Strukturbestimmung von Polymeren in superkritischen Lösemitteln, in der Schmelze und im Festzustand mittels NMR
Zusammenfassung der Projektergebnisse
NMR ist für die Strukturbestimmung in Polymeren hervorragend geeignet, da sie empfindlich für die lokale Umgebung des untersuchten Kernes ist. Die Eigenschaften von Copolymeren hängen wesentlich von der Abfolge der Comonomere ab. Daher ist es ein wichtiges Ziel, die Kettenstruktur zu bestimmen. Trotz der technischen Entwicklungen der letzten Jahre ist die Auflösung, die in Festkörper-NMR-Spektren erreicht wird, oftmals nicht ausreichend, um diese Feinstruktur in Polymeren zu bestimmen. In den letzten Jahren wurde deshalb wieder verstärkt Hochtemperatur-NMR eingesetzt. Da insbesondere Fluorpolymere in superkritischen CO2 löslich sind, sollte im vorliegenden Projekt untersucht werden, welche Methoden die beste Auflösung liefern, Festkörper-NMR, NMR in der Schmelze oder NMR im superkritischen Lösemittel. Es wurde als erstes eine hochtemperaturfähige Hochdruck-NMR-Apparatur aufgebaut und ein vorhandener Hochtemperatur-NMR-Probenkopf verbessert. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beste Auflösung in der Lösung im superkritischen CO2 erzielt wird. Wegen der noch immer geringen Löslichkeit der hochmolekularen Fluorpolymere in superkritischem CO2 ist die Empfindlichkeit jedoch gering, sodass viele Aussagen zur Struktur aus den Spektren, die in der Schmelze gemessen wurden erhalten werden. Festkörper-NMR-Spektren sind trotzdem unverzichtbar, da sie auch Packungseffekte des teilkristallinen Polymers mit erfassen. Es bleibt jedoch festzustellen, dass trotz der hohen Auflösung die Kettenstruktur des THV nicht eindeutig aufgelöst ist. Im superkritischen CO2 kann je nach Temperatur ein Teil des strahlenmodifizierten PTFE gelöst werden. Durch einen Vergleich der mittleren Molmasse, die aus der Konzentration der Endgruppen im 19F-NMR-Spektrum bestimmt wird, wurde gezeigt, dass niedermolekulare Anteile extrahiert wurden.
