Weichmacher-Polymer-Mischungen

[Peter Schulz]

Folgende Aufgabe bereitet mir Schwierigkeiten:


Man soll DSC-Kurven einer inkompatiblen und einer kompatiblen Weichmacher-Polymer-Mischung skizzieren. Für die Überlegung soll man davon ausgehen, dass reine Polymer vollständig amorph vorliegt.



Für die kompatible Mischung ist es soweit kein Problem: Mit Weichmacher wird die Glasübergangstemperatur (Tg) im Vergleich zum reinen Polymer niedriger.


Aber wie soll das bei einer inkompatiblen Mischung aussehen? Bei einer inkompatiblen Mischung von zwei Polymeren würde man zwei Glasübergänge sehen, aber wie ist es bei einer inkompatiblen Weichmacher-Polymer-Mischung?

[Zaphi]

hm, na ja ich hätte jetzt gesagt man sieht einen breiten, nicht verschobenen Peak fürs amorphe Polymer und dann noch einen scharfen Peak für den Schmelzpunkt des Weichmachers. Aber ist jetzt auch nur eine Vermutung ^^

[Peter Schulz]

Zitat von Zaphi

hm, na ja ich hätte jetzt gesagt man sieht einen breiten, nicht verschobenen Peak fürs amorphe Polymer

Danke für deine Antwort, Zaphi...



Mittlerweile bin ich auch zur Ansicht gelangt, dass mehr oder weniger nichts passieren soll in der DSC-Kurve bei der Kombination amorphes Polymer + inkompatibler Weichmache im Vergleich zum reinen Polymer. Wahrscheinlich zu kompliziert gedacht anfangs.



Mit "Peak" meintest du sicher die Stufe für den Glasübergang. Einen richtigen Peak sollte man da ja nicht beobachten.

und dann noch einen scharfen Peak für den Schmelzpunkt des Weichmachers. Aber ist jetzt auch nur eine Vermutung ^^

Gute Frage... Also die Frage stammt aus dem Kontext von Überzügen (z.B. für Tabletten) für pharmazeutische Anwendungen. Gängige (äußere) Weichmacher wären da z.B. Triacetin (Glyceroltriacetat), Triethylcitrat oder PEG 400. Die wären allesamt flüssig bei RT. In der Routine DSC, wo man ab RT misst, dürften sich da eigentlich keine Effekte zeigen, außer, dass die Weichmacher sich irgendwann verflüchtigen dürften. Und dann setzt man Weichmacher ja auch in eher geringer Menge zu.

[Jonas__]

Wenn der Weichmach nicht kompatibel ist, dann hat man eine reine Addition der beiden DSC Kurven. Wenn der Weichmacher keinen Phasenübergang hat, dann hat man im Prinzip die gleiche DSC Kurve wie beim reinen Polymer, nur das die Wärmekapazität größer ist.
Weichmacher werden oft so gewählt, dass diese nicht kristallisieren und verdampfen können, dann entfällt auch ein möglicher Schmelzpeak. Bei einem Weichmacher, der nicht kristallisiert oder einer kompatiblen Polymermischung kann man sogar den resultierenden Glaspunkt berechnen.
https://en.wikipedia.org/wiki/Flory%E2%80%93Fox_equation#The_Fox_Equation

[Peter Schulz]

Vielen Dank.

Zitat von Jonas__

Wenn der Weichmach nicht kompatibel ist, dann hat man eine reine Addition der beiden DSC Kurven. Wenn der Weichmacher keinen Phasenübergang hat, dann hat man im Prinzip die gleiche DSC Kurve wie beim reinen Polymer, nur das die Wärmekapazität größer ist.

Heißt größere Wärmekapazität, dass die DSC-Kurve dann etwas Richtung endo verschoben ist?