Selbstorganisierte ultradünne Filme und Membranen aus Polyelektrolyten, Makrozyklen und Polyelektrolyt-Mischungen für die selektive Stofftrennung und kontrollierte Wirkstofffreisetzung

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Das Ziel dieser Arbeit war die Herstellung und Charakterisierung neuer ultradünner Filme und Trennmembranen aus Makrozyklen, Polyelektrolyten und deren Blends mit verbesserten Trenneigenschaften. Die Membranen wurden durch elektrostatische Schicht-für-Schicht-Adsorption auf einer porösen PAN/PET-Trägermembran erzeugt. Im ersten Teil wurden Membranen aus Polyelektrolyten und Makrozyklen wie 1,4,7,10,13,16-Hexaazacyclooctadecan-Hexaessigsäure (az6ac) und Per-6-amino-Cyclodextrinen entwickelt. Der Einbau von anionischem az6ac führte zu einer erhöhten Kationenselektivität, wobei ein Trennfaktor a(Na+/Mg2+) von bis zu 28 erreicht wurde. Unter Nanofiltrations- und Reversosmosebedingungen konnte der Gesamtfluss um den Faktor 3-4 auf 14 l m-2 h-1 bei 40 bar gesteigert werden, mit einem Rückhalt von bis zu 96% für Ca2+-Ionen. Im zweiten Teil wurden Membranen aus Mischungen eines starken und eines schwachen anionischen Polyelektrolyten, Poly(styrolsulfonat) (PSS) und Poly(acrylsäure) (PAA), untersucht. Diese zeigten unter Dialysebedingungen eine signifikante Verbesserung des ionenselektiven Verhaltens. Die Variation von Zusammensetzung, pH-Wert und Salzgehalt beeinflusste das Trennverhalten stark. Membranen, die bei pH 1,7 hergestellt wurden, wiesen eine hohe Anionenselektivität mit Trennfaktoren a(NaCl/Na2SO4) von 200 auf. Zudem wurde die Eignung der Multischichten zur kontrollierten Wirkstofffreisetzung untersucht, wobei Freisetzungsz