Elektrochemisch-modulierte Flüssigchromatografie von Polymeren

• Antragsteller: Dr. Jan-Hendrik Arndt
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Analytische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446797860

Die Eigenschaften von Polymeren werden im Falle von Homopolymeren grundlegend durch die Verteilung der Makromoleküle hinsichtlich ihrer Molmasse und Mikrostruktur, und, im Falle von Copolymeren, zusätzlich durch die Heteregogenität der chemischen Zusammensetzung beeinflusst. Um diese Verteilungen zu untersuchen, haben sich flüssigchromatografische Methoden weitgehend etabliert. Unter den flüssigchromatografischen Methoden unterscheidet man verschiedene Varianten, die sich sowohl darin unterscheiden können nach welchem Parameter (Molmasse oder chemischer Zusammensetzung/Mikrostruktur) sie trennen als auch darin, ob die Trennung experimentell durch Gradienten der Zusammensetzung der mobilen Phase oder der Temperatur erreicht wird. Eine für Polymere bisher gänzlich unbekannte Variante ist die elektrochemisch-modulierte Flüssigchromatografie. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die flüssigchromatografische Trennung durch eine elektrische Spannung beeinflusst und gesteuert werden kann. Voraussetzung hierzu ist eine elektrisch leitende stationäre Phase. Die Entwicklung dieser Methode für Polymere ist in mehrfacher Hinsicht interessant. So könnte zum einen die elektrochemisch-modulierte Flüssigchromatografie höhere Trenneffizienzen als bisherige Methoden erlauben. Zum anderen hat sie das Potenzial Trennungen zu ermöglichen, die mit bisherigen flüssigchromatografischen Methoden nicht erreicht werden können. Beispielsweise könnte es so gelingen feine Unterschiede in der molekularen Heterogenität der Makromoleküle Stereomikrostruktur/Endgruppen) aufzuklären für welche die bisherigen Methoden nicht sensitiv sind. Das Vorhaben "Elektrochemisch-modulierte Flüssigchromatografie von Polymeren" verfolgt daher das Ziel, die Möglichkeiten der elektrochemisch-modulierten Flüssigchromatografie von Polymeren zu erforschen. Als ein erstes Teilziel sollen geeignete Bedingungen für elektrochemisch-modulierte flüssigchromatografische Trennungen von wasserlöslichen, synthetischen Polymeren identifiziert werden. Dabei dienen Polyethylenoxid, Polypropylenoxid und deren Copolymere als Modellsubstanzen. Aus Vorarbeiten sind bereits erste geeignete Bedingungen (insbesondere Lösungsmittel) bekannt unter denen sie reversibel an der stationären Phase adsorbieren. Weitere Bedingungen sollen im Rahmen des Vorhabens erarbeitet werden. Das zweite Teilziel des Vorhabens ist es dann die Trenncharakteristika der Methode im Hinblick auf die Modellpolymere weiter aufzuklären. Insbesondere soll ein Verständnis dafür entwickelt werden, wie Polymerstruktur, Elutionsverhalten und Trennparameter (Spannung, Temperatur, Gradient) sich gegenseitig beeinflussen. Das dritte und letzte Teilziel des Projekts ist es dann den möglichen Einsatzbereich der Methode im Hinblick auf weitere Polymere auszuloten. Im Fokus steht dabei die Untersuchung nicht-wasserlöslicher, synthetischer Polymere, wobei Polymethylmethacrylat als Modell herangezogen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen