Eigenschaften reagieren, andere aber nicht. Hierfür wurden die molekularen Ursachen untersucht. Als wahrscheinliche Gründe für das Ausbleiben einer spektralen Änderung in Oligo(ethylenglykol)-basierten Polymeren sind zum einen die fehlende Dehydratationseffektivität infolge des Fehlens eines selbstgenügenden Wasserstoffbrückenbindungsmotivs zu nennen und zum anderen die sterische Abschirmung der Farbstoffe durch die Oligo(ethylenglykol)-Seitenketten. Als Prinzipbeweis für die Nützlichkeit solcher Systeme für die Bioanalytik wurde ein System entwickelt, dass die Löslichkeitseigenschaft eines thermoresponsiven Polymers durch Antikörper-Antigen-Reaktion änderte. Die Bindung selbst kleiner Mengen eines Antikörpers ließ sich so direkt optisch auslesen und war bereits mit dem bloßen Auge zu erkennen. N2 - This work is based on different dye labeled thermo responsive polymers. These polymers are useful tool for the visualisation of the LCST phase transition in water. KW - LCST KW - Farbstoff KW - Polymer KW - Fluoreszens KW - LCST KW - dye KW - polymer KW - fluorescence Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-72531 ER - TY - JOUR A1 - Tentschert, Jutta A1 - Jungnickel, Harald A1 - Reichardt, Philipp A1 - Leube, Peter A1 - Kretzschmar, Bernd A1 - Taubert, Andreas A1 - Luch, A. T1 - Identification of nano clay in composite polymers JF - Surface and interface analysis : an international journal devoted to the development and application of techniques for the analysis surfaces, interfaces and thin films N2 - Industrialized food production is in urgent search for alternative packaging materials, which can serve the requirements of a globalized world in terms of longer product shelf lives, reduced freight weight to decrease transport costs, and better barrier functionality to preserve its freshness. Polymer materials containing organically modified nano clay particles as additives are one example for a new generation of packaging materials with specific barrier functionality to actually hit the market. Clay types used for these applications are aluminosilicates, which belong to the mineral group of phyllosilicates. These consist of nano-scaled thin platelets, which are organically modified with quaternary ammonium compounds acting as spacers between the different clay layers, thereby increasing the hydrophobicity of the mineral additive. A variety of different organically modified clays are already available, and the use as additive for food packaging materials is one important application. To ensure valid risk assessments of emerging nano composite polymers used in the food packaging industry, exact analytical characterization of the organically modified clay within the polymer matrix is of paramount importance. Time-of-flight SIMS in combination with multivariate statistical analysis was used to differentiate modified clay reference materials from another. Time-of-flight SIMS spectra of a reference polymer plate, which contained one specific nano clay composite, were acquired. For each modified clay additive, a set of characteristic diagnostic ions could be identified, which then was used to successfully assign unknown clay additives to the corresponding reference material. Thus, the described methodology could be used to define and characterize nano clay within polymer matrices. Copyright (c) 2014 John Wiley & Sons, Ltd. KW - ToF-SIMS KW - nanoparticles KW - nano clay KW - polymer KW - food contact material Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1002/sia.5546 SN - 0142-2421 SN - 1096-9918 VL - 46 SP - 334 EP - 336 PB - Wiley-Blackwell CY - Hoboken ER -