{"id":5042,"date":"2023-03-10T07:43:06","date_gmt":"2023-03-10T07:43:06","guid":{"rendered":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/?p=5042"},"modified":"2023-10-16T12:56:03","modified_gmt":"2023-10-16T12:56:03","slug":"determinazione-del-silicio-tramite-nmr-da-banco","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/03\/10\/determinazione-del-silicio-tramite-nmr-da-banco\/","title":{"rendered":"Analisi dei siliconi (copolisilossani) tramite NMR da banco"},"content":{"rendered":"\n

Il silicio <\/strong>\u00e8 un elemento che si trova in una vasta gamma di materiali<\/strong>, come malte e cementi<\/a>, porcellana, ceramica ad alta resistenza, vetri speciali, leghe, siliconi, semiconduttori e molti altri. I polisilossani (siliconi) sono utilizzati anche nei lubrificanti <\/strong>(grassi e oli), nel mastice<\/strong>, negli utensili da cucina<\/strong> o nei rivestimenti<\/strong>. I primi polisilossani furono prodotti come omopolimeri, dove le loro propriet\u00e0 erano determinate dai gruppi funzionali del monomero e dalla lunghezza dei polimeri.<\/p>\n\n\n\n

Combinando tra loro diversi monomeri e utilizzando monomeri in grado di reticolare, vengono creati copolimeri e copolimeri a blocchi, la variet\u00e0 di polisilossani aumenta quindi drasticamente<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

L’analisi dei siliconi<\/h2>\n\n\n\n

L’analisi della composizione dei copolisilossani e il legame dei copolisilossani a blocchi sono essenziali per lo sviluppo di polisilossani con propriet\u00e0 caratteristiche. La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR)<\/a> \u00e8 un potente metodo analitico utilizzato per caratterizzare questo tipo di materiali. L\u2019isotopo attivo all’NMR \u00e8 il 29Si sebbene abbia una bassa abbondanza in natura con il solo 4,70% e un basso rapporto giromagnetico che comporta una ricettivit\u00e0 relativamente bassa di 3.69E-4 (rispetto a 1H NMR); i segnali di silicio di diversi gruppi chimici sono presenti in un ampio intervallo di spostamento chimico.<\/p>\n\n\n\n

Questa elevata sensibilit\u00e0 del silicio agli atomi circostanti rende l\u2019NMR una tecnica adatta per identificare le composizioni polimeriche<\/strong>. Ci sono molti studi effettuati in generale sulla determinazione del 29Si in NMR, in questo articolo ci dedichiamo all\u2019analisi di piccole molecole contenenti silicio dove l’NMR pu\u00f2 essere utilizzato per confermare le composizioni interne dei polisilossani.<\/p>\n\n\n\n

Risultati dell’analisi NMR<\/h2>\n\n\n\n

In Figura 1<\/em> vengono riportati i tre spettri 29Si DEPT di trimetossimetilsilano (in alto), trimetossifenilsilano (al centro) e dimetossidimetilsilano (in basso) misurati con uno spettrometro Spinsolve 80 MHz Silicon<\/a>. Ognuna di queste molecole ha uno spostamento chimico unico e pu\u00f2 essere facilmente differenziata dalle altre molecole.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 1: spettri 29Si-DEPT di trimetossimetilsilano (in alto), trimetossifenilsilano (al centro) e dimetossidimetilsilano (in basso).<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Per distinguere tra diversi tipi di polisilossani la nomenclatura usata da Marsmann<\/strong> \u00e8 molto utile (Figura 2<\/em>).<\/p>\n\n\n\n

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Figura 2: Nomenclatura dei diversi elementi costitutivi dei polisilossani<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

A seconda della ramificazione e dei gruppi funzionali gli atomi di silicio nei polisilossani mostrano diversi spostamenti chimici (Figura 3). Gli apici indicano quanti dei possibili gruppi metili sono sostituiti dal gruppo funzionale. Ad esempio, un gruppo terminale (M) ha tre gruppi metilici e sostituire un gruppo metile con un gruppo fenile \u00e8 etichettato MPh.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 3: Spostamenti chimici degli atomi di silicio in diversi blocchi di polisilossano<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Nella Figura 4<\/em> \u00e8 riportato lo spettro 29Si DEPT di poli(dimetilsilossano-co-metilidrosilossano), trimetilsilil terminato, misurato su uno spettrometro Spinsolve 80 MHz Silicon. In questa immagine \u00e8 possibile notare l’ottimo accordo del singolo elemento costitutivo degli spostamenti chimici previsti.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 4: Spettro 29Si-DEPT del poli(dimetilsilossano-co-metilidrosilossano) e l’assegnazione dei segnali NMR.<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

La Figura 5<\/em> mostra lo spettro 29Si DEPT del poli(dimetilsilossano-co-difenilsilossano), divinil terminato. Il segnale relativo dei gruppi terminali vinilici \u00e8 minore a causa della maggiore massa molare del polimero. La differente intensit\u00e0 tra i segnali dei blocchi costitutivi del dimetile e del difenile indica che il blocco costitutivo dimetilico \u00e8 quello dominante in questo copolimero.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 5: Spettro 29Si-DEPT del poli(dimetilsilossano-co-difenilsilossano) e l’assegnazione dei segnali NMR<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

La Figura 6<\/em> invece mostra lo spettro 29Si DEPT di poli(dimetilsilossano-co-metilfenilsilossano), trimetilsilil terminato. In questo copolimero il blocco costitutivo dimetilico \u00e8 anche quello dominante.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 6: Spettro 29Si-DEPT del poli(dimetilsilossano-co-metilfenilsilossano) e assegnazione dei segnali NMR.<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Il blocco costitutivo dimetilico come dominante \u00e8 indicato anche dallo spettro NMR del protone (Figura 7<\/em>). I segnali del blocco costitutivo metilfenile sono separati dai gruppi terminali e blocco dimetilico. Per verificare l’assegnazione dei segnali protonici di poli(dimetilsilossano-co-metilfenilsilossano) a 29Si \u00e8 possibile utilizzare lo spettro HSQC. <\/p>\n\n\n\n

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Figura 7: Spettro 1H del poli(dimetilsilossano-co-metilfenilsilossano)<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Nella Figura 8<\/em> questo spettro mostra chiaramente quali segnali protonici si accoppiano a quelli del silicio a totale conferma dell’assegnazione.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 8: Spettro 29Si-HSQC del poli(dimetilsilossano-co-metilfenilsilossano) e assegnazione dei seganli<\/em><\/figcaption><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

L’analisi dei siliconi \u00e8 essenziale per lo sviluppo di polisilossani con propriet\u00e0 caratteristiche. La spettroscopia NMR \u00e8 un potente metodo analitico utilizzato per caratterizzarli.<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":5059,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[57,436],"tags":[95],"yoast_head":"\nAnalisi dei siliconi (copolisilossani) tramite NMR - FKV<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La spettroscopia NMR \u00e8 un potente metodo analitico utilizzato per caratterizzare i copolisilossani.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/03\/10\/determinazione-del-silicio-tramite-nmr-da-banco\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"it_IT\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Analisi dei siliconi (copolisilossani) tramite NMR - FKV\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"La spettroscopia NMR \u00e8 un potente metodo analitico utilizzato per caratterizzare i copolisilossani.\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/03\/10\/determinazione-del-silicio-tramite-nmr-da-banco\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"FKV\" \/>\n<meta property=\"article:publisher\" content=\"https:\/\/www.facebook.com\/pages\/FKV-SRL\/193967133985052\" \/>\n<meta property=\"article:published_time\" content=\"2023-03-10T07:43:06+00:00\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2023-10-16T12:56:03+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/FKV_Banner-Chimico-768x402.jpg\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:width\" content=\"768\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:height\" content=\"402\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary_large_image\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\/\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"Organization\",\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#organization\",\"name\":\"FKV - 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