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Significance of hydrogen-deuterium exchange at polyolefin surfaces on exposure to ammonia low-pressure plasma

  • Since more than 40 years ammonia plasma exposure of polyolefins is used for introduction of primary amino groups. The selectivity of this reaction and the yield in primary amino groups was found to be low. Here, a prominent side-reactions of this process was investigated, the hydrogenation by NH3 plasma. For identification of hydrogenation ammonia (NH3) and deuterated ammonia (ND3) were exposed to Polyethylene (h-PE) and fully deuterated polyethylene (d-PE) as well as hexatriacontane (h-HTC) and fully deuterated hexatriacontane (d-HTC) as low-molecular weight model for PE. H–D exchange was assumed and detected by Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF–SIMS), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Attenuated Total Reflectance (ATR-FTIR) and 1H and 2H Nuclear magnetic Resonance. Results show a significant H–D exchange within the sampling depth of ATR (2.5 µm). However, N- and NH2 introduction was limited to the topmost surface as shown by SIMS and XPS (a few nanometers).

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Autor*innen:Sascha Wettmarshausen, Hyegeun Min, Wolfgang UngerORCiD, Christian Jäger, Gundula Hidde, Jörg Florian Friedrich
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Plasma chemistry and plasma processing
Jahr der Erstveröffentlichung:2011
Verlag:Plenum Publ. Corp.
Verlagsort:New York, NY, USA
Jahrgang/Band:31
Ausgabe/Heft:4
Erste Seite:551
Letzte Seite:572
Freie Schlagwörter:Ammonia plasma; Deuterated ammonia; Deuterated polyolefins; H-D exchange; Hexatriacontane
DOI:10.1007/s11090-011-9304-5
ISSN:0272-4324
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:19.02.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:22.08.2011
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