Conformational behavior of branched polymers

Abstract

Dizertační práce se zabývá studiem konformačního chování větvených polymerů v prostorově omezených prostředích. Konformační chování polymerů v omezeném prostředí závisí nejenom na jejich složení a architektuře, ale také na sterickém omezení a na interakci polymerních segmentů s ohraničující stěnou. Lepší porozumění komplexní souhře entropických a entalpických efektů pomáhá vysvětlit chromatografickou separaci z mikroskopického hlediska. Protože velikost polymerního klubka závisí na jeho architektuře, samotná rozměrově vylučovací chromatografie (SEC) často neumožňuje separaci vzorku obsahujícího polymery různých architektur, dokonce ani v případě homopolymerů. Vzhledem k tomu že interakce polymerů se stěnami pórů závisí silně na jeho architektuře, moderní chromatografické metody často kombinují SEC s interakční chromatografií. Detailní znalost konformačního chování větvených polymerů nabízí možnost využití komplikujících dějů v nových speciálních chromatografických aplikacích. Bylo ukázáno, že souhra entalpických a entropických vlivů v prostorově omezených prostředích je mnohem složitější než v samotném roztoku, protože dochází ke snížení entropie v důsledku prostorového omezení a ke změnám entropie a entalpie v důsledku interakce polymeru s povrchem. V důsledku rozdílné deformovatelnosti lineárních...

This PhD thesis is devoted to the study of the conformational behavior of branched polymers in confined volumes. This behavior depends not only on polymer architecture and composition but also on steric confinement and on interaction of polymer segments with the confining wall. Better understanding of complex entropy-to-enthalpy interplay can elucidate the mechanism of the chromatographic separation at the microscopic level. An unambiguous size-exclusion chromatography (SEC) analysis of mixtures containing different polymer architectures is difficult because the sizes of polymer coils, which determine the separation, depend not only on molar mass but also on the polymer architecture. Modern chromatographic methods combine the SEC with the interaction chromatography (IC). They exploit the fact that polymer interactions with pore walls, which are the prerequisite for efficient IC separation, depend strongly on polymer architecture. The knowledge of the conformational behavior of linear and branched polymers in confined volumes and of their interactions with confining medium enables to find optimum conditions either for enhancing or for suppressing the role of individual factors that influence the separation. We have shown that the complex entropy-to-enthalpy interplay in polymer solutions in confined...