Nanostructural heterogeneity in polymer networks and gels

Polymer Chemistry

Volumn 6, Issue 31, 2015, Pages 5515-5528

  Di Lorenzo, F ^a,b   Seiffert, S ^a,b,c  

^a HAHN MEITNER INSTITUT   (Germany)

^b Helmholtz Virtual Institute Multifunctional Biomaterials for Medicine   (Germany)

^c FREIE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHAINS; GELS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; POLYMERS;

CROSS-LINKING DENSITY; DANGLING CHAIN; NANOSTRUCTURAL; POLYMER GELS; POLYMER NETWORKS; SCATTERING TECHNIQUES; SPATIALLY INHOMOGENEOUS; TOPOLOGICAL DEFECT;

CROSSLINKING;

EID: 84938055589     PISSN: 17599954     EISSN: 17599962     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4py01677g     Document Type: Review

References (160)

1. J. C. Hernández-Ortiz and E. Vivaldo-Lima, in Handbook of Polymer Synthesis, Characterization, and Processing, ed., E. Saldivar-Guerra, and, E. Vivaldo-Lima, John Wiley and Sons, Hoboken New Jersey, 2013
2. M. Akiba A. S. Hashim Prog. Polym. Sci. 1997 22 512
3. G. Hild Prog. Polym. Sci. 1998 23 1019 1149
4. T. Sakai T. Matsunaga Y. Yamamoto C. Ito R. Yoshida S. Suzuki N. Sasaki M. Shibayama U.-I. Chung Macromolecules 2008 41 5379 5384
5. K. DuŠek W. Prins Adv. Polym. Sci. 1969 6 1 102
6. N. Weiss T. T. Van Vliet A. Silberberg J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed. 1979 17 2229 2240
7. N. Weiss T. T. Van Vliet A. Silberberg J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed. 1981 19 1505 1512
8. J. Bastide L. Leibler Macromolecules 1988 21 2649 2651
9. E. Mendes Jr. P. Lindner M. Buzier F. Boué J. Bastide Phys. Rev. Lett. 1991 66 1595 1598
10. W. Chassé S. Schlögl G. Riess K. Saalwächter Soft Matter 2013 9 6943 6954
11. M. Shibayama Polym. J. 2011 43 18 34
12. H. Tobita A. E. Hamielec Polymer 1990 31 1546 1552
13. H. Tobita Polymer 1992 33 3647 3657
14. O. Okay H. J. Nagash I. Capek Polymer 1995 36 2413 2419
15. W. Funke O. Okay B. Joos-Muller Adv. Polym. Sci. 1998 136 139 234
16. M. Y. Kizilay O. Okay Polymer 2003 44 5239 5250
17. B. Lindemann U. P. Schröder W. Oppermann Macromolecules 1997 30 4073 4077
18. G. Patras G. G. Qiao D. H. Solomon Macromolecules 2001 34 6396 6401
19. J. Nie B. Du W. Oppermann Macromolecules 2004 37 6558 6564
20. N. Orakdogen O. Okay Polym. Bull. 2006 57 631 641
21. M. Y. Kizilay O. Okay Polymer 2004 45 2567 2576
22. M. Y. Kizilay O. Okay Macromolecules 2003 36 6856 6862
23. S. Takata T. Norisuye M. Shibayama Macromolecules 1999 32 3989 3993
24. Y. Hirokawa H. Jinnai Y. Nishikawa T. Okamoto T. Hashimoto Macromolecules 1999 32 7093 7099
25. R. S. Stein, V. K. Soni, H. Yang and B. Erman, in Biological and Synthetic Polymer Networks, ed., O. Kramer, Springer, Netherlands, 1988
26. M. Shibayama F. Ikkai Y. Shiwa Y. Rabin J. Chem. Phys. 1997 107 5227 5235
27. R. Liu W. Oppermann Macromolecules 2006 39 4159 4167
28. N. Gundogan O. Okay W. Oppermann Macromol. Chem. Phys. 2004 205 814 823
29. S. Mallam F. Horkay A. M. Hecht E. Geissler Macromolecules 1989 22 3356 3361
30. G. R. Deen T. Alsted W. Richtering J. S. Pedersen Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 3108 3114
31. E. Mendes F. Schosseler F. Isel F. Boue J. Bastide S. J. Candau Europhys. Lett. 1995 32 273 278
32. M. Shibayama K. Kawakubo F. Ikkai M. Imai Macromolecules 1998 31 2586 2592
33. T. Norisuye N. Masui Y. Kida M. Shibayama D. Ikuta E. Kokufuta S. Ito S. Panyukov Polymer 2002 43 5289 5297
34. S. Takata T. Norisuye M. Shibayama Macromolecules 2002 35 4779 4784
35. T. Norisuye Y. Kida N. Masui Q. Tran-Cong-Miyata Y. Maekawa M. Yoshida M. Shibayama Macromolecules 2003 36 6202 6212
36. M. Stieger W. Richtering J. S. Pedersen P. Lindner J. Chem. Phys. 2004 120 6197 6206
37. S. Koizumia M. Monkenbusch D. Richter D. Schwahn B. Farago J. Chem. Phys. 2004 121 12721 12731
38. M. Shibayama Bull. Chem. Soc. Jpn. 2006 79 1799 1819
39. P. Debye A. M. Bueche J. Appl. Phys. 1949 20 518 525
40. P. Debye H. R. Anderson H. Brumberger J. Appl. Phys. 1957 28 679 683
41. F. Bueche J. Colloid Interface Sci. 1970 33 61 66
42. A. Guinier and G. Fournet, in Small-angle scattering of x-rays, John Wiley & Sons, New York, 1955
43. L. S. Ornstein F. Zernike KNAW Proceedings 1914 17 793 806
44. H. Furukawa K. Horie R. Nozaki M. Okada Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2003 68 031406
45. T. Norisuye Q. Tran-Cong-Miyata M. Shibayama Macromolecules 2004 37 2944 2953
46. S. Panyukov Y. Rabin Macromolecules 1996 29 7960 7975
47. Y. Rabin S. Panyukov J. Comput.-Aided Mater. 1996 3 281 288
48. Y. Rabin S. Panyukov Macromolecules 1997 30 301 312
49. K. Saalwächter Progr. NMR Spectrosc. 2007 51 1 35
50. K. Saalwächter J. Am. Chem. Soc. 2003 125 14684 14685
51. J. L. Valentín P. Posadas A. Fernandez-Torres M. A. Malmierca L. Gonzalez W. Chassé K. Saalwächter Macromolecules 2010 43 4210 4222
52. W. Chassé M. Lang J. Sommer K. Saalwächter Macromolecules 2012 45 899 912
53. J. Höpfner G. Guthausen K. Saalwächter M. Wilhelm Macromolecules 2014 47 4251 4265
54. J. Sommer K. Saalwächter Macromol. Symp. 2010 291-292 251 257
55. The Center for Nanoscale Systems, http://www.cns.fas.harvard.edu
56. U. Dürig D. W. Pohl F. Rohner J. Appl. Phys. 1986 59 3318 3327
57. E. Betzig J. K. Trautman Science 1992 257 189 195
58. R. C. Dunn Chem. Rev. 1999 99 2891 2928
59. H. Aoki S. Tanaka S. Ito M. Yamamoto Macromolecules 2000 33 9650 9656
60. F. B. Madsen A. E. Daugaard C. Fleury S. Hvilsted A. L. Skov RSC Adv. 2014 4 6939 6945
61. S. W. Hell J. Wichman Opt. Lett. 1994 19 780 782
62. S. W. Hell M. Kroug Appl. Phys. B: Lasers Opt. 1995 60 495 497
63. W. E. Moerner L. Kador Phys. Rev. Lett. 1989 62 2535 2538
64. S. J. Sahl W. E. Moerner Curr. Opin. Struct. Biol. 2013 23 778 787
65. T. Hsu C. Cohen Polymer 1984 25 1419 1423
66. J. Shan J. Chen Z. Liu M. Zhang Polym. J. 1996 28 886 892
67. G. Patras G. G. Qiao D. H. Solomon Macromolecules 2001 34 6396 6401
68. H. Adet A. P. Smith S. Cameron R. Cieslinski G. Mitchell B. Hsiao E. Rightor Polymer 1995 36 1843 1848
69. B. Watts H. Ade Mater. Today 2012 15 148 157
70. G. E. Mitchell L. R. Wilson M. T. Dineen S. G. Urquhart F. Hayes E. G. Rightor A. P. Hitchcock H. Ade Macromolecules 2002 35 1336 1341
71. A. Suzuki M. Yamazaki Y. Kobiki J. Chem. Phys. 1996 104 1751 1757
72. D. R. Kioussis P. Kofinas Polymer 2005 46 10167 10172
73. I. M. Barszczewska-Rybarek M. Krasowska Dent. Mater. 2012 28 695 702
74. F. J. Giessibl Rev. Mod. Phys. 2003 75 949 983
75. N. Jalili K. Laxminarayana Mechatronics 2004 14 907 945
76. Z. Drira V. K. Yadavalli J. Mech. Behav. Biomed. 2013 18 20 28
77. K. H. Meyer G. von Susich E. Valkó Kolloid Z. 1932 59 208 216
78. J. D. Ferry, in Viscoelastic Properties of Polymers, John Wiley & Sons, New York, 3rd edn, 1980
79. E. Guth H. H. James Ind. Eng. Chem. 1941 33 624 629
80. P. J. Flory J. Rehner Jr. J. Chem. Phys. 1943 11 512 520
81. H. M. James J. Chem. Phys. 1947 15 651 668
82. H. M. James E. Guth J. Chem. Phys. 1947 15 669 683
83. P. J. Flory, in Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, New York, 1953
84. P. J. Flory Polym. J. 1985 17 1 12
85. W. Kuhn F. Grün J. Polym. Sci. 1946 1 183 199
86. G. Ronca G. Allegra J. Chem. Phys. 1975 63 4990 4997
87. L. R. G. Treloar Trans. Faraday Soc. 1944 40 59 70
88. P. J. Flory Chem. Rev. 1944 35 51 75
89. P. J. Flory N. Rabjohn M. C. Shaffer J. Polym. Sci. 1949 4 225 245
90. J. Scanlan J. Polym. Sci. 1960 43 501 508
91. L. C. Case J. Polym. Sci. 1960 45 39 404
92. H. M. James E. Guth J. Chem. Phys. 1943 11 455 481
93. L. R. G. Treolar Rep. Prog. Phys. 1973 36 755 826
94. P. J. Flory Macromolecules 1982 15 99 100
95. A. L. Andrady M. A. Llorente J. E. Mark J. Chem. Phys. 1980 72 2282 2290
96. A. L. Andrady M. A. Llorente J. E. Mark J. Chem. Phys. 1980 73 1439 1445
97. Z.-M. Zhang J. E. Mark J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed. 1982 20 473 480
98. J. E. Mark M.-Y. Tang J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed. 1984 22 1849 1855
99. M. Tang J. E. Mark Macromolecules 1984 17 2616 2619
100. S.-J. Pan J. E. Mark Polym. Bull. 1982 7 553 559
101. B. D. Viers J. E. Mark J. Macromol. Sci. 2007 44 131 138
102. J. R. Falender G. S. Y. Yeh J. E. Mark J. Am. Chem. Soc. 1979 101 7353 7356
103. S. Seiffert W. Oppermann K. Saalwächter Polymer 2007 48 5599 5611
104. R. Liu W. Oppermann Macromolecules 2009 42 9195 9198
105. S. Grube W. Oppermann Macromolecules 2013 46 1948 1955
106. F. Lange K. Schwenke M. Kurakazu Y. Akagi U.-I. Chung M. Lang J.-U. Sommer T. Sakai K. Saalwächter Macromolecules 2011 44 9666 9674
107. M. Asai T. Katashima U. Chung T. Sakai M. Shibayama Macromolecules 2013 46 9772 9781
108. T. Matsunaga T. Sakai Y. Akagi U. Chung M. Shibayama Macromolecules 2009 42 1344 1351
109. T. Matsunaga T. Sakai Y. Akagi U. Chung M. Shibayama Macromolecules 2009 42 6245 6252
110. T. Matsunaga H. Asai Y. Akagi T. Sakai U. Chung M. Shibayama Macromolecules 2011 44 1203 1210
111. Y. Akagi J. Ping Gong U. Chung T. Sakai Macromolecules 2013 46 1035 1040
112. S. Kondo H. Sakurai U. Chung T. Sakai Macromolecules 2013 46 7027 7033
113. P. J. Flory V. W. C. Chang Macromolecules 1976 9 33 40
114. F. Kienberger V. P. Pastushenko G. Kada H. J. Gruber C. Riener H. Schindler P. Hinterdorfer Single Mol. 2000 1 123 128
115. H. Lee R. M. Venable A. D. Mackerell Jr. R. W. Pastor Biophys. J. 2008 95 1590 1599
116. F. Di Lorenzo S. Seiffert Macromolecules 2013 46 1962 1972
117. F. Di Lorenzo S. Seiffert Colloid Polym. Sci. 2013 291 2927 2933
118. M. L. Huggins J. Chem. Phys. 1941 9 440
119. P. J. Flory J. Chem. Phys. 1942 10 51 61
120. B. Erman P. J. Flory Macromolecules 1986 19 3242 3253
121. M. Quesada-Perez J. A. Maroto-Centeno J. Forcada R. Hidalgo-Alvarez Soft Matter 2011 7 10536 10547
122. A. Fernandez-Barbero A. Fernandez-Nieves I. Grillo E. Lopez-Cabarcos Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2002 66 051803 051810
123. A. Fernandez-Nieves A. Fernandez-Barbero B. Vincent F. J. de las Nieves J. Chem. Phys. 2003 119 10383 10388
124. B. R. Saunders B. Vincent Colloid Polym. Sci. 1997 275 9 17
125. P. Menut S. Seiffert J. Sprakel D. A. Weitz Soft Matter 2012 8 156 164
126. N. A. Neuburger B. E. Eichinger Macromolecules 1988 21 3060 3070
127. T. Russ R. Brenn M. Geoghegan Macromolecules 2003 36 127 141
128. J. L. Valentín J. Carretero-González I. Mora-Barrantes W. Chasse K. Saalwächter Macromolecules 2008 41 4717 4729
129. M. Zeiser C. Hasenöhrl P. Busch T. Hellweg Colloid Polym. Sci. 2010 288 1047 1059
130. J. Li Y. Hu J. J. Vlassakand Z. Su Soft Matter 2012 8 8121 8128
131. W. Chassé K. Saalwächter J.-U. Sommer Macromolecules 2012 45 5513 5523
132. K. Saalwächter W. Chassé J.-U. Sommer Soft Matter 2013 9 6587 6593
133. Y. Hertle A. Vilgist J. Wilder Comput. Theor. Polym. S. 1998 8 61 73
134. Y. Li T. Tanaka Annu. Rev. Mater. Sci. 1992 22 243 277
135. S. Hirotsu Y. Hirokawa T. Tanaka J. Chem. Phys. 1987 87 1392 1395
136. M. Shibayama Macromol. Chem. Phys. 1998 199 1 30
137. S. Seiffert Macromol. Rapid Commun. 2012 33 1135 1142
138. A. Habicht W. Schmolke F. Lange K. Saalwächter S. Seiffert Macromol. Chem. Phys. 2014 215 1116 1133
139. S. Takata K. Suzukia T. Norisuyea M. Shibayama Polymer 2002 43 3101 3107
140. R. F. Childs A. M. Mika A. K. Pandey C. McCrory S. Mouton J. M. Dickson Sep. Purif. Technol. 2001 22-23 507 517
141. O. Wang S. Samitsu I. Ichinose Adv. Mater. 2011 23 2004 2008
142. D. Sivakumaran D. Maitland T. Hoare Biomacromolecules 2011 12 4112 4120
143. T. R. Hoare D. S. Kohane Polymer 2008 49 1993 2007
144. P.-G. De Gennes J. Chem. Phys. 1971 55 572 579
145. P.-G. de Gennes, in Scaling Concepts in Polymer Physics, Cornell University Press, Ithaca, 1979
146. E. Arvanitidou D. Hoagland Phys. Rev. Lett. 1991 67 1464 1466
147. C. R. Calladine C. M. Collis H. R. Drew M. R. Mott J. Mol. Biol. 1991 221 981 984
148. M. Muthukumar A. Baumgärtner Macromolecules 1989 22 1937 1941
149. M. Muthukumar A. Baumgärtner Macromolecules 1989 22 1941 1946
150. D. A. Hoagland M. Muthukumar Macromolecules 1992 25 6696 6698
151. B. H. Zimm O. Lumpkin Macromolecules 1993 26 226 234
152. D. Cule T. Hwa Phys. Rev. Lett. 1998 80 3145 3148
153. S. Pajević R. Bansil Č. Koňák Macromolecules 1993 26 305 312
154. M. Susoff W. Oppermann Macromolecules 2010 43 9100 9107
155. F. Di Lorenzo S. Seiffert Macromol. Chem. Phys. 2014 215 2097 2111
156. S. Seiffert W. Oppermann J. Microsc. 2005 220 20 30
157. G. I. Hauser S. Seiffert W. Oppermann J. Microsc. 2008 230 353 362
158. S. Seiffert W. Oppermann Polymer 2008 49 4115 4126
159. J. Ping Gong Science 2014 344 161 162
160. F. L. Buchholz and A. T. Graham, in Modern Superabsorbent Polymer Technology, Wiley VCH, Weinheim, Germany, 2000