固体高分子材料に対する定量NMR ～低密度ポリエチレンのキャラクタリゼーション

固体NMRにおいて、十分長いくり返し時間を用いて測定したDDMASスペクトル（シングルパルスデカップリングMASスペクトル）は物質の定量に使うことができます。下の図に示した低密度ポリエチレン(比重0.915)試料に対する¹³C DDMASスペクトルの信号強度からは、試料の微視的構造に関していくつかの定量的な結論を引き出すことができます。

結晶化度

結晶相のCH₂ピーク(32.84 ppm)と非結晶相のCH₂ピーク(30.77 ppm)の強度から、結晶化度は約46%であることが分かります。

分子量

23.32 ppmのピークは主鎖のα-CH₂ (末端CH₃に隣接するCH₂)に帰属され、メインピーク(32.84、30.77 ppm)との強度比から、CH₂モノマーユニット数が約300、分子量Mwが約4,000と決まります。

分岐の割合

低密度ポリエチレンは分岐構造を持っており、23.75および38.24 ppmのピークとメインピークとの強度比から下のような構造が約50～60ユニットに1つ含まれていることなどが分かります。

¹³C信号の帰属は「高分子分析ハンドブック」(朝倉書店) p1102を参考にしています。