Hochtemperatur-HPLC zur Analyse von komplexen Polyolefinen

Mit dem in den letzten Jahren schnell fortschreitenden Entwicklungsprozess in der Synthese von Polyolefinen konnte die Analytik dieser Materialien nur bedingt Schritt halten. Für das Verständnis von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen wird jedoch eine leistungsfähige Analytik benötigt. Dies betrifft insbesondere schnelle Methoden zur Bestimmung der chemischen Heterogenität, die Ergebnisse innerhalb weniger Minuten liefern können. Bei der Anwendung der bekannten CRYSTAF- und TREF-Fraktionierungen werden pro Probe mehrere Stunden benötigt. Ziel der vorliegenden Arbeit war deshalb die Entwicklung neuer flüssigchromatographischer Methoden zur Analyse von komplexen Polyolefinen bezüglich der chemischen Heterogenität. Im Rahmen der Dissertation wurden an Hand unterschiedlicher Modellsysteme erstmals Hochtemperatur-HPLC-Methoden zur Trennung von Polyolefinen nach der chemischen Zusammensetzung durchgeführt. Zur Auftrennung dieser Systeme wurde sowohl die Chromatographie unter kritischen Bedingungen (LCCC) als auch die Hochtemperatur-Gradienten-HPLC eingesetzt. Dies beinhaltete die Entwicklung von chromatographischen Trennsystemen von Ethylen-Methylmethacrylat- und Ethylen-Styrol-Copolymeren. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines Trennsystems, dass erstmals die Auftrennung von Ethylen-Propylen-Copolymeren nach dem Ethylengehalt im Copolymer ermöglichte.

New polyolefin materials with advanced properties have been developed in the last years due to progressing development in their synthesis. Efficient analytical methods are needed to understand the structure-property-relationship of those complex materials. As a result it is necessary to have methods where it is possible to determine the chemical heterogeneity the shortest possible time. Well-known methods for the determination of chemical heterogeneity of polyolefins are CRYSTAF and TREF. Both these fractionation methods need several hours per sample. The aim of this work was therefore to develop new liquid chromatographic methods for the analysis of polyolefins with regard to their chemical heterogeneity. By using different model mixtures in the high temperature HPLC it was for the first time possible to separate polyolefins with regards to chemical composition. Chromatography under critical conditions (LCCC) and high temperature gradient-HPLC were used for the deformulation of these systems. Liquid chromatographic systems for ethylene-methylmethacrylate- as well as ethylene-styrene-copolymers have been developed. The emphasis of this work was the development of high temperature gradient separations that allow the separation of ethylene-propylene-copolymers with regard to the ethylene content for the first time