The effect of elastic modulus and equilibrium vapor adsorption on capillary forces

Die Kapillarkraft entsteht durch die Bildung eines Meniskus zwischen zwei Festkörpen. In dieser Doktorarbeit wurden die Auswirkungen von elastischer Verformung und Flϋssigkeitadsorption auf die Kapillarkraft sowohl theoretisch als auch experimentell untersucht. Unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops wurde die Kapillarkraft zwischen eines Siliziumoxid Kolloids von 2 µm Radius und eine weiche Oberfläche wie n.a. Polydimethylsiloxan oder Polyisopren, unter normalen Umgebungsbedingungen sowie in variierende Ethanoldampfdrϋcken gemessen. Diese Ergebnisse wurden mit den Kapillarkräften verglichen, die auf einem harten Substrat (Silizium-Wafer) unter denselben Bedingungen gemessen wurden. Wir beobachteten eine monotone Abnahme der Kapillarkraft mit zunehmendem Ethanoldampfdruck (P) fϋr P/Psat > 0,2, wobei Psat der Sättigungsdampfdruck ist.rnUm die experimentellen Ergebnisse zu erklären, wurde ein zuvor entwickeltes analytisches Modell (Soft Matter 2010, 6, 3930) erweitert, um die Ethanoladsorption zu berϋcksichtigen. Dieses neue analytische Modell zeigte zwei verschiedene Abhängigkeiten der Kapillarkraft von P/Psat auf harten und weichen Oberflächen. Fϋr die harte Oberfläche des Siliziumwafers wird die Abhängigkeit der Kapillarkraft vom Dampfdruck vom Verhältnis der Dicke der adsorbierten Ethanolschicht zum Meniskusradius bestimmt. Auf weichen Polymeroberflächen hingegen hängt die Kapillarkraft von der Oberflächenverformung und des Laplace-Drucks innerhalb des Meniskus ab. Eine Abnahme der Kapillarkraft mit zunehmendem Ethanoldampfdruck hat demnach eine Abnahme des Laplace-Drucks mit zunehmendem Meniskusradius zur folge. rnDie analytischen Berechnungen, fϋr die eine Hertzsche Kontakt-deformation angenommen wurde, wurden mit Finit Element Methode Simulationen verglichen, welche die reale Deformation des elastischen Substrats in der Nähe des Meniskuses explizit berϋcksichtigen. Diese zusätzliche nach oben gerichtete oberflächenverformung im Bereich des Meniskus fϋhrt zu einer weiteren Erhöhung der Kapillarkraft, insbesondere fϋr weiche Oberflächen mit Elastizitätsmodulen < 100 MPa.rn

Preparation of low protein latex : Effect of different cure systems and fillers on its properties

Natural rubber latex, an aqueous colloidal dispersion of polyisoprene is widely used in production of gloves, catherers, rubber bands etc. The natural rubber latex content present in products such as gloves causes allergic problems. Of the different types of allergies reported, latex is known to produce Type I and Type IV allergies. Type I is called immediate hypersensitivity and type IV is called delayed hypersensitivity. It has been reported that some of the proteins present in the latex are mainly responsible for the allergic reactions type I. Significant reduction in the allergic response (type I) of natural rubber latex can be achieved by the reduction in its protein content, however out of the total proteins present in the latex or latex film only a fraction is extractable. The major techniques employed to reduce protein content of latex include leaching, autoclaving, chlorination, use of proteolytic enzymes and use of non ionic surfactants. Sulphur vulcanization of dipped products is responsible for Type IV allergy. N-nitrosamine, a carcinogenic substance is produced as a result of sulphur vulcanization. Radiation vulcanization can be used as an alternative for sulphur vulcanization. The current research deals with techniques to reduce the allergy associated with latex products. To reduce the type I allergy, low protein latex is developed using polyethylene glycol, a non- ionic surfactant. The present study employs radiation vulcanization to eliminate type IV allergy. The effect of different cure systems and fillers on the properties of low protein latex is also investigated as a part of the study.