Differentiation between long and short chain branching in polyolefins using FT-Rheology and 13-C-solid state NMR Spectroscopy

• Applicant: Professor Dr. Manfred Wilhelm
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers
• Term: from 2002 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5365824

Ziel dieser Arbeit ist es, zwei neue methodische Ansätze zur Charakterisierung von Polyolefinen zu kombinieren und auf ihre Leistungsfähigkeit in Bezug auf die Differenzierung von Kurz- und Langkettenverzweigungen hin zu untersuchen. Mit Hilfe der FT-Rheologie sollen oszillatorische Verscherungen im nichtlinearen Bereich durchgeführt werden, da dieser Bereich durch die FT-Rheologie quantifizierbar wird. Dazu soll das Potenzial dieser Methode auf kurz- und langkettenverzweigten Polyethylenen, angewendet werden. Hierbei stehen insbesondere die Auswirkungen der Topologie der Polymere auf das nichtlineare mechanische Verhalten von Schmelzen und Lösungen im Zentrum der Untersuchungen. Die Ergebnisse dieser rheologischen Messungen sollen mit 13C-Festkörper-NMR-Messungen kombiniert werden. Die normalerweise niedrige Sensitivität der Festkörper-NMR-Spektroskopie gegenüber der Flüssigkeits-NMR wird angesichts der sehr geringen Löslichkeit der Polyolefine durch die Messung im Festkörper überkompensiert. Im Laufe dieses Projektes sollen 13C-T1-Relaxationsmessungen den Grad sowie die Verteilung der Kurz- und Langkettenverzweigung der Polyolefine differenzieren. Dieser Vorschlag basiert auf der kurzen 1H-T1-Relaxationszeit der schnell rotierenden CH3-Endgruppe. Im 13C-NMR-Spektrum kann dieser Übertrag durch die Messung der 13C-Relaxationszeiten der CH-Gruppe selektiv detektiert werden. Entsprechend der Konturlänge der Seitenkette erfolgt ein solch diffusiver Prozess dann schneller oder langsamer.

• DFG Programme: Research Grants