Mechanisches Verhalten von Polymeren Wechselwirkung in Polymeren bzw. kolloiden Systemen: Vorträge der Hauptversammlung der Kolloid-Gesellschaft e.V. in Regensburg, 2. bis 5. Oktober 1979 PDF
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Mechanisches Verhalten von Polymeren Wechselwirkung in Polymeren bzw. kolloiden Systemen Vortr~ige der Hauptversammlung der Kolloid-Gesellschaft e.V. in Regensburg, 2. bis 5. Oktober 1979 Herausgegeben yon Prof. Dr. H. RUPPRECHT- Regensburg Prof. Dr. R. BONART- Regensburg Prof. Dr. F. H. MOLLER - Marburg Prof. Dr. A. WEISS - Miinchen Mit 163 Abbildungen und 24 Tabellen DR. D I E T R I C H S T E I N K O P F F VERLAG • D A R M S T A D T 1980 Contents. Inhalt Introduction • Einleitung Rupprecht, H. und A. Weiss (Regensburg/Manchen/Deutschland), Bericht t~ber die 29. Hauptversamm- lung der Kolloid-Gesellschaft e.V. vom 2. bis 5. Oktober 1 9 7 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . Original Contribution- Originalarbeiten Rochester, C. H. (Nottingham/England), Infrared studies of adsorption at the solid/liquid interface (with 15 figures) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kittelmann, U., K. Unger und W. Kreis (Mainz/Deutschland, Bestimmung der Oberflachenacidit~.t von po- r6sem Siliciumdioxid durch Titration im aprotischen Solvens und Vergleich der Ergebnisse mit denen aus infrarotspektroskopischen Messungen und heterogenem Isotopenaustausch mit HTO (mit 6 Abbil- dungen und 3 Tabellen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Kn6zinger, H. and W. Stiihlin (MiJnchen/Germany), Adsorption of alcohols on silica - evidence for the ex- istence adsorption sites (with 11 figures and 2 tables) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Killmann, E. und M. Korn (Garching/Deutsch/and), Infrarotspektrometrische und mikrokalorimetrische Untersuchungen zur Haftstellenanzahl eslergruppenhaltiger Polymerer an der Silica (Aerosil)-CCl4- Grenzfl~iche (mit 11 Abbildungen und 2 Tabellen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Huggins, M. L. (Woodside/USA), Structural changes in the transformation from o~- to//-keratin (with 6 fig- ures) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 MMler, M., M. Miither, 1. Belouschek, P. Belouschek and G. Peschel (Essen/Germany), Evidence for the existence of a solvation term in the mutual interaction of hydrophobic surfaces in disperse systems (with 4 figures and 2 tables) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Dobi6,(, B. (Regensburg/Deutschland), Elektrokinetische Untersuchung der Wechselwirkung von Proteinen mit Lipidschichten (mit 8 Abbildungen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Ottewill, R. H. (Bristol/England), Direct measurements of particle-particle interactions (with 13 f i g u r e s ) . . . 71 Nieuwenhuis, E. A., C. Pathmamanoharan and A. 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Pilarski and G. H. Findenegg (Bochum/Germany), Adsorption of carboxylic acids and other chain molecules from n-heptane onto graphite (with 9 figures and 3 tables) . . . . . . . . . 131 Kanig, G. (Ludwigshafen/Deutschland), Mechanisch und thermisch verursachte Strukturver~tnderungen des Kolloiden Systems ,,Polyethylen" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Heise, B., H.-G. Ki#an and W. Wu(ff (Ulm/Germany), Deformation and microstructure in uniaxially stretch- ed PE (with 8 figures) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Paredes, E. und 1:2 W. Fischer (Mainz/Deutschland), R/Sntgenkleinwinkel-Untersuchungcn zur Struktur der Crazes (Flief3zonen) in Polycarbonat und Polymethylmethacrylat . . . . . . . . . . . . . . . 149 Ullmann, W. und J. H. Wendor/f (Darmstadt/Deutschland), Morphologie yon Polyvinylidenfluorid-Poly- methylmethacrylat- Mischungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Hosemann, R. (Berlin/Deutschland), Einfluf5 der Mikroparakristalle auf die Eigenschaften von Polymeren (mit 5 Abbildungen und 1 Tabelte) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Jungnickel, B.-J. (Darmstadt/Deutschland), Analyse des Orientierungszustandes zweiachsig gereckter Poly- ~thylenterephtalat-Folien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Holland-Moritz, K., W. Stach and I. Holland-Moritz (K61n/Germany), Investigation of time-dependent phe- nomena in polymers by Fourier-Transform-Infrared spectroscopy (with 3 figures) . . . . . . . . . . 161 Wendorff J. 11. (Darmstadt/Deutschland), Beeinflussung mechanischer Eigenschaften durch Strukturdefekte 165 Rose, W. und Ch. Meurer (Erlangen/Deutschland), Elektronenmikroskopischer Nachweis der Gef'tigeverfin- derung bei Tieftemperaturbriachen in linearem Poly~ithylen (mit 14 Abbildungen) . . . . . . . . . . 167 Ebert, G., G. Knipsel, A. Maeda und F. H. Miiller (Marburg/Deutschland), Dehnungskalorimetrische Unter- suchungen an Poly-a-aminos~iuren (mit 8 Abbildungen und 3 Tabellen) . . . . . . . . . . . . . . 175 Corrections. Berichtigungen Airs, T. (Berlin/Germany), On the energy-elasticity ofrubberlike materials . . . . . . . . . . . . . . . 183 PROGRESS IN COLLOID AND POLYMER SCIENCE Fortschrittsberichte fiber Kolloide und Polymere Supplements to "Colloid and Polymer Science". Continuation of ,,Kolloid-Beihefte" Vol. 67 1980 Progr. Colloid & Polymer Sci. 67, 1 - 5 (1980) © 1980 Dr. Dietrich Steinkopff Verlag, Darmstadt ISSN 0340-255 X Bericht iiber die 29. Hauptversammlung der Kolloid-Gesellschafl e.V, vom 2.-5. Oktober 1979 H. Rupprecht (Regensburg) und A. Weiss (Mfinchen) Begr~Bungsabend: der Kolloidwissenschaft in der Bundesrepublik Deutschland wurde die Notwendigkeit betont, Zum Begrtigungsabend am 2.10. 1979 im Ho- mindestens 2 Lehrstfihle for Kolloidchemie ein- tel Bischofshof der Altstadt Regensburgs fanden zurichten. Diese Notwendigkeit zeigt sich beson- sich eine groBe Zahl yon G/isten, vor allem aus ders deutlich an der Nachfrage nach dem Fortbil- dem Ausland, ein. dungskurs in Kolloidchemie, an dem in den letz- ten 4 Jahren ca. 300 Chemiker aus der Industrie, aus BehSrden und staatlichen Forschungsinstitu- 1. Sitzungstag: ten teilgenommen haben. Am Mittwoch, den 3. Oktober 1979 wurde die Wie bei allen Hauptversammlungen der Kol- Sitzung im HOrsaal des F~chbereichs ftir Chemie loidgesellschaft wurde auch dieses Mal der ver- und Pharmazie an der Universit/it Regensburg storbenen Mitglieder ehrend gedacht. Besonders um 9.00 Uhr feierlich in Anwesenheit des Prasi- stark ist die Kolloidgesellschafl durch den Tod denten der Universit/it Regensburg, Herrn Prof. von Jiirgen Steinkopff betroffen worden. J~rgen Dr. Henrieh und des Dekans des Fachbereichs Steinkopff war stellvertretender Vorsitzender, Chemie und Pharmazie an der Universitat Re- Schriftfuhrer und Kassenwart der Gesellschaft. gensburg, Herrn Prof. Dr. Range, vom Vorsitzen- Er hat die zuletzt genannten Tatigkeiten bereits den der Gesellschaft, Herrn Prof. Dr. Armin in der dritten Generation des Hauses Steinkopff Weiss' erSffnet: wahrgenommen. Als HShepunkt der ErSffnungssitzung wurden der Wolfgang-Ostwald-Preis und der Theodor- ErGffnungsveranstaltung Steinkopff-Preis verliehen. Nach der Satzung verleiht die Kolloidgesell- Die Tagungsteilnehmer wurden durch den Pdi- schaft den Wolfgang-Ostwald-Preis for hervorra- sidenten der Universit~it Regensburg und den gende Leistungen auf dem Gebiet der reinen Dekan der Fakultat for Chemie und Pharmazie oder angewandten Kolloidwissenschaft. Die beg~St. Der Vorsitzende der Kolloidgesellschaft Preisverleihung erfolgt ohne Riicksicht auf die dankte dem 6rtlichen Organisationskomitee, vor Nationalitfit des Preistr/igers. Vorstand und Vor- allem Herrn Prof. Rupprecht und seinen Mitar- standsrat hatten einstimmig beschlossen, den beitern, far die hervorragende Vorbereitung der Preis dieses Mal an Prof. Dr. Ron H. Ottewill, Bris- Tagung, den Vortragenden far ihre Bereitschaft, tol, zu verleihen. Prof. Ottewill ist den Teilneh- zum wissenschaftlichen Gehalt der Tagung bei- mern fri~herer Tagungen aus seinen Vortdigen zutragen und den Teilnehmern aus neun ver- bekannt. Er hatte auf einer Tagung in Bad Oeyn- schiedenen L/indern for ihr Interesse. hausen, in Mt~nchen und in Darmstadt jeweils Nach einem kurzen historischen Uberblick einen Hauptvortrag gehalten. Prof. Ottewill ist fiber die Entwicklung der Kolloidgesellschaft und 1927 geboren und hat in London (BSc, PhD) und 2 Progress in Colloid and Polymer Science, Vol. 67 (1980) Cambridge (MA, PhD) studiert. Er ist heute Verursacht wurden sie durch die Waschmittel. Head of the Department of Physical Chemistry Viele der darin enthaltenen Tenside waren biolo- an der Universit~it Bristol, die auf dem Fachge- gisch nicht oder nur sehr langsam abbaubar. Hier biet dutch ihre herausragende Ausbildung, die war es die Idee von Prof. Barrer, Zeolithe als Mo- zum Master in Colloid and Surface Science fuhrt, lektilsiebe einzufuhren und biologisch abbaubare weltweit bekannt ist. 1974 erhielt er v o n d e r Tensidrohstoffe yon nicht abbaubaren zu tren- Chemical Society London die Unilever Medal for nen. Tatsfichlich verschwanden die Schaumberge Colloid and Surface Chemistry. Der wissenschaft- als Folge dieser Idee. Aber bald machte sich ein lichen Fachwelt ist er durch zahlreiche Vortr~ige neues Problem bemerkbar: Die Phosphate, wel- und ca. 140 Ver6ffentlichungen tiber kolloide Sy- che zur Verhinderung der Bildung von Kalksei- steme und Grenzfl~ichen bekannt geworden. Alle fen und Kesselstein und zur Schonung des Gewe- seine Arbeiten zeichnen sich durch pr~ignante bes den Waschmitteln zugesetzt werden mtissen, Fragestellung, klare experimentelle Konzeption wirken im Abwasser als Dtinger far die Mikroor- und sachliche Aussagen ohne effekthaschende ganismen. Als Folge ergab sich eine st~ndig fort- Spekulationen aus. Die Urkunde lautet: ,,Die schreitende Eutrophierung der Gew~isser. Zeoli- Kolloid-Gesellschaft verleiht durch ihren Vor- the werden in ihrer Natriumform als billige Ionen- stand anl~iBlich der 29. wissenschaftlichen Haupt- austauscher eingesetzt. Sie binden in einer Ionen- versammlung in Regensburg Herrn Prof. austauschreaktion die zwei- und mehrwertigen R. H. Ottewill, M.A.Ph.D. Professor of Colloid h~irtebildenden Ionen und ersetzen so die Phos- Science, Bristol, den Wolfgang-Ostwald-Preis. phate. Vorstand und Vorstandsrat haben in die- Die Verleihung geschieht in Anerkennung und ser Idee den wichtigsten Beitrag der letzten Jahre Wtirdigung der hervorragenden und grundlegen- zur Verbesserung der Wasserqualit~it in den Fltis- den Experimentalarbeiten tiber die Wechselwir- sen und Seen gesehen. Sie haben daher beschlos- kung kolloider Teilchen. Regensburg, am 3. Ok- sen, den Theodor-Steinkopff-Preis erstmals an tober 1979 Kolloid-Gesellschaft e.V. 1. Vorsit- Dr. Milan Josef Schwuger zu verleihen. Dr. zender". Schwuger ist 1938 in Semlin, Kreis Belgrad, gebo- Der Steinkopff-Verlag war der Kolloidgesell- ten. Sein Lebensweg war nicht einfach. Wtihrend schaft seit ihrer Grtindung engstens verbunden. des Studiums muBte er sich Geld verdienen Er gibt die ~ilteste wissenschaftliche Zeitschrift durch eine T~itigkeit bei der Bergbauforschungs- tiber die Kolloidwissenschaft heraus, die Kolloid- GmbH in Essen-Kray. Bereits in der Diplom- Zeitschrift, die inzwischen in Colloid and Poly- und Doktorarbeit hat er sich mit Adsorptionen mer Science umbenannt ist. Dieser Verlag hat vor und Adsorptionskinetik beschgftigt. Seit 1966 ist 4 Jahren den Theodor-Steinkopff-Preis gestiftet. er bei der Firma Henkel in DUsseldorf t~itig. Er Satzungsgem~iB soll dieser Preis an jtingere Fach- war zun~ichst Leiter der Arbeitsgruppe ,,Grundla- wissenschaftler verliehen werden ftir hervorra- gen des Waschens", dann Leiter der Abteilung gende Arbeiten im industriellen technologischen ,,Neue Wasch- und Reinigungssysteme", seit Anwendungsbereich der Kolloid-, Polymer- und 1977 leitet er die physikalisch-chemische Arbeits- Grenzfl~ichenforschung, insbesondere im Blick gruppe. Die Zahl der Publikationen n~ihert sich auf einen wirksamen Umweltschutz. Vorstand 50; ca. 13 davon betreffen den Ersatz der Phos- und Vorstandsrat haben bei ihren Beratungen ge- phate in Waschmitteln durch Natrium-Alumini- merkt, wie schwierig in unserer Zeit die Aus- urn-Silicate. Er ist an tiber 30 Patentanmeldun- zeichnung eines Einzelnen durch diesen Preis ist. gen beteiligt. Die Urkunde lautet: ,,Die Kolloid- Die meisten Verbesserungen und Beseitigungen Gesellschaft verleiht durch ihren Vorstand anRiB- von technischen MiBst~inden ergeben sich aus lich der 29. wissenschaftlichen Hauptversamm- vielen winzigen Teilschritten. Es existieren nut lung in Regensburg Herrn Dr. M.J. Schwuger, wenige Berichte, wo ein Einzelner durch seinen Dtisseldorf, den Theodor-Steinkopff-Preis. Die Einsatz eine Idee gegen Tr~igheit und Skepsis Verleihung geschieht in Anerkennung und Wtir- auch bis zur Anwendung vorantreiben kann. Der digung der Arbeiten tiber den Ersatz von Phos- Vorstand meint, einen solchen Bereich gefunden phaten in Waschmitteln dutch zeolithische Sili- zu haben. Denken Sie an unsere Fltisse vor cate und dem damit verbundenen Fortschritt in 30-40 Jahren: Hinter jeder Schleuse und jedem den Bemtihungen um die Reinhaltung der Ge- Stauwehr drehten sich jahraus-jahrein hohe w~,sser. Regensburg, am 3. Oktober 1979. Kol- Schaumberge, die praktisch nie verschwanden. loid-Gesellschaft e.V. 1. Vorsitzender". Rupprecht und Weiss, Bericht fiber die 29. Hauptversammlung der Kolloid-Gesellschafi e. V. 3 Nach kurzen Dankesworten der Preistrfiger Prof. Dr. W. Helfrich, Universit~t Berlin: wurde die Tagung mit den wissenschafilichen ,,Untersuchungen zur Myelinstruktur" Vortr~igen er6ffnet. Prof. Dr. M. L. Huggins, Arcadia Inst. Sci. Res., Woodside, Calif.: ,,Structural Changes in the Transformation from Nach den Gru6worten des Prfisidenten der Universit~it und des Dekans wurde der Wolfgang- ~- to r-Keratin" Ostwald-Preis an Prof. Dr. R. Ottewill, Universi- Prof. Dr. G. Peschel, P. Belouschek, M. Selig und t~it Bristol, ft~r seine Untersuchungen zu Wechsel- P. Sadeghi, Universit~t Essen: wirkungen kolloider Teilchen und Herrn Dr. ,,Zum Nachweis eines Solvatationsterms bei der M. J. Schwuger, Dt~sseldorf, der erstmals verge- Wechselwirkung hydrophober Oberfl~ichen in bene Theodor-Steinkopff-Preis ffir besondere Ver- dispersen Systemen" dienste auf dem Gebiet des Umweltschutzes far Dr. B. Dobias, Universit~it Regensburg: seine Entwicklungen yon phosphatsubstituieren- ,,Elektrokinetische Untersuchung der Wechsel- den Waschmittelzus~ttzen verliehen. wirkung von Proteinen mit Lipidschichten" In der Vormittagssitzung, an der ca. 90 Perso- Am Abend fand im historischen Reichssaal des nen teilnahmen, trugen unter dem Vorsitz von Alten Rathauses in Regensburg ein Empfang Herrn Prof. Boehm folgende Herren vor: dutch den Oberb~irgermeister von Regensburg Prof. Dr. G. Manecke, Universit~it Berlin: statt, in dessen Verlauf u. a. ein historischer Vor- ,,Neues auf dem Gebiet der immobilisierten En- trag die 1800-j~thrige Geschichte Regensburgs zyme" den Gfisten nahe brachte. Prof. Dr. C.H. Rochester, Universit~it Notting- ham: 2. Sitzungstag: ,,Infrared Spectroscopic Studies of Adsorption at the Solid/Liquid Interface" Donnerstag, 4. Oktober 1979 Dr. U. Kittelmann, Universit~tt Mainz: Tagungsort: H6rsaal der Fakult~t Chemie u. ,,Oberfl~ichenacidit~t yon porOsem Siliciumdi- Pharmazie der Universit~t Regensburg. Ca. oxid, Bestimmung durch heterogenen Isotopen- 100 Teilnehmer austausch, Infrarotspektroskopie und Titration Vorsitzende: Prof. Dr. E. Wolfram im aprotischen Solvens" Dr. H. Schuller In der Nachmittagssitzung wurden unter dem Prof. Dr. R. Hosemann Vorsitz von den Herren Professoren Lagaly und Prof. Dr. G. Rehage Manecke folgende Vortr~ige gehalten: Prof. Dr. H. Ottewill, Universit~it Bristol: Prof. Dr. H. KnOzinger und Dr. W. Stdhlin, Uni- ,,Direct Measurements of Particle- Particle Inter- versit~t Mtinchen: actions" ,,Adsorption von Alkoholen an Siliciumdioxid" Dr. E. A. Nieuwenhuis, C. Pathmamanoharan und Prof. Dr. E. Killmann und Dr. M. Korn, TU Miin- A. Vrij, Universit~t Utrecht: chen: ,,Particle Interactions in Colloidal Dispersions of ,,Infrarotspektrometrische und mikrokalorimetri- PMMA-Latex in Benzene" sche Untersuchungen zur Haftstellenzahl ester- Dipl.-Ing. M. Bongards, Universit~it Dortmund: gruppenhaltiger Polymerer an der Silica-CC14- ,,Messungen der Elektrolytstabilitfit von Polysty- Grenzfl~tche" rollatices" Dr. G. R. Joppien, Universitfit Stuttgart: Prof. Dr. E. Wolfram und Dr. J. Pint,r, Universi- ,,Viskoelastizit~itsstudien zur Charakterisierung t~it Budapest: der ~berbrt~ckungsflockung von w~tl3rigen Aero- ,,Kapillare Adhesion dutch Fltissigkeitsbfiicken sildispersionen dutch oligomere Poly (oxyethy- zwischen polymeren und polaren Oberfl~ichen" len)e" Dr. H. Schli~ter und Dr. G. Schreiner, Chem. Prof. Dr. P. W. Schindler und Dr. A. C. M. Bourg, Werke Hiils AG, Marl: Universit~it Bern: ,,Zur Wechselwirkung von anionischen Seifen ,,Tern~ire Komplexe in Grenzfl~ichen Oxid-Was- und Hydrokolloiden auf der Oberfi~che yon ser" Synthesekautschuklatexteilchen" 4 Progress in Colloid and Polymer Science, Vol. 67 (1980) Dr. U. Kaatze, Universit~it G6ttingen: A rbeitstagungen: ,,Dielektrische Relaxation und molekulare Bewe- Eine Arbeitstagung tiber Adsorption aus L6- gungen in w~tgrigen L6sungen von Mizellen und sungen ist fflr den Herbst 1980 in Bochum ge- Membranen" plant. Die 6rtliche Organisation tibernehmen Dipl.-Chem. M. Liphard, Dr. P. Glanz, Dr. G. Pi- Prof. Findenegg und Dr. Schwuger. Eine weitere larski und Prof. Findenegg, Universit~t Bochum: Arbeitstagung soll zum Thema ,,Filmbildung" ,,Einflul3 von Endgruppen auf die pr~ferentielle stattfinden. Ort und Zeit werden noch festgelegt. Adsorption von Kettenmolektilen aus nicht-w~ig- Herr Dr. Schuller wird sich an der Organisation rigen LOsungen" beteiligen. Prof. Dr. G. Kanig, BASF Ludwigshafen: ,,Mechanisch und thermisch verursachte Struk- Stil der zukiinftigen Hauptversammlungen: turver/inderungen des kolloiden Systems ,Poly- Es wurde die Frage aufgeworfen, ob for Dis- ethylen'" kussionsvortr~ige eine Parallelsitzung vorgesehen Dr. B. Heise und Prof. Dr. H.-G. Kilian, Universi- werden soll. Prof. Wolfram: Zustimmung, aber tat Ulm: nicht mehr als 2 Parallelsitzungen. Prof. Erbring: ,,Deformation und Mikrostruktur in Polyethylen" Zustimmung; Prof. Rehage: Zustimmung, weil Prof. Dr. G. Rehage, W. Oppermann und N. Ren- dann mehr Zeit ftir Diskussionen zur Verft~gung ner, TU Clausthal-Zellerfeld: steht. Prof. Killmann: nur gut, wenn zwei sehr ,,Dynamisch mechanisches Verhalten und Struk- verschiedene Themen. Prof. Kilian: Vorschlag- tur von amorphen Polymer-Netzwerken" 1 Halbtagssitzung mit einem festgelegten Thema, Dr. E. Paredes und Prof. Dr. E. W. Fischer, Uni- for die restliche Zeit freie Themen in Parallelsit- versit~it Mainz: zungen. ,,ROntgenkleinwinkel-Untersuchungen zur Struk- tur der Crazes (FlieBzonen) in Polycarbonat und Beziehungen zu anderen Gesellschaften: Polymethylmethacrylat" Die European ,,Chemistry of Interfaces" Con- Dipl.-Phys. W. Ullmann und Dr. J. H. Wendorff ferences sind an die Kolloid-Gesellschaft ange- Dt. Kunststoffinstitut Darmstadt: schlossen (affiliated to Kolloid-Gesellschaft). Die ,,Morphologie von Polyvinyliden-Polymethyl- 1. Konferenz unter Beteiligung der Kolloid-Ge- methacrylat-Mischungen" sellschaft hat im Oktober 1978 in Varna, Bulga- Um 17.45 Uhr fand die ordentliche Mitglieder- rien, stattgefunden. Die n~ichste Konferenz wird versammlung statt: im Juni 1980 in Abo, Finnland, stattfinden. Eine weitere Konferenz ist tar 1982 in Ungarn geplant. Der Stand der Diskussionen tiber die Bildung Protokoll einer ,,International Association of Colloid and der Mitgliederversammlung der Kolloid-Ge- Surface Scientists" wurde kurz erl~iutert. Die Kol- sellschaft am 4. 10. 1979 in Regensburg loid-Gesellschaft wird organisatorische Hilfestel- lung geben. Sie ist for die Dauer dieser Hilfestel- Beginn: 17.43 Uhr lung permanent im Vorstand dieser Association Versammlungsleiter: Prof. Dr. Armin WeiB, Protokollft~hrer: Prof. Dr. H.-P. Boehm vertreten. Anl~if31ich der intemationalen Konfe- renz in Stockholm wurde ein provisorisches T.O.P. 1: Bericht des Vorstandes ,,Counsel" gebildet, von dem 4 Mitglieder der Kolloid-Gesellschaft sind. Zum Vorsitzenden des Durch den Tod yon Jiirgen Steinkopff der als provisorischen Counsels wurde Prof. Parfitt ge- Kassenwart und Schriftftihrer der Gesellschaft w~ihlt. Vizepriisidenten sind Prof. Matijevic, Prof. fungierte, hat sich eine Reihe von Problemen er- A. WeiB, Prof. Derjaguin und Prof. Suito. Die geben, die in der Zwischenzeit weitgehend ge- endgtiltige Etablierung der Gesellschaft soll beim klart sind. n~ichsten internationalen Kongreg im Jahr 1981 Die nachste Hauptversammlung soll in Ulm in Jerusalem stattfinden. Der tibern~ichste inter- stattfinden. Die Tagungsleitung tibernimmt Prof. nationale KongreB soll 1985 in den USA statt- Kilian. Der genaue Termin soil sobald wie mOg- finden und wird von Prof. Matijevic organisiert lich festgelegt und bekanntgegeben werden. werden. Rupprecht und Weiss, Bericht fiber die 29. Hauptversammlung der Kolloid-Gesellschaft e. V. 5 T.O.P. 2: Kassenbericht und Kassenprtifung schaftsabend in die R~iume der gotischen Patri- zierburg Heuport in unmittelbarer N~ihe des Re- Die Gesellschaft verftigte zu Beginn der Ta- gensburger Doms eingeladen. Der Abend verlief gung tiber DM 25 724,42; (Postscheckkonto: in einer heiteren Atmosph~ire und gab viel Gele- DM7416,99; Sparkonto: DM 18 197,20; Hand- genheit zu pers6nlichen Kontakten unter den Ta- kasse: DM 110,23). gungsteilnehmern. Die Kosten der laufenden Hauptversammlung werden voraussichtlich DM 12 000,-- betragen. 3. Sitzungstag Der Kontostand nach Abrechnung der Tagung Freitag, 5. Oktober 1979 wird demnach gegentiber der letzten Hauptver- Tagungsort: HOrsaal der Fakult~it Chemie und sammlung nut wenig ver~tndert sein. Pharmazie der Universit~it Regensburg. Teilneh- Die Kassenprtifung wurde von den Herren Prof. Erbring und Prof. Kanig vorgenommen und die mer: Ca. 80 Kassenfiihrung als ordnungsgem~i6 festgestellt. Vorsitzende: Prof. Dr. G. Eberth Prof. Dr. D. G6ritz Prof. Dr. R. Hosemann, Fritz-Haber Institut, Ber- T.O.P. 3: Entlastung des Vorstandes lin-Dahlem: ,,Mikroparakristalle und mechanisches Verhalten Prof. Erbring berichtet tiber die Kassenp~fung in Polymeren" und beantragt Entlastung des Vorstandes. Die Dr. B. J. Jungnickel, Dt. Kunststoff-Institut, Mitgliederversammlung entlastet den Vorstand Darmstadt: einstimmig. ,,Analyse des Orientierungszustandes zweiachsig gereckter Polyethylenterephthalat-Folien" Dr. K. Holland-Moritz, Universitat K61n: T.O.P. 4: Neuwahl des Vorstandes ,,FTIR-spektroskopische Untersuchungen an Po- lymerfilmen wahrend des Reckens und Relaxie- Der Versammlungsleiter fordert zu Vorschl~- rens" gen far die Neuwahl des Vorstandes auf. Prof. Dr. J. H. Wendorff Dt. Kunststoff-Institut, Boehm schl~igt vor, den bisherigen Vorsitzenden, Darmstadt: Prof. WeiB, und den stellvertretenden Vorsitzen- ,,Beeinflussung mechanischer Eigenschaften den, Prof. Schuller, wiederzuw~ihlen und anstelle durch Strukturdefekte" von Jftrgen Steinkopff Prof. Lagaly, Kiel, als wei- Dr. W. Rose und Dr. Chr. Meurer, Siemens AG, teren stellvertretenden Vorsitzenden, Schriftfiih- rer und Kassenwart zu wahlen. Weitere Vorschl~i- Erlangen: ,,Elektronenmikroskopischer Nachweis der Gefti- ge gehen nicht ein. Prof. Erbring iibernimmt die Versammlungsleitung und Durchftihrung der gever~tnderung bei Tieftemperaturbrtichen in li- Wahl. Als neuer Vorstand wird gew~ihlt: Vorsit- nearem Polyethylen" zender: Prof. A. Weil3, Mtinchen, stellvertreten- Prof. Dr. G. Eberth, Universit~it Marburg: der Vorsitzender: Dr. H. Schuller, Ludwigshafen, ,,Dehnungscalorimetrische Untersuchungen an stellvertretender Vorsitzender (Schriftftihrer und Poly-~-Aminos~iuren" Kassenwart) Prof. G. Lagaly, Kiel. Die Wahl er- Dr. H. Craubner, Max-Planck Institut KOln: folgte ohne Gegenstimme bei 3 Enthaltungen. ,,Untersuchungen tiber die mechano-chemischen Prozesse beim Mastizieren von Polymerschmel- zen. Das Walzverhalten von Polyethylen" T.O.P. 5: . . . . Gegen 14.00 Uhr schlo6 Herr Prof. Dr. Attain Weiss, der Vorsitzende der Kolloid-Gesellschaft, Sitzungsende: 18.15 Uhr. die Sitzung mit einem nochmaligen Dank an alle (Prof. Dr. H.-P. Boehm) Vortragenden, Diskussionsteilnehmer und alle an der Vorbereitung und Durchfi~hrung der Am Abend hatte die Kolloid-Gesellschaft alle 29. Hauptversammlung Beteiligten, insbesondere Tagungsteilnehmer zum traditionellen Gesell- den Herren Bonart, Heckmann und Rupprecht. Progr. Colloid & Polymer Sci. 67, 7 - 17 (1980) © 1980 by Dr. Dietrich Steinkopff Verlag GmbH & Co. KG, Darmstadt ISSN 0340-255 X Lectures during the conference of the Kolloid-Gesellschaft e.V., October 2-5, 1979 in Regensburg Chemistry Department of the University of Nottingham, England Infrared studies of adsorption at the solid/liquid interface C. 11. Rochester With 15 Figures 1. Introduction Hasegawa (4, 5) subsequently described cells for the measurement of spectra of species adsorbed Despite the extensive use of infrared spectrosco- onto powdered oxides in the form of self support- py for the study of surfaces and adsorption behavi- ing pressed discs. Broadly speaking two main ex- our at the solid/gas interface there have been perimental methods have emerged one involving comparatively few infrared studies of the solid/li- pressed discs of powdered solid immersed in the quid interface. Infrared spectra have been report- liquid phase and the other involving direct spec- ed of surface species which have been adsorbed troscopic examination of loose dispersions of from solution followed by separation of the solid small solid particles in liquid. The present brief adsorbent plus adsorbed layer from the liquid report describes the results of some of the infra- phase before spectroscopic examination. Such sep- red studies of the solid/liquid interface carried aration is not entirely satisfactory because the out by the author and his coworkers at Notting- nature of the surface-adsorbate interactions and ham University. More general reviews have been the orientation of adsorbed molecules may be in- published elsewhere (6, 7). fluenced by the removal of the liquid dispersion medium. Results giving unambiguous informa- tion about the solid/liquid interface can only be 2. Infrared cells obtained by direct spectroscopic examination of the surfaces of solids immersed in situ in the li- The simplest cell which has been used for stu- quid phase. Unfortunately water adsorbs infrared dying adsorption onto pressed discs of oxide pow- radiation too strongly to be able to be studied in ders was fitted with silica optical windows 0.5 mm this context at present. The majority of work so apart (fig. 1) (8). The cell was glassblown to a far has, for spectroscopic reasons, involved use of conventional vacuum apparatus which enabled carbon tetrachloride as the predominant compo- the cell to be evacuated and which included ves- nent of the liquid phase. However infrared spec- sels for the storage of liquids and burettes for the tra of surface species at the oxide/liquid hydro- mixing and admission of liquids to the cell. An carbon interface have also been reported. oxide disc was placed between the windows and The applicability of infrared reflection spec- was heated in situ by an external furnace. Liquid troscopy to the study of adsorbed species in situ at or solution was admitted after removal of the fur- the solid/liquid interface has been investigated nace and cooling of the disc. When equilibration by Yang et al. (1). However, transmission spec- was complete the spectrum of the disc immersed troscopy has been the most widely used tech- in the liquid phase was recorded. The cell shown nique. The earliest work appears to be that of Fi- in fig. 1 was specifically developed for the study limonov and Terenin (2, 3) who measured spectra of systems in which the predominant component of microporous glass, and powdered silica-alumi- of the liquid phase was a hydrocarbon. As short na immersed in liquids and solutions. Low and an optical path length as possible was necessary 8 Progress in Colloid and Polymer Science, Vol. 67 (1980) I . . . . . . . . . i f The cells described so far did not have any me- chanism for stirring or thermostating the adsorp- tion system. Results referred to the ambient tem- peratures of samples in the optical compartment of the infrared spectrometer. Equilibration times were sometimes long, in part because rates of mix- Vit<~~ O'ring ing of solutions were diffusion controlled. Three cells have been described ( 1 1 - 13) in which stir- ring and thermostating were provided by circulat- i ing the liquid phase from a reservoir through the optical compartment of the infrared cell. Low and Hasegawa (4, 5) had adopted a similar method in their early studies involving pressed discs immers- ir s}] i ed in liquids. A typical arrangement adopted by Rochester et al. (11 -13) is shown in fig. 3. The cell compartment was of identical design to that liquid ~t~t shown in fig. 1. With silica windows and an opti- Endv idw Front view cal path length of 0.5 mm the cell was suitable for Fig. 1. Infrared cell with silica windows (8). studies of adsorption from hydrocarbon liquids and for the recording of spectra down to to prevent too much absorption of infrared radia- 2100 cm -1 (13). A stainless steel cell with fluo- tion by the liquids. The cell suffered from the dis- rite windows combined the design of cell shown advantage that the silica optical windows were ef- in fig. 2 with a circulating system which included fectively opaque to infrared radiation below a subsidiary optical compartment which did not 2100 cm-1. contain a disc, but circulating liquid alone (11). Cells with fluorite windows have been used to record spectra below 2100 cm -1. It is not possible to use an external furnace around the optical ~ modlfied grease-freet ap compartment of a cell with fluorite windows. The I "~'~I~ nylon filament 32(m,~ /~ cells were therefore constructed with a furnace "---" ~ g o s inlet section mounted vertically above the optical compartment. Fig. 2 shows a cell in which the lo- , w "~- soft iron weight wer section was constructed predominantly from Pyrex rod therrnocouple well brass and the upper section from pyrex glass (9). ~ The optical path length was governed by the ability to lower, using a modified grease-flee tap I ~ 5cm ~ winding mechanism, a pressed disc in a platinum wire holder to a position between the fluorite windows. A minimum path length of ~ 2.8 mm could be achieved. Cells of this magnitude path 12cm ~ ~ bTreafslso nc lrainmgp ing ¢ing length were suitable for studying adsorption from stainless steel guide carbon tetrachloride. The furnace section of the Neoprene i m ~ ~ cells were constructed from silica when it was re- vocu ii ~platinium wirt quired to pre-evacuate oxide discs at tempera- ~il " tures above ~ 720 K. More recently a simpler cell has been described in which the lower section consisted of two fluorite windows fixed with aral- fluorite i" dite to internal flanges on a pyrex glass lower sec- tion fitted with a drain tap (10). In general cells Teflc~n spacer with a pyrex base section have proved to be liqu*ds easier to use than those with a brass base section, side view front vlew although the former suffer from the disadvantage Fig. 2. Infrared cell with metal base and fluorite win- that they cannot be dismantled for cleaning. dows (9).
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