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Charging of poly(methyl methacrylate) (PMMA) colloids in cyclohexyl bromide: locking, size dependence, and particle mixtures.

Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids (2014-12-24)
Marjolein N van der Linden, Johan C P Stiefelhagen, Gülşen Heessels-Gürboğa, Jessi E S van der Hoeven, Nina A Elbers, Marjolein Dijkstra, Alfons van Blaaderen
RESUMEN

We studied suspensions of sterically stabilized poly(methyl methacrylate) (PMMA) particles in the solvent cyclohexyl bromide (CHB; εr = 7.92). We performed microelectrophoresis measurements on suspensions containing a single particle species and on binary mixtures, using confocal microscopy to measure the velocity profiles of the particles. We measured the charge of so-called locked PMMA particles, for which the steric stabilizer, a comb-graft stabilizer of poly(12-hydroxystearic acid) (PHSA) grafted on a backbone of PMMA, was covalently bonded to the particle, and for unlocked particles, for which the stabilizer was adsorbed to the surface of the particle. We observed that locked particles had a significantly higher charge than unlocked particles. We found that the charge increase upon locking was due to chemical coupling of 2-(dimethylamino)ethanol to the PMMA particles, which was used as a catalyst for the locking reaction. For particles of different size we obtained the surface potential and charge from the electrophoretic mobility of the particles. For locked particles we found that the relatively high surface potential (∼ +5.1 kBT/e or +130 mV) was roughly constant for all particle diameters we investigated (1.2 μm < σ < 4.4 μm), and that the particle charge was proportional to the square of the diameter.

MATERIALES
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, activated, basic, Brockmann I
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, activated, neutral, Brockmann I
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Óxido de alúmina, powder, 99.99% trace metals basis
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, activated, acidic, Brockmann I
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, powder, primarily α phase, ≤10 μm avg. part. size, 99.5% trace metals basis
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, nanopowder, <50 nm particle size (TEM)
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Sigma-Aldrich
Aluminum oxide, nanoparticles, <50 nm particle size (DLS), 20 wt. % in isopropanol
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, Corundum, α-phase, -100 mesh
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, pellets, 3 mm
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, fused, powder, primarily α-phase, -325 mesh
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Sigma-Aldrich
Bromocyclohexane, 98%
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, nanopowder, 13 nm primary particle size (TEM), 99.8% trace metals basis
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, 99.997% trace metals basis
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, pore size 58 Å, ~150 mesh
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, Type WN-6, Neutral, Activity Grade Super I
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Sigma-Aldrich
Aluminum oxide, nanoparticles, 30-60 nm particle size (TEM), 20 wt. % in H2O
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, fused, powder, primarily α-phase, 100-200 mesh
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, single crystal substrate, <0001>
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, nanowires, diam. × L 2-6 nm × 200-400 nm
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Sigma-Aldrich
Aluminum oxide, mesostructured, MSU-X (wormhole), average pore size 3.8 nm
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, activated, neutral, Brockmann I, free-flowing, Redi-Dri
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Sigma-Aldrich
3,3′-Diiodo-L-thyronine (T2) hydrochloride, 98% (CP)
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, activated, acidic, Brockmann I, free-flowing, Redi-Dri
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Supelco
Óxido de alúmina, activated, neutral, Brockmann Activity I
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Sigma-Aldrich
Óxido de alúmina, CP
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Supelco
Óxido de alúmina, for the determination of hydrocarbons
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