Electrokinetic studies of cotton Part III. The surface conductivity at the cellulose/electrolyte interface

Summary The contribution of surface conductivity to the conductivity of the cotton plug at different concentrations of electrolytes is calculated. The experimental values for surface conductivities are several orders of magnitude higher than the theoretical values calculated from the diffused part of the double layer. The discrepancy between the experimental and theoretical data is explained on the basis of the concept based on the structure of water.

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Zusammenfassung Der Beitrag der Oberflächenleitfähigkeit zur Leitfähigkeit eines Baumwollepfropfens bei verschiedenen Elektrolytkonzentrationen wurde berechnet. Es wurde festgestellt, daß die experimentellen Werte der Oberflächenkonduktivität um mehrere Größenordnungen höher sind im Verhältnis zu den auf der Basis der Diffusionsdoppelschichten tehoretisch errechneten Werte. Die zwischen den beobachteten Werten und den Versuchswerten bestehende Diskrepanz wurde anhand der Wasserstruktur geklärt.

     

A simple method for determining the multilayer effects in adsorption of alcohols on silica gel

The excess adsorption isotherms ofn-pentanol, pentan-2-ol and 2-methylbutan-2-ol from binary and ternary solutions in benzene andn-heptane were measured. Experimental adsorption data are discussed in terms of a multilayer model of the surface phase. The main assumption of this model is that the surface layers being near the solid surface contain the molecules of the preferentially adsorbed component only. The phase-exchange reaction of molecules between bulk phase and last surface layer has been taken into account.On the basis of this theory it has been established for the investigated systems that the surface phase contains three molecular layers. Simultaneously appropriate surface phase capacities were determined.

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Eine einfache Untersuchungsmethode für Mehrschicht-Effekte bei der Adsorption von Alkoholen an Kieselgel

Zusammenfassung Die Adsorptionsisothermen binärer und ternärer flüssiger Mischungen vonn-Pentanol, 2-Pentanol oder 2-Methyl-2-butanol in Benzol und/odern-Heptan wurden bezüglich Kieselgel gemessen. Die experimentellen Daten der Adsorption wurden mittels des Mehrschichts-Modells der Oberflächenphase diskutiert. Die Hauptvoraussetzung dieses Modells ist die Annahme, daß die Oberflächenschichten, die sich in der Nähe des Kieselgels befinden, nur Moleküle der bevorzugt adsorbierten Komponente enthalten. Es wurde auch die Phasen-Austauschreaktion von Molekülen zwischen Phaseninnerem und der letzten Oberflächenschicht in Betracht gezogen.Auf der Basis dieser Theorie wurde für die untersuchten Systeme festgestellt, daß die Oberflächenphase aus drei Molekülschichten besteht. Außerdem wurden die ermittelten Volumina der Oberflächenphase berechnet.

     

Mineralpulver-Suspensionen in Bitumen und verwandten Stoffen,II

Zusammenfassung Die wichtigsten Untersuchungsverfahren für Mineralpulver sind die mikroskopische Prüfung auf Korngröße, Kornverteilung und Kornform, die Feststellung des Schüttvolumens und die direkte Ermittelung der spezifischen Oberfläche durch Permeabilitätsmessungen an Pulversedimenten. Die Bestimmung der Kornverteilung durch die Sedimentationsanalyse und besonders die Berechnung der spezifischen Oberfläche aus ihren Ergebnissen sind wegen der für sehr unregelmäßige Partikeln fraglichen Gültigkeit des Stokesschen Gesetzes und wegen der notwendigen Vernachlässigung der feinsten Anteile und von Kornform und Oberflächenrauhigkeit für die Oberflächenberechnung nur beschränkt anwendbar und eignen sich nicht zum Vergleich verschiedener Mineralpulver und ihrer Stabilisierungswirkung auf Bitumen.     

Ueber Leitungshemmung durch Kolloide nebst Bemerkungen zum Serumleitvermögen

Zusammenfassung In vorliegender Arbeit wird gezeigt, daß die vier Kolloidarten, Serumalbumin, Serumglobulin, Gelatine und Saponin, die Leitfähigkeit einer 1/2 n Lösung von NaOH in verschiedenem Grade herabsetzen, und daß diese Herabsetzung mit zunehmender Kolloidkonzentration bei Albumin, Globulin und Saponin so abnimmt, daß die Leitfähigkeitskurve leicht konkav ist. Die Ursache dieser Erscheinung, daß (jetzt rückwärts gehend) die Leitfähigkeit bei Verdünnung des Kolloids rascher anwächst als seiner jeweiligen Konzentration entspricht, wird zur Hauptsache in der relativen Erhöhung der lonenkonzentration in der Zwischenflüssigkeit, dann auch in der Vergrößerung der Eigenleitfähigkeit der Teilchen und der verminderten inneren Reibung des Systems gesehen.An Hand der Experimente werden die im Innern eines Kolloids stattfindenden Vorgänge einer Analyse unterworfen, wobei es sich herausstellt, daß Quellungs- und Adsorptionsprozesse, Oberflächenspannung der Teilchen, Konzentration derselben und der lonen und die Art der letzteren von hervorragender Wichtigkeit sind und daß die Leitfähigkeit des ganzen Systems von diesen Faktoren abhängig ist. Es wird hervorgehoben, daß solche Prozesse als Folge des Stoffwechsels auch in der Blutflüssigkeit sich abspielen.Die Leitfähigkeit eines Kolloid-Ionen-Systems wird zur Hauptsache als eine Funktion der Ionenzahl und der Kolloidkonzentration betrachtet, wobei aber ausdrücklich bemerkt wird, daß oft, eben infolge der erwähnten Adsorptionsprozesse und des Mithineinsplelens von Nonelektrolyten, die Leitfähigkeit zu Fehlschlüssen bezügl. des Verhaltens der Elektrolyte führen kann. Dies zu vermeiden, wird die gleichzeitige Anwendung mehrerer physikalisch-chemischer Methoden im Verein mit der Leitfähigkeitsmessung empfohlen, deren Ergebnisse Rückschlüsse auf die Beschaffenheit bezw. Zusammensetzung physiologischer und pathologischer Sera erlauben. Als Beispiele werden dann die Ergebnisse von 25 Fällen gleichzeitiger Anwendung von drei Methoden bei Seren qualitativ mitgeteilt und zu deuten versucht.     

Leitfähigkeitsmessungen und Aktivitätsbestimmungen an Seifen

Zusammenfassung Es wurden die Änderungen der Ionenaktivität und der elektrischen Leitfähigkeitwäßriger Lösungen von Natrium-Cetyl-Sulfat bei Zugabe von Hexanol untersucht.Der Hexylalkohol bewirkt im wesentlichen einen allgemeinen Anstieg der Ionenaktivität und der Leitfähigkeit und erzeugt in der Äquivalentleitfähigkeitskurve des Na-Cetyl-Sulfat ein spitzes Maximum.Sowohl für den allgemeinen Aktivitäts- und Leitfähigkeitsanstieg als auch speziell für das Leitfähigkeitsmaximum werden Mischmizellen aus Seife und Alkohol verantwortlich gemacht, die eine geringere Oberflächenladungsdichte besitzen als Mizellen aus reiner Seife.Es wird eine Theorie der Leitfähigkeitsmaxima, die in verdünnten Lösungen auch verschiedener reiner Seifen auftreten, vorgeschlagen. Sie läßt sich dahingehend zusammenfassen, daß die Maxima in den Leitfähigkeitskurven derjenigen Seifen erscheinen, deren Ionenmizellen in einem relativ breiten Konzentrationsgebiet stabil sind.     

Rasche Bestimmung von Schwefels?ure und Salpeters?ure nebeneinander mittels konduktometrischer Neutralisationsanalyse

Zusammenfassung Die Analyse eines Gemisches von Salpetersäure und Schwefelsäure wird in der Weise durchgeführt, daß man 20ccm bzw. 10ccm des auf 0,1 n eingestellten Säuregemisches mit 0,1 n-Bariumhydroxydlösung unter Verwendung eines Indikators neutralisiert und ohne vorhergehende Filtration des Bariumsulfates die Leitfähigkeit der auf 100ccm gebrachten Lösung bestimmt. Aus den für die oben angeführte Konzentration bestimmten Kurven oder einer Tabelle berechnet man den gesamten und prozentualen Gehalt der beiden Säuren.     

Critical concentrations of polymers in solutions according to measurements of the viscosity and specific surface area of aerogels resulting after sublimation of the solvent

Summary Critical concentrations of polystyrene and cyclolinear polyphenylsiloxane solutions corresponding to rising of structural networks have been determined by viscosity measurements and by measurements of specific surface of aerogels obtained by solvent sublimation. Theoretical and experimental values of critical concentrations coincide. Conditions for preparation of aerogels with developed surface by sublimation drying have been determined. Dependence of aerogel specific surface on polymer concentration in solutions shows distinct maximum at critical concentration found by viscosimetric method.

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Zusammenfassung Mit Viskositätsmessungen und mittels Bestimmung der spezifischen Oberfläche an Aerogelen, erhalten durch Sublimation des Lösungsmittels aus Lösungen Polymerer, wurde die Existenz einer kritischen Konzentration für Polystyrol und zyklisches lineares Polyphenylsiloxan festgestellt, hervorgerufen durch Aufbau struktureller Netzwerke.Theoretisch vorausgesagte und experimentell gefundene Werte für die kritischen Konzentrationen stimmen überein. Bedingungen für die Präparation von definierten Aerogelen mit durch Sublimationstrocknung erzielter Oberfläche wurden festgelegt. Die Abhängigkeit der spezifischen Oberflächen von Aerogel von der Polymerkonzentration in Lösung zeigt ein ausgeprägtes Maximum bei der kritischen Konzentration, die man aus den Viskositätsmessungen findet.

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With 19 figures and 3 tables     

Versuche zur Variierung der Adsorptionseigenschaften von handelsüblichem Silikagel durch thermische und chemische Veränderungen dessen Oberfläche

Zusammenfassung Es wird untersucht, inwieweit es möglich ist, die spezifischen, vorwiegend hydrophilen adsorptionseigenschaften von handelsüblichem Silikagel durch nachträgliche Veränderungen der chemischen Struktur, insbesondere an der inneren Oberfläche, womöglich in organophile Eigenschaften umzuwandeln. In der Annahme, daß die an der Oberfläche des Gels befindlichen Si–OH-Gruppen für die bevorzugte Wasseradsorption verantwortlich seien, wurden diese durch Substitution mit organischen Resten entfernt. Ferner wurde Silikagel bei drei verschiedenen Temperaturen behandelt, um auch diesen Effekt auf die Adsorptionseigenschaften zu studieren. Diese Organogele und die thermisch behandelten Gele wurden auf ihre Adsorptionsfähigkeit für Äthylen — als Beispiel eines relativ kleinen dipollosen organischen Moleküls — und für Wasser untersucht. Außerdem wurde die Zahl der Si–OH-Gruppen quantitativ bestimmt und die Größe der Oberfläche nach der BET-Methode durch Aufnahme der Adsorptionstherme von Argon bei—183° C ermittelt.Bei den Organogelen wurde die Adsorptionsfähigkeit für Äthylen und Wasserdampf etwa gleichmäßig verkleinert, während die Oberfläche wohl kleiner wurde, quantitativ jedoch einen anderen Verlauf zeigt. Auch für die thermisch behandelten Gele nahm die Adsorptionsfähigkeit ab, und zwar um so stärker, je höher die Temperatur war, der das Gel ausgesetzt war. Die Zahl der Si–OH-Gruppen nimmt ebenfalls sowohl bei der Substitution durch organische Gruppen als auch bei der thermischen Behandlung ab, doch zeigt die Abnahme in quantitativer Hinsicht einen anderen Verlauf. Daher scheint die Ansicht, daß die Wasseradsorption mit der Zahl der OH-Gruppen zusammenhängt, nicht berechtigt. Mit Hilfe von Infrarotspektren gelang es nachzuweisen, daß bei den Organogelen die Substitution wirklich an den Si–OH-Gruppen stattgefunden hat.Mit 5 Abbildungen     

Die Gestalt der Sorptionsflächen bei der Ad- und Desorption unter verschiedenen Bedingungen

Zusammenfassung Die schon bekannte, aber noch nicht erklärte Verschiedenheit zwischen Ad- und Desorptionsfläche wird auf ihre Ursachen hin untersucht. Die Annahme einer verschiedenen Ad- und Desorptionsgeschwindigkeit wird durch statische Sorptionsversuche widerlegt.Die unsymmetrische Verzerrung der Desorptionsflächen bei 0°C findet in erster Linie ihre Erklärung in der Beeinflussung des Konzentrationsgefälles in der Schicht durch die Krümmung der Isotherme. Die Wanderungsgeschwindigkeit konstanter Konzentrationswerte durch die Schicht wächst mit steigender Konzentration. Die leicht unsymmetrische Krümmung der Adsorptionsfläche beruht dagegen hauptsächlich auf einer Verzögerung der Gleichgewichtseinstellung durch zu schnellen Konzentrationswechsel in der Schicht.Desorptionsisoplanen, welche im Gebiet einer annähernd linearen Isotherme aufgenommen werden, zeigen einen weitgehend symmetrischen Verlauf.Die auch bei linearer Isotherme vorhandene verschiedene Steilheit von Ad- und Desorptionsfläche wird auf einen hydrodynamischen Effekt zurückgeführt, und zwar auf die Ausbildung einer wirbelfreien Strömung durch Ansaugen der Grenzschicht bei der Adsorption, während bei der Desorption eine Verwirbelung eintritt und sich strömungsfreie Staugebiete ausbilden, durch die das Adsorbat nur langsam hindurchdiffundiert.     

Analysis of corrosion and oxidation on metals by spectroscopic means

Summary This paper addresses three aspects of the surface analytical experiment which are felt to be particularly crucial in characterizing corrosion mechanisms: chemical speciation, microscopic analysis and improved control of experimental conditions. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS or ESCA) has been particularly effective in differentiating chemical species. The major chemical use of XPS is limited however to the outer surface of the film. Depth profiling by ion bombardment frequently degrades the chemical information available in the film interior and at the metal-oxide interface, and this is often where corrosion mechanisms are established. Mechanical methods of film penetration are thus encouraged to use XPS to its maximum capability. Microscopic analysis of corrosion surfaces using Scanning Auger Microscopy (SAM) or Secondary Ion Mass Spectrometry can reveal effects such as grain boundary segregation and oxide nucleation. Another important aspect of corrosion film analysis is the preparation of the metal surface itself. The oxidized surface can be strongly influenced by preparation artefacts such as cold work or impurities. Three different studies are used to illustrate these aspects: (i) the analysis of a molybdenum inhibitor layer on a steel surface; (ii) the study of corrosion product release from 304-stainless steel; and (iii) the effects of H⁺ ion bombardment to anneal mechanical work on Ni-Cr alloy surfaces, prior to oxidation.

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Untersuchung der Korrosion und Oxidation an Metallen mit Hilfe spektroskopischer Methoden

Zusammenfassung Diese Arbeit betont drei Gesichtspunkte oberflächenanalytischer Untersuchung, die für die Charakterisierung von Korrosionsmechanismen als besonders wesentlich erachtet werden: die chemische Bindung, die mikroskopische Analyse und die verbesserte Steuerung experimenteller Bedingungen. Die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS oder ESCA) ist für die Unterscheidung chemischer Spezies besonders erfolgreich gewesen. Die Anwendung von XPS beschränkt sich jedoch im wesentlichen auf die äußere Oberfläche einer Schicht. Die Aufnahme von Tiefenprofilen mit Hilfe von Ionenbeschuß vermindert häufig die chemische Information, die vom Schichtinnern und vom Metall-Oxid-Interface erhältlich wäre; und hier spielen sich oft die Korrosionsvorgänge ab. Mechanische Methoden des Dünnschichtabtrags sind somit aufgefordert, XPS bis an die Leistungsgrenze zu bringen. Mikroskopische Untersuchungen von Korrosionsschichten mittels Raster-Auger-Mikroskopie (SAM) oder Sekundärionen-Massenspektrometrie können Effekte wie die Korngrenzensegregation und die Oxidbildung aufdecken. Ein weiterer bedeutender Gesichtspunkt der Analyse von Korrosionsschichten ist die Behandlung der Metalloberflächen selbst. Die oxidierte Oberfläche kann durch Behandlungsfehler wie z.B. Kaltbearbeitung oder Verunreinigung stark beeinflußt werden. An Hand von drei verschiedenen Beispielen werden diese Aspekte illustriert: (i) die Analyse einer Molybdän-Schutzschicht auf Stahl; (ii) die Untersuchung von Korrosionsprodukten auf 304-Edelstahl; und (iii) die Effekte des H⁺-Ionenbeschusses zum Ausheilen mechanischer Schäden auf der Oberfläche von Ni-CrLegierungen, vor der Oxidation.

     

Quantitative IR-ATR-Spektrometrie ohne Eichkurven

Zusammenfassung Der Einfluß der Oberflächenmorphologie auf das Ergebnis der IR-ATR-spektroskopischen Schichtdickenbestimmung [1, 2] wurde am Beispiel von beölten Aluminiumfolien mit spiegelnd glänzenden und mattierten Oberflächen und Schichtdicken der Beölungen im Bereich von 1–100 nm untersucht. Als Referenzmethode diente die relativkonduktometrische Schichtdickenbestimmung [6]. Die Oberflächenmorphologie wurde mit einem Auflichtmikroskop untersucht, das auch die Vermessung von vertikalen und lateralen Strukturen erlaubte.Im Bereich von mittleren Schichtdicken von 1–7 nm auf spiegelnd glänzenden Aluminiumfolien konnte ein Einfluß der Oberflächenstruktur festgestellt werden, der zu einem mit einer experimentell bestimmbaren linearen Funktion korrigierbaren Minderbefund der IR-ATR-spektroskopisch gegenüber der relativkonduktometrisch bestimmten Schichtdicke führte. Unter dem Mikroskop konnten Riefen und kraterartige Vertiefungen in der Aluminiumoberfläche festgestellt werden, deren Tiefe größer war als die Eindringtiefe des IR-ATR-Verfahrens und die daher höchstwahrscheinlich für den Minderbefund maßgebend waren. Die Planimetrierung und Ausmessung dieser Vertiefungen bildet einen wesentlichen Beitrag zur zukünftigen Entwicklung eines Maßfaktors für den Minderbefund der IR-ATR-spektroskopischen Schichtdickenbestimmung in Abhängigkeit von der Oberflächenmorphologie der Proben für Schichtdicken im Bereich von 1–100 nm.Für die Bestimmung der Schichtdicken der untersuchten Proben wurde IR-ATR-spektroskopisch eine relative Standardabweichung von 11,7%, bzw. relativkonduktometrisch von 14,2% erhalten.

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Quantitative IR-ATR-spectrometry without calibration curvesII. Effect of the surface morphology of the sample

Summary The results of the IR-ATR-spectroscopic determination of the organic film thickness (range 1–100 nm) on Al-foils of different surface roughness [1, 2] are discussed in terms of their dependence on the Al-surface morphology. The surface morphology has been characterized by light microscopy, which allows for an investigation of both vertical and lateral structures. As a reference method the relative conductometric (RC) determination of the organic film thickness [6] has been used.Within the range of 1–7 nm mean film thickness on perfectly reflecting Al-foils an influence of the surface morphology could be found in terms of a negative deviation of the measured IR-ATR-thickness values, as compared to the RC-values, which is correctable by an experimentally established function. Under the microscope channels and crater-like cavities in the Al-foils could be observed, whose depth was greater than the penetration depth of the IR-radiation. It is assumed that these features are mostly responsible for the negative deviation of the IR-ATR-results.The measurement of the size of these cavities seems to be a significant contribution to a future development of a calibration factor which would allow to correct IR-ATR-spectroscopic thin-film analysis (range 1–100 nm) for the respective roughness of the Al-support.The measurements for the determination of the organic film thickness described here are characterized by a relative standard deviation of 11.7% (IR-ATR) and 14.2% (RC).

Die Autoren danken Herrn Prof. Dr. H. Malissa für die wohlwollende Förderung dieser Arbeit und dem Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung für das zur Verfügung gestellte IR-Spektrometer Perkin-Elmer 180.     

Kinetic analysis of temperature-programmed surface reactions on porous catalysts

By means of model calculations it could be shown for an irreversible surface reaction of 1st order that the determination of the activation energy of the desorption of the reactant or, respectively, of the surface reaction is possible by application of the method of variation of the heating rate to the desorption curve of the reactant, according to circumstances whether the ratio of the activation energy of the surface reaction and of the desorption of the reactant is greater or smaller than one.The possibilities of the kinetic evaluation are applied to the isomerization of cyclopropane on a NaX-zeolite catalyst. The resulting heat of adsorption of cyclopropane and the activation energy of the reaction agree well with the values of literature obtained by isothermal measurements in a pulse reactor.

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Zusammenfassung Mit Modellrechnungen für eine irreversible Oberflächenreaktion 1. Ordnung konnte gezeigt werden, daß durch Anwendung der Methode der Variation der Heizgeschwindigkeit auf die Desorptionskurve des Ausgangsstoffes die näherungsweise Bestimmung der Aktivierungsenergie der Desorption des Ausgangsstoffes bzw. der Oberflächenreaktion möglich ist, je nachdem ob das Verhältnis der Aktivierungsenergien für die Oberflächenreaktion und der Desorption des Ausgangsstoffes größer oder kleiner als eins ist.Die Möglichkeiten der kinetischen Auswertung werden auf die isomerisierung von Cyclopropan an einem NaX-Zeoliten angewendet. Die erhaltene Adsorptionswärme für Cyclopropan und die Aktivierungsenergie für die Reaktion stimmen gut mit Literatur-werten von isothermen Messungen im Impulsreaktor überein.

     

Das Verhalten unterstöchiometrischer Mischungen von Kationtensiden und Aniontensiden in Wasser

Zusammenfassung Messungen der Oberflächenspannung, der Adsorption an Graphit, der Solubilisierung von Farbstoffen, der Leitfähigkeit, des Randwinkels an Teflon, der Benetzung von Textilgut und des Waschvermögens zeigen folgendes: Durch unterstöchiometrische Zusätze von Kationtensiden zu Aniontensiden bei gleichbleibender Gesamtionenkonzentration wird die Grenzflächenaktivität an der Oberfläche Wasser-Luft als Folge der Bildung eines Mischfilmes aus hydrophoben Anionen und hydrophoben Kationen und einer Unterdrückung der elektrischen Abstoßung durch Elektrolyte, die in einem solchen System entstehen, stark erhöht. Es kommt weiterhin auch zu einer stärkeren Adsorption an der Grenzfläche Wasser — hydrophober Festkörper als ohne Zusatz von Kationtensiden. Die erhöhte Tensidanreicherung an den Grenzflächen sowie starke Herabsetzung der Oberflächenspannung hat zur Folge die Änderung von Eigenschaften, die von der Tensidadsorption abhängen. So kommt es beispielsweise zu einer schnelleren Benetzung von Textilfasern, besserer Benetzung von hydrophoben Kunststoffen und zu einer Zunahme der Waschwirkung. Die Grenzflächenaktivität steigt mit zunehmendem Anteil der kationaktiven Verbindung exponentiell, so daß schon geringe Zusätze starke Änderungen der Oberflächenspannung bewirken. Im Gegensatz zu den Adsorptionsfilmen an Grenzflächen kommt es im mizellaren Bereich zu keiner Bildung von Mischmizellen aus hydrophoben Anionen und hydrophoben Kationen. Die Gründe für dieses Verhalten werden erläutert.

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Summary Measurements of surface tension, adsorption at graphite, solubilization of dyes, conductivity, angle of contact with teflon, wetting of textiles, and detergency show the following results: If cation surfactants are hypostoichiometrically added to anion surfactants at a constant total ion concentration, the activity at the water-air interface strongly increases as a consequence of the formation of a mixed film of hydrophobic anions and hydrophobic cations and a suppression of electrical repulsion by electrolytes forming in such systems. Moreover, the adsorption at the interface between water and hydrophobic solids is stronger than without the addition of cation surfactants. The increased surfactant concentration at the interfaces as well as the considerable reduction in surface tension cause a change in the properties depending on the adsorption of surfactants. Thus, e. g., textile fibres are wetted more quickly, hydrophobic plastics are wetted more easily, and detergency increases. The interfacial activity increases exponentially with an increasing content of cation-active compounds so that even small additives cause strong changes in surface tension. In the micellar range, unlike the adsorption films at interfaces, there is no formation of mixed micelles of hydrophobic anions and hydrophobic cations. The reasons for this behaviour are stated.

     

Untersuchung der Sedimentations- und Diffusionscharakteristiken von Polyvinylalkohollösungen

Zusammenfassung Die Sedimentations- und Diffusionscharakteristiken des Polyvinylalkohols (PVA) wurden in Wasser und inn-Propanol-Wasser-Gemischen untersucht. Aus den Resultaten läßt sich feststellen, daß sich in wäßriger Lösung im Konzentrationsgebiet 0,6–1,0 g/100 ml eine lose Sedimentationsstruktur ausbildet, die sich bei Verdünnung der Lösung bzw. durch die Wirkung des Propanols wieder auflöst. Die aus den auf unendliche Verdünnung extrapolierten Sedimentations- und Diffusionskonstanten berechneten molekularen Kennzahlen weisen auf einen aggregierten Zustand der PVA-Moleküle in wäßriger Lösung hin. In Propanol-Wasser-Systemen werden die PVA-Moleküle durch das Propanol bis zu einer Konzentration von 10 Gew.-% desaggregiert; bei weiterer Steigerung der Propanolkonzentration nimmt die Solvatation des PVA zuerst zu, dann weiter ab.Die Verfasser wünschen Herrn Prof. Dr.E. Wolfram und Dr.M. Nagy ihren aufrichtigen Dank für wertvolle Diskussionen auszusprechen.     

Effect of carbon black on the thermal properties and flammability of cis-1,4-polyisoprene vulcanizates

The effect of carbon black with various particle sizes and specific surfaces on the thermal properties of the sulphur vulcanizates ofcis-1,4-polyisoprene was studied by means of thermal analysis. It was found that the addition of carbon black does not change the nature of the thermal processes in isoprene rubber vulcanizates essentially, but it distincly affects the positions of the peaks recorded in the DTA curves. The specific surface of carbon black affects the temperature of the first exothermic process and the temperature and rate of destruction of cross-linked polyisoprene. The presence of carbon black brings about a reduction in the flammability ofcis-1,4-polyisoprene vulcanizates. The specific surface of carbon black influences the value of the oxygen index OI.

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Zusammenfassung Mittels Thermoanalyse wurde der Einfluß von Ruß mit unterschiedlicher Partikelgröße und unterschiedlicher spezifischer Oberfläche auf die thermischen Eigenschaften von Schwefelvulkanisaten von cis-1,4-Polyisopren untersucht. Es wurde festgestellt, daß die Zugabe von Ruß die thermischen Vorgänge in Isoprengummivulkanisaten nicht wesentlich verändert, daß jedoch die Lage der in den DTA-Kurven aufgezeichneten Peaks eindeutig beeinflußt wird. Die spezifische Oberfläche von Ruß beeinflußt die Temperatur des ersten exothermen Vorganges sowie Temperatur und Geschwindigkeit von Abbau des vernetzten Polyisoprenes. Die Gegenwart von Ruß führt eine Verminderung der Entflammbarkeit voncis-1,4-Polyisopren-Vulkanisaten herbei. Die spezifische Oberfläche von Ruß beeinflußt den Wert der Sauerstoffzahl.

     

Surface properties of mixed anionic/cationic surfactant solutions

Summary Published experimental surface pressures for mixtures of anionic and cationic surfactants are compared to what can be predicted from the surface behaviour of the separate constituents. Simple theory correctly predicts, for soluble surfactants, a large increase of surface pressure upon mixing an anionic and a cationic solution having the same surface pressure, and, for insoluble surfactants, a decrease of surface pressure upon mixing at a given area per long chain ion. These effects are due to the different adsorption characteristics of the four electroneutral combinations involved, and will occur even in the absence of specific surface interactions.

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Zusammenfassung Es wurden bekannte Oberflächendrucke für Mischfilme von Aniontensiden und Kationtensiden mit theoretischen Voraussagen, begründet auf dem Grenzflächenverhalten der einzelnen Komponenten, verglichen. Die einfache Theorie sagt richtig voraus, daß die Mischung zweier wäßriger Lösungen von Aniontensid bzw. Kationtensid mit gleichem Oberflächendruck, eine starke Erhöhung des Oberflächendruckes zur Folge haben muß, während die Mischung zweier unlöslicher Filme bei gegebener Tensidadsorption den Oberflächendruck herabsetzt. Dieses Verhalten wird aufgrund der verschiedenen Adsorptionseigenschaften der vier betreffenden Salze gedeutet, und ist von spezifischen Oberflächenwechselwirkungen unabhängig.

     

Anwenderbezogene ESCA-Oberfl?chenuntersuchungen in der industriellen Technik

Zusammenfassung Neben dem Einsatz der photoelektrnenspektroskopischen Oberflächenmessungen (ESCA) in der analytisch-chemischen und festkörperphysikalischen Forschung findet die Photoelektronenspektroskopie zunehmend für Oberflächenuntersuchungen im industriellen Bereich Anwendung.Die hohe Oberflächenempfindlichkeit macht die Meßmethode für Industriebereiche mit hohen Qualitätsansprüchen an Oberflächen von Komponenten sowie zur Entwicklung von schützenden Korrosionsschichten, Beschichtungen und Verbindungen (z.B. Schweißung, Lötung, Klebeverbindungen) besonders geeignet.Anhand von Beispielen mehrerer Untersuchungen wird gezeigt, wie ESCA-Messungen an metallischen Komponen ten zur Lösung von industriellen Fragestellungen beitragen können.

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Application of ESCA surface examinations for industrial engineering

Summary Apart from the use of photoelectron spectroscopic surface measurements (ESCA) in analytical chemistry and physical solid state research, an increasing number of photoelectron spectroscopy measurements are performed in industry.The extreme surface sensitivity of this method qualifies it for the high requirements imposed on component surfaces and the development of protective corrosion layers, coatings and junctions (for example welding, soldering, sticking). Based on examples of several ESCA measurements, it is shown how to contribute to the solution of industrial questions.

     

The influence of non-ionic surface active agents on the stability of polystyrene latex dispersions

Summary The influence ofn-dodecyl hexaoxyethylene glycol monoether on the stability of dispersions of polystyrene latices has been investigated by measuring the rates of flocculation, by lanthanum nitrate and hydrochloric acid, in the presence of various concentrations of the surface active agent. The adsorption isotherm for the non-ionic surface active agent on the latex surface showed that saturation adsorption was reached at about the critical micelle concentration to give a monolayer of vertically orientated molecules. A determination of the thickness of the adsorbed layer by an ultracentrifuge method confirmed the vertical orientation. In order to explain the results a theory has been developed based on the interaction between the adsorbed layers which includes a term to account for the interaction between the surface active molecule and the solvent.

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Zusammenfassung Der Einfluß vonn-Dodecyl-hexaoxyäthylen-glycolmonoäther auf die Stabilität von Dispersionen von Polystyrol-Latices wird durch Messung der Flockungsgeschwindigkeit durch Lanthannitrat und hydrochlorische Säure in Gegenwart von verschiedenen Konzentrationen überflächenaktiver Agentien untersucht. Die Adsorptionsisothermen von nichtionischen oberflächenaktiven Agentien an die Latexoberfläche zeigt, daß etwa bei der kritischen Micellkonzentration Sättigungsadsorption erreicht wird, die eine monomolekulare Schicht senkrecht orientierter Moleküle gibt.Die Bestimmung der Dicke der adsorbierten Schicht durch eine Ultrazentrifugenmethode stellt die senkrechte Orientierung sicher. Um die Ergebnisse zu erklären, wird eine Theorie entwickelt, die auf der Wechselwirkung zwischen den adsorbierten Schichten beruht, einschließend einen Term, um der Wechselwirkung zwischen den oberflächenaktiven Molekülen und dem Lösungsmittel Rechnung zu tragen.

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With 7 figures and 3 tables     

Adsorption characteristics of polyvinylpyrrolidone at solid-liquid interface

Summary Adsorption studies of polyvinylpyrrolidone (PVP) on the surface of colloidal silicas, Aerosil 300 and Aerosil R-972 are reported. The adsorption isotherms of PVP at the hydrophilic silica/aqueous solution interface were greater than that at the hydrophobic silica R-972. The PVP adsorption shows that the amount adsorbed decreases with the concentration.The isotherms contain a minimum when water is used as the solvent. The minimum disappears when Na₂SO₄ 0.55 M is used as the solvent. The PVP adsorption behavior could be due to a different adsorption rate of the various molecular species of the fractions. The orientation of macromolecules adsorbed on the surface would depend on the polymer-solvent interaction in solution. The adsorption would be governed by the surface structural characteristics and would be a function of the molecular weight of the polymer depending on the macromoleculer orientation within the interface.

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Zusammenfassung Es wird über Adsorption von Polyvinylpyrrolidone (PVP) an der Oberfläche der Kieselgele Aerosil 300 and Aerosil R-972 berichtet. Die Adsorptionsisothermen von PVP auf der hydrophilen Kieselgel/Wasserlösungs-Grenzphase erwiesen sich als größer als die auf dem hydrophoben Kieselgel R-972. Die adsorbierte Menge nimmt mit der Konzentration ab. Die Isothermen zeigen ein Minimum, wenn Wasser als Lösungsmittel benutzt wird. Das Minimum verschwindet, wenn eine 0.55M wäßrige Natriumsulphat-Lösung verwendet wird. Das Adsorptionsverhalten des PVP könnte auf einer verschiedenen Adsorptionsgeschwindigkeit für die verschiedenen molekularen Spezies in den Fraktionen beruhen. Die Orientierung von den an der Oberfläche adsorbierten Makromolekülen würde von der Wechselwirkung zwischen Polymer und Lösungsmittel in der Lösung abhängen. Die Adsorption wurde von den strukturellen Eigenschaften der Oberfläche beherrscht werden und eine Funktion des Molekulargewichtes des Polymers sein, abhängig von der Orientierung der Makromoleküle in der Grenzphase.

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With 4 figures and 1 table