DAS AGGREGATIONSVERHALTEN VON TENSIDEN IN WÄSSRIGEN LÖSUNGEN

Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden Modelle für die Aggregation von Tensiden an Hand verschiedener Tensidsysteme diskutiert. Danach erfolgt die Assoziation immer grundsätzlich über Kugeln zu Stäbchen und Scheibchen, wobei je nach der Tensidkonstitution die Existenzbereiche der verschiedenen Aggregatformen verschieden sein können; bei einer Reihe von Systemen können einzelne Formen auch fehlen. In der Regel bilden einkettige ionische Tenside mit schwach assoziierenden Gegenionen bis zu hohen Konzentrationen Kugelmizellen, mit stark assoziierenden Gegenionen entstehen oft schon bei niedrigen Konzentrationen Stäbchen, während insbesondere Tenside mit voluminösen hydrophoben Resten, wie zweikettige Tenside, schon bei niedrigen Konzentrationen Scheibchen bzw. Doppellamellen ausbilden. Die Radien der Kugeln und die kleinen Radien der Stäbchen und Scheibchen sind konzentrationsunabhängig und durch die Länge der Tensidmoleküle gegeben, während die großen Achsen der asymmetrischen Aggregate mit steigender Tensidkonzentration zunehmen. Bei Stäbchen erfolgt die Zunahme so lange, bis die Rotationsvolumina überlappen; bei höheren Konzentrationen nimmt die Länge wieder ab, da die repulsive Wechselwirkung den Überlappungsgrad immer klein zu halten scheint. Bei höheren Aggregatkonzentrationen kommen attraktive Wechselwirkungen ins Spiel, die zur Bildung von Koazervatphasen und von flüssigkristallinen Mesophasen fiihren kann. Dabei entstehen aus Kugeln kubische, aus Stäbchen hexagonale und aus Scheibchen lamellare Phasen. Mizellen dürfen allerdings nicht als starre Gebilde betrachtet werden. Sie stehen in ständigem Austausch mit den Tensidmonomeren in der Lösung. Dabei sind zwei Prozesse zu unterscheiden; im schnelleren ändern die Mizellen ihre Aggregationszahl durch Aufnahme oder Abgabe von Monomeren, während im langsameren ganze Mizellen zerfallen oder neu gebildet werden. Der letztere Prozeß kann je nach Tensidkonstitution im Bereich von Mikrosekunden bis zu mehreren Tagen liegen.