Flugzeit-Massenspektrometrie (TOF-MS) zur Charakterisierung von Hydrophobierungsmitteln

Alkoxysilane sind siliziumorganische Verbindungen mit denen zementgebundene Baustoffe zum Oberflaechenschutz hydrophobiert werden koennen. Der Beitrag stellt ein Forschungsprojekt vor, bei dem die Flugzeit-Massenspektroskopie (TOF/MS) mit zwei Ionisierungstechniken ESI (Elektrospray-Ionisierung) und MALDI (Matrix-unterstuetzte Laser-Desorptions-Ionisierung) kombiniert wurden, um die Alkoxysilane sowie deren Hydrolyse- und Abbauprodukte zu charakterisieren. Die Untersuchungen wurden an verschiedenen Silanen mit unterschiedlichen Alkylgruppen durchgefuehrt. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl die Kombination ESI - TOF/MS als auch die Kombination MALDI - TOF/MS zur Charakterisierung der Polykondensation von Alkoxysilanen angewendet werden koennen. Mit ESI - TOF/MS ist die chemische Identifikation verschiedener Alkyltrialkoxysilane moeglich. Da die Bestimmung ueber die Molekularmasse erfolgt, koennen die verschiedenen Silane sehr genau unterschieden werden. MALDI - TOF/MS erlaubt die Analyse der chemischen Struktur von polykondensierten Silanen und die Identifikation der Abbauprodukte von Siloxanen. MALDI ergaenzt daher ESI optimal. Die Untersuchungsergebnisse koennen auch dazu dienen, neue Hydrophobierungsmittel mit Silanen zu entwickeln, die eine laengere Dauerhaftigkeit haben. ABSTRACT IN ENGLISH: Alkoxysilanes represent a group of silicon organic compounds that are used as water repellent agents for surface protection of cement based materials. To optimize the structure of silanes in view of their long term durability it is important to understand the chemical reactions that take place between the silicon organic compounds and the materials on which they are applied. For this purpose, it is necessary to characterize the alkoxysilanes, their condensation products and their metabolites. The study used time-of-flight mass spectrometry (TOF/MS) combined with two ionization techniques, ESI (electrospray ionization) and MALDI (matrix assisted laser desorption ionization). The first results served to show that while ESI is suitable to characterize alkyltrialkoxysilanes, MALDI serves to analyze reaction products of alkoxysilanes with a high degree of condensation, e.g., silsesquioxanes. TOF/MS provides a useful tool for characterizing both monomeric silicon compounds as well as their condensation products. (A)