Ryjkina, Ekaterina:

Berechnung des Phasenverhaltens nichtionischer Aminoxid-Tenside in Wasser und an Wasser/Öl-Grenzflächen durch dissipative Partikel Dynamik

Essen (2002), 132 Seiten
Dissertation / Fach: Chemie
Fakultät für Chemie » Analytische Chemie
Fakultät für Chemie
Dissertation
Abstract:
In dieser Arbeit wurde eine neue mesoskopische Simulationsmethode (Dissipative Partikel Dynamik) zur Berechnung kolloidaler Systeme vorgestellt und anhand von verschiedenen Tensid/Wasser- sowie Tensid/Wasser/Öl-Systemen auf ihre Anwendbarkeit überprüft. Bei der DPD-Simulationstechnik, wie auch bei anderen computergestützten Methoden, wurde ein mathematisches Modell für reale Systeme entworfen und physikalische sowie chemische Eigenschaften mit numerischen Methoden berechnet. Bei der DPD-Methode handelt es sich um eine relativ neue Simulationstechnik, die ursprünglich für die Berechnungen von Polymersystemen entwickelt wurde. Der Einsatz der Methode für wässrige kolloidale Lösungen wurde bisher noch nicht ausreichend untersucht. Vor allem die Ermittlung der Wechselwirkungspotentiale für DPD-Partikel stellte ein ungelöstes Problem bei der Anwendung dieser Methode dar. Mit Hilfe verschiedener DPD-Modelle wurden in dieser Arbeit Tensid/Wasser sowie Tensid/Wasser/Öl-Systeme beschrieben und simuliert. Als Modell-Tenside dienten dabei verschiedene Alkylaminoxide, die vielseitig in der Industrie eingesetzt werden. Deren Phasenverhalten ist jedoch noch nicht ausreichend untersucht. Fast alle in der Praxis angewendeten Tensid-Systeme sind Mehrkomponenten-Systeme. Aus diesem Grund wurde mit dieser Arbeit ein Modell entwickelt, dass die Berechnungen von Mehrkomponenten-Tensid-Systemen durch die DPD-Simulationstechnik mit möglichst geringem Aufwand für die Parametrisierung erlaubt. Es wurde außerdem eine Methode zur Ermittlung der Wechselwirkungsparameter für die DPD-Berechungen entwickelt. Für diese Berechnungen wurde eine Technik vorgeschlagen, die eine Kombination aus der Flory-Huggins-Theorie und Monte Carlo-Simulationen darstellt. Nach diesem Verfahren wurden die Wechselwirkungen zwischen den DPD-Partikeln durch die Berechnungen der einzelnen Paarkontaktenergien ermittelt.

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