Advanced solid-state NMR techniques exploiting 'H spin diffusion are described,which rely on selecting 'H magnetization of one of the components on the basis of 'H chemical shift or mobility differences under multiple-pulse irradiation. To monitor the progression of 'H spin diffusion, the higher resolution of I3C CP MAS spectra is exploited for NMR detection. For evaluation ofthe data,full quasi-analytical solutions ofthe diffusion equation as well as initial-rate approximations are derived, applied, and discussed. In order to obtain quantitative results, the 'H spin-diffusion constant has to be determined. To this end, the domain sizes in poly(styrene)-poly(methy1 methacrylate) systems including symmetrical diblock copolymers have been measured. The comparison of the NMR results with SAXS and TEM data yields the spin-diffusion coefficient for PS and PMMA.The resulting value ofD=0.8 nm2/ms is expected to be typical for rigid organic systems.The domain sizes investigated range from approximately 1 nm to ca. 100 nm.
Bestimmung der DomanengroJen in heterogenen Polymeren mittels Festkorper-NMREs werden moderne Festkorper-NMR-Methoden beschrieben, die 'H-Spindiffusion ausnutzen und 'H-Magnetisierung einer der Komponenten des Systems auf Grund unterschiedlicher chemischer 'H-Verschiebung oder von Mobilitatsunterschieden bei Multipuls-Einstrahlung selektieren.Um die zeitliche Entwicklung der 'H-Spindiffusion zu ermitteln,wird fur den NMR-Nachweis die hohere Auflosung der "C-CP-MAS-Spektren ausgenutzt. Zur Auswertung der Ergebnisse werden vollstandige quasi-analytische Losungen der Diffusionsgleichung sowie Naherungen fur kurze Zeiten abgeleitet, angewendet und diskutiert. Um quantitative Ergebnisse zu erhalten, mu6 die 'H-Spindiffusionskonstante bestimmt werden. Zu diesem Zweck wurden die DomanengroRen in Poly(styren)-Poly(methylmethacry1at)-Systemen, einschliefllich symmetrischer Diblockcopolymere, gemessen. Ein Vergleich der NMR-Ergebnisse mit Rontgenkleinwinkelund elektronenmikroskopischen Daten ergibt als Wert des Spindiffusionskoeffizienten fur PS und PMMA D=0.8 nm2/ms, der als typisch fur starre organische Systeme angenommen werden darf. Die untersuchten DomanengroIJen liegen im Bereich von etwa 1 nm bis 100 nm.