Polymer crystallization in ultrathin films at the air-water interface : Kumulative Dissertation

Abstract

The crystallization of various homopolymers and diblock copolymers in ultrathin films was investigated in this thesis. The homopolymers included poly(phosphoester) (PPE) and poly(ε-caprolactone) (PCL), while the diblock copolymers were based on poly(ethylene glycol) (PEG) and polyhedral oligomeric silsesquioxane containing methacrylate (MA-POSS) [PEG-b-P(MA-POSS)]. The polymers were dissolved in chloroform and spread on the water surface of a Langmuir trough, then compressed by moving the barriers of the trough after solvent evaporation. The PPE and PCL crystallized during compression at the plateau region of the surface pressure vs. mean area per molecule isotherm. In contrast, the PEG-b-P(MA-POSS) diblock copolymers exhibited two pseudo-plateaus related to multilayer formation and film collapse. Additionally, the collapsed films showed a sinusoidal periodic pattern, known as wrinkles, when subjected to several compressions.

In dieser Arbeit wurde die Kristallisation verschiedener Homopolymerer und Diblock-Copolymere in ultradünnen Filmen untersucht. Die Homopolymeren umfassten Poly(phosphoester) (PPE) und Poly(ε-caprolacton) (PCL), während die Diblock-Copolymere auf Polyethylenglykol (PEG) und polyhedralem oligomerem Silsesquioxan mit Methacrylat (MA-POSS) basierten [PEG-b-P(MA-POSS)]. Die Polymere wurden in Chloroform gelöst, auf die Wasseroberfläche eines Langmuir-Trogs aufgebracht und durch Bewegung der Trogbegrenzungen nach Verdunstung des Lösungsmittels komprimiert. Das PPE und PCL kristallisierten während der Kompression im Plateaubereich der Isotherme von Oberflächendruck vs. mittlerer Fläche pro Molekül. Im Gegensatz dazu zeigten die PEG-b-P(MA-POSS) Diblock-Copolymere mit zwei Pseudoplateaus, die mit der Bildung von Mehrschichten und dem Kollaps des Films zusammenhingen. Zusätzlich zeigten die kollabierten Filme ein sinusförmiges periodisches faltenartiges Muster, wenn sie mehreren Kompressionsvorgängen ausgesetzt wurden.