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Erschienen in: Colloid and Polymer Science 10/2006

01.07.2006 | Original Contribution

From polyelectrolyte to polyampholyte microgels: comparison of swelling properties

verfasst von: Mallika Das, Eugenia Kumacheva

Erschienen in: Colloid and Polymer Science | Ausgabe 10/2006

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Abstract

We report the results of comparative studies of the swelling behavior of polyelectrolyte (PE) and polyampholyte (PA) microgels in response to pH, ionic strength, temperature, and solvent composition. Polyelectrolyte microgels used were cross-linked binary copolymers of poly(N-isopropylacrylamide) (polyNIPAm) and acrylic acid (AA) or vinyl imidazole (VI). The PA microgels with an excess of either cationic or anionic groups swelled at low or high pH values, respectively, analogous to PE microgels. The PA microgels with similar amounts of AA and VI groups exhibited marked swelling at both high and low pH values. All PA microgels shrank in the intermediate range of pH due to electrostatic attraction between charged AA and VI moieties. In moderately concentrated salt solutions, PA microgels underwent swelling showing antipolyelectrolyte behavior. The extent of swelling of PA microgels increased with rise in AA content. The temperature-dependent contraction of both PE and PA microgels occurred at higher temperatures when AA and VI groups were charged and hydrophilic. Ion pairing between the AA and VI groups increased the extent of the temperature-induced deswelling in PA microgels. The solvent-dependent swelling of PE and PA microgels in ethanol–water mixtures was governed by competing electrostatic and cosolvency effects.

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Fußnoten
1
The pk a value in a polymer is subject to the fluctuations in local charge density, ionic strength and pH of the medium, microstructure (blockiness/randomness), crosslinker concentration and polymer composition—all of which can cause it to vary significantly. The values of pk a reported for imidazole in the literature therefore do vary between 5 and 10 [3641].
 
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Metadaten
Titel
From polyelectrolyte to polyampholyte microgels: comparison of swelling properties
verfasst von
Mallika Das
Eugenia Kumacheva
Publikationsdatum
01.07.2006
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Colloid and Polymer Science / Ausgabe 10/2006
Print ISSN: 0303-402X
Elektronische ISSN: 1435-1536
DOI
https://doi.org/10.1007/s00396-006-1483-x

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