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@PHDTHESIS{Bamann:44082,
author = {Baßmann, Frauke},
title = {{H}ydrophob modifizierte {P}olyacrylsäuren :
{W}echselwirkungen mit {B}odenmineralen und organischen
{S}chadstoffen},
volume = {3975},
issn = {0944-2952},
school = {Univ. Düsseldorf},
type = {Dr. (Univ.)},
address = {Jülich},
publisher = {Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag},
reportid = {PreJuSER-44082, Juel-3975},
series = {Berichte des Forschungszentrums Jülich},
pages = {VII, 162 p.},
year = {2002},
note = {Record converted from VDB: 12.11.2012; Düsseldorf, Univ.,
Diss., 2001},
abstract = {Hydrophob modifizierte Polyacrylsäuren (HMPAA) können
effizient rheologische Eigenschaften von Flüssigkeiten auf
wäßriger Basis in vielen industriellen Anwendungen und
Formulierungen kontrollieren. Da ein Eintrag dieser
Polymertenside in terrestrische Ökosysteme nicht
ausgeschlossen werden kann, wird der Einfluß ihrer
amphiphilen Eigenschaften auf die Sorption an Bodenmineralen
(Aluminiumoxid, Montmorillonit) sowie auf die Bindung von
organischen Schadstoffen untersucht. Zusätzlich werden
einige der hydrophob modifizierten Polyacrylate (HMPA)
gezielt als Modellsubstanzen für native amphiphile
Makromoleküle (u.a. Huminsäuren) der organischen
Bodensubstanz eingesetzt. Sie helfen, das komplexe Verhalten
der heterogenen Huminsäuren bezüglich der Immobilisierung
und des Transports von Xenobiotika zu verstehen. Mehrere
HMPA, mit einem Modifizierungsgrad bis zu $30\%,$ werden
durch Derivatisierung von Polyacrylsäure (M$_{w}$ 50.000
g/mol) mit Octylamin (C8), Hexadecylamin (C16) sowie
2-Phenylethylamin (C2Ph) synthetisiert und charakterisiert.
Eine Abschirmung der polyanionischen Ladung der HMPA bei
niedrigem pH, hohen Elektrolytkonzentrationen und in
Gegenwart divalenter Kationen führt zur Ausbildung
hydrophober Mikrodomänen, die mit Hilfe der
Fluoreszenz-Sonden-Technik detektiert werden . Die Existenz
hydrophober Aggregate bei Polyamphiphilen mit hohem
Modiflzierungsgrad (30\% C8) oder langen Alkylseitenketten
(10\% C16) ist dagegen unabhängig vom pH, der Ionenstärke
und der Art des Elektrolyten. Je hydrophober das Polymer,
desto schwerer sind die Carboxylgruppen der HMPA, aufgrund
von Konformationsänderungen und lokal auftretenden
hydrophoben Mikrodomänen, zu dissoziieren. Mit Hilfe
fluoreszenzspektroskopischer Untersuchungen von Pyren läßt
sich die Gleichgewichtsbindungskonstante dieses typischen
unpolaren organischen Schadstoffes in hydrophob modifizierte
Polyacrylate bei pH 5,5 und 8,5 sowie bei Anwesenheit
verschiedener Elektrolyte bestimmen. Amphiphile
Makromoleküle erhöhen die Löslichkeit und somit die
Mobilität von Pyren in wäßrigen Medien signifikant durch
die Ausbildung hydrophober Mikrodomänen. Diesbezüglich
weisen die synthetischen Polymere 10\% C16, 20\% C8 und 30\%
C8 eine gute Vergleichbarkeit mit Huminsäuren auf. Die
adsorbierte Menge von HMPA an entgegengesetzt geladenem
Aluminiumoxid nimmt bei zunehmendem Modifizierungsgrad,
längerer Alkylseitenkette und Zusatz polyvalenter Kationen
aufgrund von Aggregation und somit kompakteren Strukturen
der Polymere zu. Steigende pH-Werte führen zu einer
verminderten Adsorption an der Oberfläche, die mit einer
Knäuelaufweitung und geänderten Ladungsverhältnissen an
der Aluminiumoxidoberfläche zu erklären ist.
Elektrokinetische Untersuchungen, Lichtstreuexperimente und
Sedimentationsversuche zeigen, daß die modifizierten
Oxidpartikel bei zunehmender Polymerkonzentration einen
Dispersions-Agglomerations-Redispersions Prozeß"
durchlaufen. Das Sorptionsverhalten der HMPA an die
lateralen Kanten des Montmorillonits ist mit dem
Bindungsverhalten der Polymere an Aluminiumoxid
vergleichbar. Eine Adsorption an die negativ geladenen
Siloxanflächen ist allein bei stark hydrophoben Polymeren
und durch Ca$^{2+}$-Brücken wahrscheinlich.
Unterschiedliche kolloidchemische Meßmethoden zeigen, daß
Montmorillonit-Dispersionen bei bodenrelevantem pH und einer
NaCI-Konzentration von 0,01 M Heterokoagulate bilden . Bei
hohen Polymerbelegungen dispergieren sie aufgrund der
elektrostatischen Stabilisierung in einzelne
Montmorillonitplättchen. Die Adsorptions- und
Stabilisierungseigenschaften der synthetischen C8-Polymere
in Gegenwart von Aluminiumoxid und Montmorillonit sind denen
der Huminsäure ähnlich. An Aluminiumoxid gebundene
synthetische und natürliche Makromoleküle verstärken mit
zunehmender Hydrophobie der Adsorbatschicht die
Immobilisierung von Pyren, 2,4-Dichlorphenol (2,4- DCP),
Dodecyltrimethylammoniumbromid (DTAB) und
Natriumdodecylsulfat (SDS). Niedrige DTAB- und
SDS-Konzentrationen wirken synergistisch auf die Adsorption
von 2,4-DCP an mit HMPA belegten Aluminiumoxiden durch
Steigerung der Hydrophobie der Adsorbatschicht. Höhere
Tensidkonzentrationen führen jedoch zu einer Abnahme der
adsorbierten Schadstoffmenge durch konkurrierende
Solubilisierung des Schadstoffes in den Tensidmizellen der
Volumenphase.},
cin = {ICG-IV},
cid = {I:(DE-Juel1)VDB50},
pnm = {Stoffströme von Schwermetallen und organischen Substanzen
in der Umwelt},
pid = {G:(DE-Juel1)FUEK83},
typ = {PUB:(DE-HGF)11 / PUB:(DE-HGF)3},
url = {https://juser.fz-juelich.de/record/44082},
}