Mikroporenanalyse von Polymernetzwerken durch Gassorption und 129Xe NMR-Spektroskopie: Auf dem Weg zu einem besseren Verständnis der intrinsischen Mikroporösität

Die Mikroporösität zweier mikroporöser Polymernetzwerke wird im Detail untersucht. Beide Netzwerke basieren auf einem zentralen Spirobifluoren-Motiv, haben jedoch unterschiedliche Bindungsgruppen, nämlich Imid- und Thiophen-Einheiten. Die Mikroporösität der Netzwerke basiert auf der Designstrategie der "Polymere intrinsischer Mikroporösität (PIM)". Stickstoff, Argon und Kohlendioxid wurden als Sorbentien verwendet, um die Mikroporösität detaillierter zu analysieren. Die Gassorptionsdaten wurden hinsichtlich wichtiger Parameter wie spezifischer Oberfläche, Porenvolumen und Porengröße (Verteilung) analysiert. Es wird gezeigt, dass die Ergebnisse stark modellabhängig sein können und Quellungs- effekte berücksichtigt werden müssen. (129)Xe NMR wurde als unabhängige Technik zur Schätzung der durchschnittlichen Porengröße der Polymernetzwerke verwendet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass beide Netzwerke im trockenen Zustand hauptsächlich ultramikroporös sind (Porengrößen < 0,8 nm), was auf der Grundlage des molekularen Designs nicht erwartet wurde. Phasentrennung und Netzwerkdefekte könnten die gesamte Netzwerk-Morphologie stark beeinflussen. Schließlich deutet die beobachtete Quellen an, dass dieses "weiche" mikroporöse Material im lösungsmittelgeschwollenen/gefüllten Zustand eine andere Mikroporengröße aufweisen könnte als im trockenen Zustand.