Laponite RD/polystyrenesulfonate nanocomposites obtained by photopolymerization

The present paper describes the synthesis and characterization by dynamic light scattering, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and atomic force microscopy of Laponite RD/Sodium polystyrenesulfonate nanocomposites obtained by radical photopolymerization initiated by the cationic dye safranine. The presence of the clay mineral does not affect the hydrotropic aggregation of the monomers, but allows a better deaggregation of the initiator molecules, decreasing the quenching of the excited states that leads to the radicals that initiate polymerization. Increasing the amount of clay mineral loading in the polymerization mixture promotes higher monomer conversion and faster polymerization. The size of the nanocomposite particles, measured by light scattering decreases from 400 to 80 nm for clay mineral loadings of 1.0 wt.%. The X-ray diffraction patterns indicate that the clay mineral does not present a regular crystalline structure in the nanocomposite. Atomic force microscopy studies show films of sodium polystyrenesulfonate polymer with embedded Laponite platelets in its structure, forming 1-8 nm height and 25-100 nm diameter aggregates. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Topologisch kontrollierte Interpolyelektrolytkomplexe aus kettensteifen Polyelektrolyten

Interpolyelektrolytkomplexe bilden sich spontan bei Mischung von Lösungen entgegengesetzt geladener Polyelektrolyte. Dabei sind die Haupttriebkräfte der Entropiegewinn durch die Freisetzung von niedermolekularen Gegenionen sowie die elektrostatischen Wechselwirkungen. In der letzten Zeit sind sie aufgrund ihrer zahlreichen biologischen und technischen Anwendungen in den Fokus des wissenschaftlichen Interesses gerückt. Vor allem die Anwendung von Komplexen aus DNA und kationischen Polyelektrolyten in der nonviralen Gentherapie wird vielfältig diskutiert. rnIn dieser Arbeit wird eine Polystyrolsulfonat-Bürste mit einer Pfropfdichte von 100 % mit einem kationischen Tensid komplexiert und der Komplex in verschiedenen organischen Lösungsmitteln charakterisiert. Dabei zeigt sich eine signifikante Abhängigkeit des Lösungsverhaltens von der Art und der Konzentration zugesetzter Salze. Dieser Polyelektrolyt-Tensid-Komplex wird anschließend als vereinfachtes Modellsystem für die Komplexierung von DNA verwendet. Als kationische Komponente dient zunächst ein kommerzielles PAMAM-Dendrimer der 5. Generation. Dabei steht die Erhaltung der zylindrischen Topologie der anionischen Polyelektrolytbürste in den gebildeten Komplexen im Vordergrund. Durch Variation des Lösungsmittels und des Protonierungsgleichgewichts werden die experimentellen Bedingungen eingegrenzt, bei denen eine solche topologische Kontrolle möglich ist. Es zeigt sich, dass durch die Verwendung von aprotischen organischen Lösungsmitteln gute Erfolge erzielt werden können. Des Weiteren wird das Komplexierungsverhalten stark durch den Zusatz einer Säure oder einer Base beeinflusst, sodass eine topologische Kontrolle mit einem großen Überschuss einer organischen Base auch in protischen Lösungsmitteln wie Wasser und Methanol möglich wird. Anschließend wird das gleiche Polyanion noch mit einer geschützten Polylysin-Bürste in DMF komplexiert, was zur Bildung von kinetisch kontrollierten Aggregaten führt. Die Bildung dieser Aggregate kann durch den Zusatz eines großen Überschusses an Base verhindert werden und es werden zylindrische Komplexe erhalten, die nur aus einer Polylysin-Bürste bestehen. rn