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Sonntag, 5. Februar 2012
 
 
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Zweidimensionale Flüssigchromatographie als Schlüsselmethode in der modernen Materialforschung


Makromolekulare organische Materialien lassen sich durch gezielte Auswahl bestimmter Strukturvarianten und Herstellungsverfahren für spezielle Eigenschaften und Einsatzgebiete maßschneidern. Für die Optimierung der Herstellungsprozesse dieser Polymere ist eine leistungsfähige und robuste Analytik notwendig. Die Analytik von makromolekularen Verbindungen unterscheidet sich wesentlich von der allgemeinen chemischen Analytik, da Polymere Besonderheiten aufweisen, die auf ihre Struktur bzw. die Art ihrer Herstellung zurückzuführen sind.

Anders als niedermolekulare organische Verbindungen, die eine definierte chemische Struktur und Molmasse haben, weisen Polymere bezüglich der Kettenlänge (Molmasse), der chemischen Zusammensetzung, der Funktionalität und der molekularen Architektur Verteilungen auf. Werden z.B. zwei Monomere unterschiedlicher chemischer Struktur miteinander copolymerisiert, so werden Makromoleküle gebildet, die sich in Bezug auf Struktur und Molmasse erheblich voneinander unterscheiden. So können je nach Polymerisationsverfahren z.B. neben linearen auch verzweigte Moleküle entstehen.

In der klassischen Polymeranalytik wird die komplexe molekulare Zusammensetzung eines Polymeren durch Mittelwerte wie die mittlere Molmasse oder die mittlere chemische Zusammensetzung beschrieben. Für das Maßschneidern moderner Polymermaterialien und die Erarbeitung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen sind diese Parameter nicht ausreichend. Hier ist es erforderlich, neben den entsprechenden Mittelwerten auch die zugehörigen Verteilungsfunktionen experimentell zu ermitteln.

Für die Bestimmung von Verteilungsfunktionen in komplexen Polymeren sind geeignete Stofftrennverfahren erforderlich. Die Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) ist nicht nur in der organischen Analytik sondern auch in der Polymeranalytik eine eingeführte Methode zur Stofftrennung mit großem Anwendungspotenzial. Als Größenausschlusschromatographie (SEC, size exclusion chromatography) kann sie z.B. genutzt werden, um Polymere nach ihrer Molekülgröße zu trennen. In diesem Fall werden entropische Wechselwirkungen zwischen den Makromolekülen und den Poren der verwendeten stationären Phase für die Auftrennung genutzt.

Den ganzen Artikel finden Sie unter:

http://www.aktuelle-wochenschau.de/woche43/woche43.html

Quelle: Aktuelle Wochenschau der GDCh (10/2005)

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