@phdthesis{Holtze2004,
  author    = {Holtze, Christian H. W.},
  title     = {Neue Einfl{\"u}sse und Anwendungen von Mikrowellenstrahlung auf Miniemulsionen und ihre Kompositpolymere},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2492},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Miniemulsionen bestehen aus zwei miteinander nicht mischbaren Fl{\"u}ssigkeiten, von der die eine in Form kleiner Tr{\"o}pfchen fein in der anderen verteilt (dispergiert) ist. Miniemulsionstr{\"o}pfchen sind mit Durchmessern von ungef{\"a}hr 0,1 Mikrometer kleiner als herk{\"o}mmliche Emulsionen und k{\"o}nnen u. a. als voneinander unabh{\"a}ngige Nanoreaktoren f{\"u}r chemische Reaktionen verwendet werden. Man unterteilt sie in direkte Miniemulsionen, in denen ein {\"O}l in Wasser dispergiert ist, und inverse Miniemulsionen, in denen Wasser in {\"O}l dispergiert wird. In dieser Arbeit wird das besondere chemische und physikalische Verhalten solcher Miniemulsionen unter dem Einfluß von Mikrowellenstrahlung untersucht. Dabei werden sowohl f{\"u}r {\"O}l-in-Wasser als auch f{\"u}r Wasser-in-{\"O}l-Miniemulsionen grundlagenwissenschaftliche Entdeckungen beschrieben und durch neue Modelle erkl{\"a}rt. Der praktische Nutzen dieser bislang unbeschriebenen Effekte wird durch ingenieurwissenschaftliche Anwendungsbeispiele im Bereich der Polymerchemie verdeutlicht. 1. Polymerisation mit "{\"u}berlebenden Radikalen" (Surviving Radical Polymerization) F{\"u}r die Herstellung von sog. Polymerlatizes (Kunststoffdispersionen, wie sie u. a. f{\"u}r Farben verwendet werden) aus direkten Styrol-in-Wasser Miniemulsionen werden die Styroltr{\"o}pfchen als Nanoreaktoren verwendet: Sie werden mit Hilfe von Radikalen durch eine Kettenreaktion zu winzigen Polymerpartikeln umgesetzt, die im Wasser dispergiert sind. Ihre Materialeigenschaften h{\"a}ngen stark von der Kettenl{\"a}nge der Polymermolek{\"u}le ab. In dieser Arbeit konnten durch den Einsatz von Mikrowellenstrahlung erstmals große Mengen an Radikalen erzeugt werden, die jeweils einzeln in Tr{\"o}pfchen (Nanoreaktoren) auch noch lange Zeit nach dem Verlassen der Mikrowelle {\"u}berleben und eine Polymerisationskettenreaktion ausf{\"u}hren k{\"o}nnen. Diese Methode erm{\"o}glicht nicht nur die Herstellung von Polymeren in technisch zuvor unerreichbaren Kettenl{\"a}ngen, mit ihr sind auch enorm hohe Ums{\"a}tze nach sehr kurzen Verweilzeiten in der Mikrowelle m{\"o}glich - denn die eigentliche Reaktion findet außerhalb statt. Es konnte gezeigt werden, dass durch Einsatz von Zusatzstoffen bei unvermindert hohem Umsatz die Polymerkettenl{\"a}nge variiert werden kann. Die technischen Vorz{\"u}ge dieses Verfahrens konnten in einer kontinuierlich betriebenen Pilotanlage nachgewiesen werden. 2. Aufheizverhalten inverser Miniemulsionen in Mikrowellen{\"o}fen Das Aufheizverhalen von Wasser-in-{\"O}l Miniemulsionen mit kleinen Durchmessern durch Mikrowellen ist {\"u}beraus tr{\"a}ge, da sich nur das wenige Wasser in den Tr{\"o}pfchen mit Mikrowellen aufheizen l{\"a}sst, das {\"O}l jedoch kaum. Solche Systeme verhalten sich gem{\"a}ß der "Theorie des effektiven Mediums". Werden aber etwas gr{\"o}ßere Tr{\"o}pfchen im Mikrometerbereich Mikrowellen ausgesetzt, so konnte eine wesentlich schnellere Aufheizung beobachtet werden, die auf eine Maxwell-Wagner-Grenzfl{\"a}chenpolarisation zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden kann. Die Gr{\"o}ßenabh{\"a}ngigkeit dieses Effekts wurde mit Hilfe der dielektrischen Spektroskopie quantifiziert und ist bislang in der Literatur nie beschrieben worden. Zur genauen Messung dieses Effekts und zu seiner technischen Nutzung wurde ein neuartiges Membranverfahren f{\"u}r die Herstellung von großen Miniemulsionstr{\"o}pfchen im Mikrometerbereich entwickelt. 3. Herstellung von Kompositpolymeren f{\"u}r Mikrowellenanwendungen Um die untersuchte Maxwell-Wagner-Grenzfl{\"a}chenpolarisation technisch nutzen zu k{\"o}nnen, wurden als daf{\"u}r geeignete Materialien Kompositpolymere hergestellt. Das sind Kunststoffe, in denen winzige Wassertropfen oder Keramikpartikel eingeschlossen sind. Dazu wurden neuartige Synthesewege auf der Grundlage der Miniemulsionstechnik entwickelt. Ihr gemeinsames Ziel ist die Einschr{\"a}nkung der {\"u}blicherweise bei Polymerisation auftretenden Entmischung: In einem Verfahren wurde durch Gelierung die Beweglichkeit der emulgierten Wassertr{\"o}pfchen eingeschr{\"a}nkt, in einem anderen wurde durch das Einschließen von Keramikpartikeln in Miniemulsionstr{\"o}pfchen die Entmischung auf deren Gr{\"o}ße beschr{\"a}nkt. Anwendungen solcher Kompositpolymere k{\"o}nnten k{\"u}nstliche Muskeln, die Absorption von Radarstrahlung, z. B. f{\"u}r Tarnkappenflugzeuge, oder kratzfeste Lacke sein.Bei diesen Experimenten wurde beobachtet, daß sich u. U. in der Miniemulsion große Tr{\"o}pfchen bilden. Ihr Ursprung wird mit einer neuen Modellvorstellung erkl{\"a}rt, die die Einfl{\"u}sse auf die Stabilit{\"a}t von Miniemulsionen beschreibt.},
  subject      = {Emulsion},
  language  = {de}
}
@phdthesis{RamirezRios2004,
  author    = {Ram{\´i}rez R{\´i}os, Liliana Patricia},
  title     = {Superpara- and paramagnetic polymer colloids by miniemulsion processes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001267},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Polymerverkapselte magnetische Nanopartikel versprechen, in der Zukunft sehr erfolgreich bei Anwendungen in der Biologie und der Medizin eingesetzt werden zu k{\"o}nnen z. B. in der Krebstherapie und als Kontrastmittel bei der magnetischen Kernspinresonanztomographie. Diese Arbeit zeigt, dass durch die interdisziplin{\"a}re Kombination verschiedener Techniken Herstellungsverfahren und Eigenschaften solcher Partikel verbessert werden k{\"o}nnen. Unter Miniemulsionen versteht man w{\"a}ssrige Dispersionen relativ stabiler {\"O}ltr{\"o}pfchen, zwischen 30 und 50 nm Gr{\"o}ße. Ein Nanometer (nm) ist der 1.000.000.000ste Teil eines Meters. Ein Haar ist ungef{\"a}hr 60.000 Nanometer breit. Hergestellt werden Miniemulsionen durch Scherung eines Systems bestehend aus {\"O}l, Wasser, Tensid (Seife) und einer weiteren Komponente, dem Hydrophob, das die Tr{\"o}pfchen stabilisieren soll. Die Polymerisation von Miniemulsionen erm{\"o}glicht die Verkapselung anorganischer Materialen z. B. magnetischer Teilchen oder Gadolinium-haltiger Komponenten. Zu Optimierung des Verkapselung, ist es notwendig, die richtige Menge eines geeigneten Tensids zu finden. Die magnetischen polymerverkapselten Nanopartikel, die in einer w{\"a}ssrigen Tr{\"a}gerfl{\"u}ssigkeit dispergiert sind, zeigen in Abh{\"a}ngigkeit von Partikelgr{\"o}ße, Zusammensetzung, elektronischer Beschaffenheit, etc. ein sogenanntes superpara- oder paramagnetisches Verhalten. Superpara- oder paramagnetisches Verhalten bedeutet, dass die Fl{\"u}ssigkeiten in Anwesenheit {\"a}ußerer Magnetfeldern ihre Fließf{\"a}higkeit beibehalten. Wenn das Magnetfeld entfernt wird, haben sie keine Erinnerung mehr daran, unter dem Einfluss eines Magnetfeldes gestanden zu haben, d. h., dass sie nach Abschalten des Magnetfeldes selbst nicht mehr magnetisch sind. Die Vorteile des Miniemulsionsverfahrens sind der hohe Gehalt und die homogene Verteilung magnetischer Teilchen in den einzelnen Nanopartikeln. Außerdem erm{\"o}glicht dieses Verfahren nanostrukturierte Kompositpartikel herzustellen, wie z. B polymerverkapselte Nanopartikel mit Nanoschichten bestehend aus magnetischen Molek{\"u}len.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Montenegro2003,
  author    = {Montenegro, Rivelino V. D.},
  title     = {Crystallization, biomimetics and semiconducting polymers in confined systems},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000726},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2003},
  abstract  = {popul{\"a}rwissenschaftlicher Abstract: Kristallisation, Biomimetik und halbleitende Polymere in r{\"a}umlich begrenzten Systemen: {\"O}l und Wasser mischen sich nicht, man kann aber aus beiden Fl{\"u}ssigkeiten Emulsionen herstellen, bei denen Tr{\"o}pfchen der einen Fl{\"u}ssigkeit in der anderen Fl{\"u}ssigkeit vorliegen. Das heißt, es k{\"o}nnen entweder {\"O}ltr{\"o}pfchen in Wasser oder Wassertr{\"o}pfchen in {\"O}l erzeugt werden. Aus t{\"a}glichen Erfahrungen, z.B. beim Kochen weiß man jedoch, dass sich eine Emulsion durch Sch{\"u}tteln oder R{\"u}hren herstellen l{\"a}sst, diese jedoch nicht besonders stabil ist. Mit Hilfe von hohen Scherenergien kann man nun sehr kleine, in ihrer Gr{\"o}ße sehr einheitliche und außerdem sehr stabile Tr{\"o}pfchen von 1/10000 mm erhalten. Eine solche Emulsion wird Miniemulsion genannt. In der Dissertation wurden nun z.B. Miniemulsionen untersucht, die aus kleinen Wassertr{\"o}pfchen in einem {\"O}l bestehen. Es konnte gezeigt werden, dass das Wasser in diesen Tr{\"o}pfchen, also in den r{\"a}umlich begrenzten Systemen, nicht bei 0 \&\#176;C, sondern bei -22 \&\#176;C kristallisierte. Wie l{\"a}sst sich das erkl{\"a}ren? Wenn man einen Eimer Wasser hat, dann bildet sich normalerweise bei 0 \&\#176;C Eis, da n{\"a}mlich in dem Wasser einige (manchmal ganz wenige) Keime (z.B. Schutzteilchen, ein Fussel etc.) vorhanden sind, an denen sich die ersten Kristalle bilden. Wenn sich dann einmal ein Kristall gebildet hat, kann das Wasser im gesamten Eimer schnell zu Eis werden. Ultrareines Wasser w{\"u}rde bei -22 \&\#176;C kristallisieren. Wenn man jetzt die Menge Wasser aus dem Eimer in kleine Tr{\"o}pfchen bringt, dann hat man eine sehr, sehr große Zahl, n{\"a}mlich 1017 Tr{\"o}pfchen, in einem Liter Emulsion vorliegen. Die wenigen Schmutzpartikel verteilen auf sehr wenige Tr{\"o}pfchen, die anderen Tr{\"o}pfchen sind ultrarein. Daher kristallisieren sie erst bei -22 \&\#176;C. Im Rahmen der Arbeit konnte auch gezeigt werden, dass die Miniemulsionen genutzt werden k{\"o}nnen, um kleine Gelatine-Partikel, also Nanogummib{\"a}rchen, herzustellen. Diese Nanogummib{\"a}rchen quellen bei Erh{\"o}hung der Temperatur auf ca. 38 \&\#176;C an. Das kann ausgenutzt werden, um zum Beispiel Medikamente zun{\"a}chst in den Partikeln im menschlichen K{\"o}rper zu transportieren, die Medikamente werden dann an einer gew{\"u}nschten Stelle freigelassen. In der Arbeit wurde auch gezeigt, dass die Gelatine-Partikel genutzt werden k{\"o}nnen, um die Natur nachzuahnen (Biomimetik). Innerhalb der Partikel kann n{\"a}mlich gezielt Knochenmaterial aufgebaut werden kann. Die Gelatine-Knochen-Partikel k{\"o}nnen dazu genutzt werden, um schwer heilende oder komplizierte Knochenbr{\"u}che zu beheben. Gelatine wird n{\"a}mlich nach einigen Tagen abgebaut, das Knochenmaterial kann in den Knochen eingebaut werden. LEDs werden heute bereits vielf{\"a}ltig verwendet. LEDs bestehen aus Halbleitern, wie z.B. Silizium. Neuerdings werden dazu auch halbleitende Polymere eingesetzt. Das große Problem bei diesen Materialien ist, dass sie aus L{\"o}sungsmitteln aufgebracht werden. Im Rahmen der Doktorarbeit wurde gezeigt, dass der Prozess der Miniemulsionen genutzt werden kann, um umweltfreundlich diese LEDs herzustellen. Man stellt dazu nun w{\"a}ssrige Dispersionen mit den Polymerpartikeln her. Damit hat man nicht nur das L{\"o}sungsmittel vermieden, das hat nun noch einen weiteren Vorteil: man kann n{\"a}mlich diese Dispersion auf sehr einfache Art verdrucken, im einfachsten Fall verwendet man einfach einen handels{\"u}blichen Tintenstrahldrucker.},
  language  = {en}
}