Rückblick GEFTA Jahrestagung 1999

Die Kenntnis des Dampfdrucks bei einer Temperatur bzw. der Dampfdruckfunktion von Stoffen und Zubereitungen kann in der industriellen Praxis von großer Wichtigkeit sein. Sie ermöglicht eine Beurteilung der Flüchtigkeit und der daraus resultierenden Konsequenzen bei der erwünschten (z.B. Pflanzenschutz) oder unerwünschten (z.B. Umweltschutz) Freisetzung von Stoffen und bei industriellen Verarbeitungsprozessen. Bei der Anwendung von Flüssigkristallen dient die Kenntnis des Dampfdruckes zur Vermeidung von Verdampfungsverlusten und daraus resultierende Qualitätsverluste bei der Befüllung von Farbdisplays unter Vakuum. Zudem ist eine bekannte Dampfdruckfunktion bei der destillativen Aufreinigung der Flüssigkristalle sehr hilfreich.

Die Thermogravimetrie bietet sich durch die Messung von dem Dampfdruck proportionalen Massenverlustraten geradezu an. Verschiedene Autoren kombinierten Thermogravimetrieapparaturen mit speziellen Versuchaufbauten /1/,/2/,/3/,/4/, führten Messungen unter variablen Druck /5/,/6/ oder variablen Heizraten /7/,/8/ durch. Ziel dieser Arbeit war, die Anwendbarkeit einer kommerziellen TG-Apparatur ohne Umbauten im Routinebetrieb für eine Dampfdruckbestimmung zu überprüfen.

Die Beschreibung der Propotionalität zwischen Dampfdruck und Massenverlustrate gelingt durch die Aufnahme einer Kalibrier- bzw. Gerätefunktion mittels Substanzen mit bekannter Dampfdruckfunktion. Die Hauptbedingung ist dabei eine konstante Probensubstanzoberfläche bei den Messungen. In der Realität zeigte sich, daß nicht alle gewählten Substanzen auch bei entsprechender Probenpräparation für eine Kalibrierung geeignet sind, wobei dafür überwiegend Oberflächeneffekte als Ursache in Frage kommen.

Die Messungen an Flüssigkristallen wurden im wesentlichen bei Temperaturen oberhalb des kristallinen Zustands durchgeführt. Vergleichsmessungen an Flüssigkristallen mit bekannten Dampfdruckwertepaaren ergaben relativ gute Übereinstimmungen mit Werten, die aus den mittels isothermer Thermogravimetrie erhaltenen Dampfdruckfunktionen ermittelt wurden. Die Messung von Massenverlustraten in Temperaturbereichen, bei denen verschiedene flüssigkristalline Phasen vorliegen, ergaben unterschiedliche Dampfdruckfunktionen, mit denen die entsprechenden Phasenumwandlungstemperaturen relativ gut wiedergefunden wurden.

Insgesamt ist eine Dampfdruckbestimmung von Flüssigkristallen mittels Thermogravimetrie in Standardpfännchen mit guten Ergebnissen durchführbar. Wesentliche Grundbedingung bei den Messungen sowie bei der Ermittlung der Kalibrierfunktion ist eine definierte und reproduzierbare Probenoberfläche, was bei flüssigen und flüssigkristallinen Phasen im wesentlichen gegeben scheint, bei kristallinen Phasen kritisch betrachtet werden muß.

^{/1/ Wiedemann, H.G.: Thermochim. Acta 3 (1972) 355 - 366.
/2/ Gückel, W.; Kästel, R.; Lewerenz, J.; Synnatschke, G.: Pestic. Sci. 13 (1982) 161 - 168.
/3/ Gückel, W.; Kästel, R.; Kröhl, T.; Parg, A.: Pestic. Sci. 45 (1995) 27 - 31.
/4/ Pankajavalli, R.; Mallika, C.; Sreedharan, O.M.; Premila, M.; Gopalan, P.: Thermochim. Acta 316 (1998) 101 - 108.
/5/ Goodrum, J.W.; Siesel, E.M.: J. Thermal Analysis 46 (1996) 1251 - 1258.
/6/ Tesconi, M.; Yalkowsky, S.H.: J. Pharm. Sci. 87 (1998) 1512 - 1520.
/7/ Price, D.M.; Hawkins, M.: Thermochim. Acta 329 (1999) 73 - 76.
/8/ Price, D.M.; Hawkins, M.. Thermochim. Acta 315 (1998) 19 - 24}

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