velikost textu

Conformational behavior of branched polymers

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Conformational behavior of branched polymers
Název v češtině:
Konformační chování větvených polymerů
Typ:
Disertační práce
Autor:
Xiu Wang, Ph.D.
Školitel:
doc. Ing. Zuzana Limpouchová, CSc.
Oponenti:
RNDr. Peter Cifra, DrSc.
doc. RNDr. Jiří Kolafa, CSc.
Konzultant:
doc. Ing. Martin Lísal, DSc.
Id práce:
128876
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Program studia:
Fyzikální chemie (P1404)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
27. 6. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
amphiphilní kopolymery, počítačové modelování
Klíčová slova v angličtině:
amphiphilic copolymers, computer simulations
Abstrakt:
Abstrakt 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 a H-polymerů lze najít podmínky nazývané “branching compensation adsorption strength”, BCAS, za kterých mají lineární a H-polymery stejný rozdělovací koeficient. Bylo prokázáno, že se jedná o obecný jev, který nezávisí na složení směsí. Tento poznatek je důležitý nejenom z teoretického ale i z praktického hlediska. Na jedné straně to znamená, že nevhodný výběr experimentálních podmínek, může zhoršit účinnost chromatografické separace. Na straně druhé, kombinace výsledků rozměrové vylučovací chromatografie s výsledky interakční chromatografie může poskytnout cenné informace o architektuře polymerů. Klíčová slova: počítačové simulace, Monte Carlo, disipativní částicová dynamika, chromatografická separace, polymery ve tvaru písmene H, lineární polymery, směsi
Abstract v angličtině:
Abstract 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 volumes is more intricate than that in bulk solutions, because it includes the entropy loss induced by confinement and the entropy and enthalpy contributions due to polymer surface interactions. Because of different deformability and adsorption of H-shaped and linear chains, the partition coefficient of both chains (which generally differ) become equal at specific conditions called the “branching compensation adsorption strength” (BCAS). We have found that BCAS is a universal phenomenon and it does not depend on the composition of the mixture. This finding is important not only from the theoretical point of view but also for experiment and applications. On the one hand, it means that the improper choice of experimental conditions could worsen the efficiency of chromatographic analysis. On the other hand, it suggests the possibility of exploiting the compensation effect to get information on polymer architectures. Keywords: computer simulation, Monte Carlo, dissipative particle dynamics, chromatographic separation, H-shaped polymer, linear polymer, mixtures
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Xiu Wang, Ph.D. 6.42 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Xiu Wang, Ph.D. 61 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Xiu Wang, Ph.D. 60 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Xiu Wang, Ph.D. 1.71 MB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Peter Cifra, DrSc. 881 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Jiří Kolafa, CSc. 112 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 513 kB