Die Ergebnisse der Untersuchungen der P120*-Faser ohne Imprägnierung mit Ferrocen sind in Abbildung 11 dargestellt. Die Oxidationstemperatur wurde von 450°C erhöht, wodurch der Beginn der Oxidation festgestellt wurde.
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| Abbildung 11: Relativer Masseverlust der P120*-Faser ohne Ferrocen in Abhängigkeit von der Zeit für verschiedene Reaktionstemperaturen; dT/dt=0,3K/min; (1) P120*, Temperatur=450°C; (2) P120*, Temperatur=485°C; (3) P120*, Temperatur=500°C. |
Die Ergebnisse der Sauerstoffbehandlung bei 450°C sind nahezu identisch; der gesamte Masseverlust beträgt bei beiden Versuchen nur 0,64%. Die Oxidation ist bei diesen Temperaturen also noch sehr gering und der Fehler bei der Messung ist in diesem Bereich größer als der meßbare Masseverlust.
Eine Erhöhung der Oxidationstemperatur auf 500°C führt dagegen zu einem Masseverlust von 2,50%, was auf eine beginnende, stärkere Oxidation der P120*-Faser bei dieser Temperatur schließen läßt.
Die nichtisothermen Untersuchungen zeigen bei einer katalysierten Oxidation eine bei etwa 450°C einsetzende Oxidation der Faser. Bei dieser Temperatur wurde deshalb die katalysierte Oxidation der Faser genauer untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen der P120-Faser bei 450°C mit und ohne Ferrocen sind in Abbildung 12 dargestellt.
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| Abbildung 12: Relativer Masseverlust der P120-Faser mit und ohne Ferrocen in Abhängigkeit von der Zeit; dT/dt=0,3K/min; Temperatur=450°C; (1) P120, (2) P120 mit 0,005mol/l Ferrocen in CH2Cl2 imprägniert, (3) P120 mit 0,01mol/l Ferrocen in CH2Cl2 imprägniert, (4) P120 mit 0,01mol/l Ferrocen in NMP imprägniert. |
Die P120-Faser zeigt, wie die P120*-Faser, bei einer Haltezeit von 20h einen kaum meßbaren Masseverlust. Dies bedeutet, daß diese Faser bei 450°C mit Sauerstoff ebenfalls nicht in meßbarem Umfang reagiert. Imprägniert man die P120-Faser mit 0,005mol/l Ferrocen in Dichlormethan oder mit 0,01mol/l Ferrocen in NMP, so ist ein Masseverlust von ca. 2% meßbar. Eine Verdopplung der Ferrocenkonzentration bei Verwendung von Dichlormethan als Lösungsmittel führt zu einem starken Anstieg des Masseverlustes auf ca. 11%. Der katalytische Effekt ist also ab einer Konzentration von 0,005mol/l Ferrocen in Dichlormethan deutlich sichtbar, während bei Verwendung von NMP als Lösungsmittel selbst bei einer Ferrocenkonzentration von 0,01mol/l nur ein geringer Masseverlust feststellbar ist.
Die Ergebnisse der analogen Untersuchungen mit der P120*-Faser sind in Abbildung 13 aufgeführt.
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| Abbildung 13: Relativer Masseverlust der P120*-Faser mit und ohne Ferrocen in Abhängigkeit von der Zeit; dT/dt=0,3K/min; Temperatur=450°C; (1) P120*, (2) P120* mit 0,01mol/l Ferrocen in CH2Cl2 imprägniert, (3) P120* mit 0,005mol/l Ferrocen in NMP imprägniert, (4) P120* mit 0,01mol/l Ferrocen in NMP imprägniert. |
Die P120*-Faser zeigt bis zu einer Haltezeit von 30h keinen Masseverlust. Ein ähnliches Ergebnis liefert die mit 0,01mol/l Ferrocen in Dichlormethan imprägnierte P120*-Faser. Auch hier liegt der meßbare Masseverlust im Rahmen des Meßfehlers. Dies steht im Widerspruch zur P120-Faser, bei der mit Dichlormethan als Lösungsmittel eine deutliche katalytische Aktivität bei dieser Ferrocenkonzentration feststellbar war. Bei Verwendung von NMP als Lösungsmittel für Ferrocen ist ab einer Ferrocenkonzentration von 0,005mol/l aufgrund eines Masseverlustes von 3% ein deutlicher katalytischer Effekt feststellbar. Der katalytische Effekt erhöht sich mit steigender Ferrocenkonzentration bei Verwendung von NMP als Lösungsmittel. Weiterhin ist bei Verwendung von NMP als Lösungsmittel im Bereich von 120°C bis 300°C ein zusätzlicher Masseverlust feststellbar. Dieser Masseverlust tritt nicht auf, wenn die Faser nur mit NMP (ohne Ferrocen) imprägniert wird. Ein Einfluß von NMP, z. B. durch unvollständiges Verdampfen nach der Imprägnierung, kann daher ausgeschlossen werden.
Wie im Fall der nichtisothermen Untersuchungen wurde die Oxidation von imprägnierten Fasern untersucht, die bei Raumtemperatur mit Ozon vorbehandelt wurden.
Die Ergebnisse sind in Abbildung 14 wiedergegeben. Sie zeigen, daß eine Vorbehandlung mit Ozon zu einer Verringerung der Oxidation führt. Sie zeigen außerdem, daß der Masseverlust in der Aufheizphase im Bereich von 120°C bis 300°C durch die Ozonbehandlung drastisch vermindert ist. Daraus kann man schließen, daß bei Verwendung von NMP ein Teil des Ferrocens absublimiert, aber immer noch genügend auf der Faseroberfläche zurückbleibt.
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| Abbildung 14: Relativer Masseverlust der P120*-Faser mit und ohne Ferrocen in Abhängigkeit von der Temperatur; dT/dt=0,3K/min; NMP als Lösungsmittel; Temperatur=450°C (1-3) bzw. 475°C ((4)); (1) P120*, (2) P120* mit 0,01mol/l Ferrocen in NMP imprägniert, (3) P120* mit 0,01mol/l Ferrocen in NMP imprägniert nach einer 1-stündigen Ozonbehandlung bei Raumtemperatur, (4) P120* mit 0,01mol/l Ferrocen in NMP imprägniert nach einer 1-stündigen Ozonbehandlung bei Raumtemperatur. |