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Polymer/Kolloid-WW
Kolloid-Mikrogele, in einem guten Lösungsmittel gelöst, verhalten sich ähnlich wie harte Kugeln (Abb 1. oben links), wenn sie genügend stark vernetzt sind (in unserem Beispiel interne Vernetzung von 1 Vernetzerteilchen zu 10 Monomerteilchen), schwächer vernetzte Kolloid-Mikrogele zeigen eher das Potential von weichen Kugeln (Abb. 1 oben rechts).
Durch Zugabe von linearem nicht adsorbierendem Polymer zu vernetztem Kolloid können zusätzlich zu den zwischen den Mikrogelen vorhandenen repulsiven Wechselwirkungen, quasi "attraktive" Wechselwirkungen eingeführt werden, sogenannte "depletion forces". Das Potential ähnelt dann dem von "sticky hard spheres" (Abb. 1 unten).
Abb. 1 Potentiale für verschiedene Systeme im Vergleich
Zur Untersuchung auf die induzierten Wechselwirkungen werden die Mikronetzwerk-Kolloide in einer Polymerlösung von linearem Polystyrol (PS) in 2-Ethylnaphthalin gelöst (Abb. 2 oberes Bild). Das Ausschlußvolumen ist der Bereich, in den der Schwerpunkt des Polymers nicht eindringen kann (Abb. 2 unteres Bild links). Nähern sich 2 Kolloidteilchen soweit an, daß sich ihre Ausschlußvolumina überlappen (Abb. 2 unteres Bild rechts), so erhöht sich das den Schwerpunkten der Polymere zur Verfügung stehende freie Volumen.
Abb. 2 Polymer/Kolloid-Mischung.
Die so induzierte "Depletion -Force" bewirkt, daß es je nach Verhältnis von Polymer zu Kolloid x, zu verschiedenen Phänomen bei den Kolloid-Polymer-Phasendiagrammen kommt. Zum anderen tritt eine Arretierung des Strukturfaktormaximums in der statischen Lichtstreuung und ein Ansteigen der Streuintensität für q->0 auf. Dies belegt, daß bei Zugabe von linearem Polymer zu Mikrogel-Teilchen attraktive Wechselwirkungen eingeführt werden. Es steht damit ein Modellsystem zur Verfügung, welches analog zu atomaren Systemen über repulsive und "attraktive" Wechselwirkungen verfügt.