Analytische Dichtegradienten-Zentrifugation bei Temperaturen zwischen +4?C und +40?C

Zusammenfassung Es wird gezeigt, da\ die bei der analytischen Dichtegradienten-Zentrifugation benötigten Parameter, die von Hearst u. Mitarb. tabelliert wurden, auch für andere Temperaturen als 25C gültig sind. Das ist von gro\er Wichtigkeit, da hochempfindliche Enzyme nur bei Temperaturen um + 4C lÄnger als 24 h nativ bleiben. Man ist deshalb auf eine Zentrifugation bei dieser Temperatur angewiesen. Weil man oft nur sehr wenig Substanz isolieren kann, bleibt nur die Dichtegradienten-Zentrifugation als Methode der Wahl. Ein Vergleich der gemessenen Molekulargewichte bei 6C und 25C zeigt keine Abweichungen, die über die Me\genauigkeit hinausgehen.

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Analytical density gradient centrifugation at temperatures between +4C and +40 C

It is shown that all the parameters needed for analytical density gradient centrifugation tabulated by Hearst et al. for 25C are valid for other temperatures, too. This will be important in the investigation of highly sensitive enzymes which are only stable at temperatures near +4C over a period of 24 h. Comparison of molecular weights determined at 6C und 25C shows no difference greater than 2%, which will be within the experimental error.

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Das Bundesministerium für Bildung und Wissenschaft hat diese Arbeiten gro\zügig unterstützt.     

Measurement of specific heat and energetic characterization of materials up to high temperatures

A new DSC system has been developed which not only allows quantitative results in the temperature of –160C to 700C, but also allows the quantitative determination of a variety of material properties up to 1500C. For example, the specific heat of materials can be measured to at least 1400C, while enthalpies, etc. can be measured to 1500C.

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Zusammenfassung Ein neuartiges DSC Messystem (Netzsch DSC 404) wurde entwickelt, das sich durch hohe Reproduzierbarkeit der Basislinie, grosse Empfindlichkeit und breiten Temperaturanwendungsbereich (–160C bis 700C resp. bis 1500C) auszeichnet. Die Messanordnung ermöglicht die Verwendung von unterschiedlichen GasatmosphÄren als auch Messungen im Vakuum. Es werden Beispiele der Bestimmung von SchmelzvorgÄngen, der Glasumwandlungstemperatur, der KristallinitÄt und der spezifischen WÄrme, sowohl für Polymere als auch für anorganische Materialien dargestellt und diskutiert.

     

DTA identification of polycaprolactone

Polycaprolactone (PCL) is a new material used in orthopedics. It is characterized by an endothermic melting peak at about 61C, an endothermic decomposition peak at about 380C and an exothermic peak at about 453C. These three observed phenomena and the corresponding thermodynamic data made it easily possible to identify PCL among the other polymers previously examined with Differential Thermal Analysis (DTA).

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Zusammenfassung Polycaprolacton ist ein neuartiger Kunststoff, der in der OrthopÄdie als Knochenersatz Verwendung findet. Die Charakterisierung und Identifizierung kann durch thermoanalytische Messungen (DTA) auf Grund von endothermen VorgÄngen bei 61 und 380C und eines exothermen Vorgangs bei 453C erfolgen.

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The authors thank A. Crestin for technical contribution.     

Thermal study of synthesis of cryptohalite

The present work represents a thermal study of synthesis of cryptohalite (Ammonium silicon hexafluoride) by sintering of quartz with ammonium fluoride using a derivatograph. The reaction products were identified microscopically and by using a Siemens Crystalloflex diffractometer. The DTA curves indicate that the intensive formation of cryptohalite takes place at 125–155C by an endothermic reaction. Cryptohalite is unstable and dissociates at 320–335C as represented by the sharp and large endothermic peaks at these temperatures.The resulted cryptohalite is colorless in thin sections and crystallizes in cubic system, in the form of octahedral crystals with perfect (111) cleavage. The dimorph bararite is not detected in all runs.

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Zusammenfassung Mittels eines Derivatographen wurde die Synthese von Kryptohalit (Ammoniumsiliziumhexafluorid) durch Sintern von Quarz mit Ammoniumfluorid thermisch untersucht. Die Reaktionsprodukte wurden mikroskopisch und mit Hilfe eines Siemens-Crystalloflex Diffraktometers identifiziert. Die DTA-Kurven zeigen, da\ die intensive Bildung von Kryptohalit in einer endothermen Reaktion bei 125–155C abläuft. Wie durch die scharfen und intensiven endothermen Peaks bei 320–335C gezeigt wird, ist Kryptohalit bei dieser Temperatur instabil und dissoziiert.Das erhaltene Kryptohalit ist in dünnen Schnitten farblos und kristallisiert im kubischen System in der Form von oktaedrischen Kristallen mit perfekter (111) Spaltbarkeit. Das dimorphe Bararit konnte in keinem der Versuche beobachtet werden.

     

Polymer characterization using thermomechanical analysis

The purpose of the work was to characterize the thermomechanical behaviour of two well-known and widely-used thermoplastic polymers. Both dynamic and constant load measurements were made for high-density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE) and amorphous polystyrene (PS). The results of these measurements yield valuable information which can aid in both design applications and material processing.

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Zusammenfassung Die Thermomechanische Analyse (TMA) wurde zur Untersuchung der thermoplastischen Polymere HDPE, LDPE und PS angewandt. Die Messungen an HDPE und LDPE wurden dynamisch im Temperaturbereich von –90C bis ca. +140C durchgeführt. PS wurde von –190C bis ca. + 130C statisch gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen zeigen deutlich die hervorragende Eignung der TMA bei der Bestimmung von Glasübergangs- und Schmelztemperaturen, der Charakterisierung der elastischen Eigenschaften sowie der Ausdehnungskoeffizienten. Zur Charakterisierung können weitere thermoanalytische Methoden (z. B. TG, DSC) herangezogen werden, wodurch zusÄtzliche Informationen erhalten und die TMA-Ergebnisse erhÄrtet werden können.

     

Molecular orbital calculations of rotational strengths: A study of skewed diketones

A skewed glyoxal molecule is considered as a model for the study of the optical activity of -diketones. The rotational strengths are calculated for various angles of twist, between trans (=0) and cis ( = 180). The wavefunctions are computed both by the extended Hückel method and by the SCF-CNDO method, considering all 22 valence electrons. The effect of configuration interaction is studied. All two-center terms are included in the calculation of the electric and magnetic transition moments. The results predict the rotational strength of the lowest transition to be negative for 0 < < 90 when the molecule is twisted in a right-handed way and to be positive for 90 < < 180. In general, the lowest transition is followed by a transition with opposite rotational strength, in analogy to the predictions of a simple exciton model.

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Zusammenfassung Ein aus der ebenen Lage gedrehtes Glyoxalmolekül wird als Modell zum Studium der optischen AktivitÄt von -Diketonen betrachtet. Die RotationsstÄrken werden für verschiedene Drehwinkel ermittelt, zwischen trans ( = 0) und cis ( =180). Die Berechnung der Wellenfunktionen erfolgt sowohl nach der erweiterten Hückelmethode als auch nach dem SCF-CNDO-Verfahren, unter Berücksichtigung aller 22 Valenzelektronen. Der Einflu\ der Konfigurationswechselwirkung wird studiert. Die Berechnung der elektrischen und magnetischen übergangsmomente schlie\t alle Zweizentren-BeitrÄge ein. Die Resultate zeigen, da\ die RotationsstÄrke des langwelligsten übergangs im Falle eines rechtsgedrehten Moleküls negativ ist für 0 < < 90 und positiv für 90 < < 180. Im allgemeinen wird der langwelligste übergang von einem übergang mit entgegengesetzter RotationsstÄrke gefolgt, in Analogie zu den Voraussagen eines einfachen Exziton-Modells.

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Résumé Une molécule de glyoxale non-plane est considérée comme modèle pour l'étude de l'activité optique de -dicétones. Les forces rotatoires sont calculées pour différents angles de torsion, entre la position trans (=0) et cis (=180). Les fonctions d'onde sont calculées par les méthodes extended Hückel, ainsi que SCF-CNDO, en considérant les 22 electrons de valence. L'effet de l'interaction de configurations est étudié. Tous les termes bicentriques sont inclus dans le calcul des moments de transition électriques et magnétiques. Les résultats montrent que la force rotatoire de la transition de plus basse fréquence est négative pour 0 < < 90 dans une molécule tournée en sens droit et positive pour 90 < < 180. En général, la transition de plus basse fréquence est suivie d'une transition dont la force rotatoire est opposée, en analogie aux prédictions d'un simple modèle exciton.

     

Dynamic mechanical properties of irradiated polyvinyl chloride

Summary Effects of gamma radiation on the dynamic mechanical properties of polyvinyl chloride (PVC) have been studied at audio frequencies from 80 K to 450 K for doses up to 1400 megarads. Two damping peaks were observed between 80 K and 400 K. The onset of main relaxation near 350 K shifted to lower temperatures at low doses, and then shifted to higher temperatures at a dose of 1400 megarads. Only slight changes are discernible in the damping peak near 250 K upon irradiation, but definite variations are noted in the modulus curves. Upon irradiation to 270 megarads an additional damping peak appeared near 150 K accompanied by an increase in modulus at lower temperatures. The height of this peak increased with increasing radiation dose.Crosslinking was confirmed from rubber elastic behavior, swelling, and solvent extraction studies. Some tentative explanations for the changes occurring in the dynamic mechanical properties of irradiated PVC are given in terms of crosslinking, loss of crystallinity, and dehydrochlorination followed by the formation of conjugated series of double bonds.

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Zusammenfassung Es wurde die Wirkung von-Strahlung auf die dynamisch-mechanischen Eigenschaften von Polyvinylchlorid (PVC) bei Hörfrequenzen von 80 K bis 450 K für Dosen bis zu 1400 Megarad untersucht. Zwei Dämpfungspiks zeigen sich zwischen 80 und 400 K. Das Einsetzen der Hauptrelaxation nahe 350 K verlagert sich zu tieferen Temperaturen bei kleineren Dosen, um dann zu höheren Temperaturen bei einer Dosis von 1400 Megarad hinaufzugehen. Nur leichte änderungen sind im Dämpfungspik nahe 250 K durch die Strahlung zu beobachten; aber in der Modulkurve werden definierte Variationen erkennbar. Nach Bestrahlung mit 270 Megarad erscheint ein zusätzlicher Dämpfungspik nahe 150 K, begleitet durch ein Anwachsen des Moduls zu tieferen Temperaturen. Die Höhe dieses Piks wächst mit wachsender Strahlungsdosis.Die Vernetzung wurde aus dem gummielastischen Verhalten, der Quellung und aus Lösungsmittel-Extraktionen bestimmt. Die im dynamisch-mechanischen Verhalten durch die Strahlung des PVC auftretenden änderungen werden auf Grund der Vernetzung, der Abnahme an Kristallinität, der Dehydrochlorierung — gefolgt durch die Bildung von Serien konjugierter Doppelbildungen — erklärt.

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This work was supported in part by the National Science Foundation and the National Aeronautics and Space Administration.     

Fest-Gas-Chromatographie von Metallchloriden

Zusammenfassung Es wird gezeigt, da\ Graphit ein geeignetes Trennmaterial für die fest-gas-chromatographische Trennung bestimmter Metallchloride ist.Für die Trennversuche wurde ein GerÄt gebaut, bei dem Probengeber, SÄule und Detektor aus Pyrexglas bestehen. Als Detektor wurde eine WÄrmeleitfÄhigkeitszelle mit HitzdrÄhten aus Platin verwendet. Mit einem speziell konstruierten Probengeber konnten die festen Metallchloride dosiert werden. Als TrÄgergas diente Helium.An einer 2,5 m langen SÄule und mit einer Füllung aus synthetischem, hochgereinigtem Graphit (Korngrö\e 0,4–0,5 mm) konnten z.B. getrennt werden: AlCl₃/GaCl₃ bei 300C, NbCl₅/ZrCl₄ bei 310C, TaCl₅/ NbCl₅ bei 275C, NbCl₅/NbOCl₃ bei 450C, HfCl₄/ZrCl₄ bei 300C, AlCl₃/ HfCl₄ ZrCl₄ bei 310C.

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Solid-gas chromatography of metal chlorides

It has been found that graphite is a suitable stationary phase for separating metal chlorides by the technique of solid gas chromatography. For the separations an all-Pyrex construction was used. The detector was of the heat-conductivity type with platinum filaments. A special construction permitted injection of the solid metal chlorides. Helium was used as carrier gas. The following mixtures could be separated on a 2.5 m column filled with synthetic, highly purified graphite (grain size 0.4–0.5 mm): AlCl₃/GaCl₃ at 300C, NbCl₅/ZrCl₄ at 310C, TaCl₅/NbCl₅ at 275C, NbCl₅/NbOCl₃ at 450C, HfCl₄/ZrCI₄ at 300C, AlCl₃/HfCl₄/ZrCl₄ at 310C.

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Herrn Prof. Dr. W. Rüdorff danke ich sehr herzlich für sein förderndes Interesse und für die Unterstützung dieser Arbeit mit Institutsmitteln. Mein Dank gilt auch der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Fonds der Chemischen Industrie für die Bereitstellung von Sachmitteln.     

Relaxation during internal rotation ethane and hydrogen peroxyde

An ab initio SCF-LCAO-MO study of the relaxation process during internal rotation has been performed for ethane and hydrogen peroxyde. A large gaussian basis set has been used, with polarization functions. The total energy has been optimized with respect to the bond lengths and bond angles. The computed barrier for the ethane molecule is 3.07 kcal/mole with the optimized geometry (experimental 2.93 kcal/mole). For hydrogen peroxyde, this yields a cis-barrier of 10.9 kcal/mole (experimental 7.0 kcal/mole) and a trans barrier of 0.6 kcal/mole (experimental 1.1 kcal/mole), with a dihedral angle equal to 123 (experimental 111–120). The eclipsed or cis conformations are found to have more open structures than the staggered or equilibrium conformations.

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Zusammenfassung Der Relaxationsproze\ wÄhrend der inneren Rotation wurde für Äthan und Wasserstoffperoxid mit Hilfe einer ab initio SCF-LCAO-MO-Rechnung untersucht. Dabei wurde eine gro\e Basis von Gau\funktionen mit Polarisationsfunktionen benutzt. Die Gesamtenergie wurde unter Variation der BindungslÄnge und Bindungswinkel optimiert. Die berechnete Rotationsbarriere mit der optimalen Geometrie betrÄgt 3,07 kcal/Mol für Äthan (experimentell 2,93 kcal/Mol). Für Wasserstoffperoxid ergibt sich eine cis-Barriere von 10,9 kcal/Mol (experimentell 7,0 kcal/Mol) und eine trans-Barriere von 0,6 kcal/Mol (experimentell 1,1 kcal/Mol) sowie ein Verdrillungswinkel von 123 (experimentell 111–120). Die verdeckten oder cis-Konformationen besitzen mehr offene Strukturen als die gestaffelten oder die Gleichgewichtskonformationen.

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Résumé Une étude des phénomènes de relaxation liés à la rotation interne a été effectuée pour l'ethane et l'eau oxygénée par la méthode ab initio SCF-LCAO-MO. Avec une base étendue de fonctions gaussiennes comprenant des fonctions de polarisation, on minimise l'énergie par rapport aux longueurs et aux angles des liaisons. La barrière calculée pour l'ethane est de 3,07 kcal/mole (valeur expérimentale 2,93 kcal/mole). Pour l'eau oxygénée, on trouve pour les barrières cis 10,9 kcal/mole, trans 0,6 kcal/mole et pour l'angle dièdre 123 (values expérimentales 7,0 et 1,1 kcal/mole et 111–120). Les conformations éclipsée ou cis possèdent des structures plus «ouvertes» que les conformations en étoile ou trans.

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Quantum Mechanical Calculations on Barriers to Internal Rotation. Part VI. Preceding paper, Ref. [35].     

Simultane thermogravimetrische und differentialthermoanalytische Messungen mit einem den verschiedenen Bedingungen der beiden Me\verfahren angepa\ten Me\kopf

Zusammenfassung Bei Messungen mit Thermowaagen besteht heute die Möglichkeit, neben den GewichtsÄnderungen auch die Reaktions-, Schmelz- und UmwandlungswÄrmen einer Substanz gleichzeitig aufzunehmen. Dazu wurde ein spezieller Me\kopf entwickelt, der es gestattet, bei Aufheizgeschwindigkeiten von 0,5C/min bis 25C/min reproduzierbar zu arbeiten. Die nebeneinander erhaltenen differentialthermoanalytischen und thermogravimetrischen Me\werte lassen sich vergleichen und quantitativ auswerten.Der Me\kopf ist für Untersuchungen verschiedenster Materialien verwendbar. Der Aufbau und die Baumaterialien des Me\kopfes sowie die Anordnung zur Waage werden erlÄutert. Der Anwendungsbereich liegt bei Temperaturen zwischen 25 und 1400C.Die Einwaagemengen können bis zu der durch das Tiegelvolumen gegebenen Grö\e (0,25 ml) variieren. Die Me\empfindlichkeit der Anlage ist durch die drei Bereiche 0,5, 0,1 und 0,02 mV gegeben, die der Schreibbreite von 254 mm entsprechen.Die Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit dieser Messungen wird an einigen Kurven demonstriert.Als Beispiel wurden die WÄrmetönungen von ModifikationsÄnderungen des Natriumsulfates in Funktion verschiedener Aufheizgeschwindigkeiten und deren Auflösung gemessen. Ein Verfahren zur quantitativen Auswertung kombinierter Kurvenbilder wird beschrieben.

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Summary In measurements with a thermobalance it is now possible to record the heats of reaction, fusion and conversion of a substance together with its changes in weight. Reproducible results for rates of heating in the range 0.5C/min to 25C/min can be obtained using a special sample holder developed for this purpose. The sample holder can be used for investigations on materials of widely differing types, in the temperature range from 25 to 1400C. The weight of sample can vary from 5 mg to the maximum weight which can be contained in the crucible (volume 0.25 ml).The sensitivity and reproducibility of the method are demonstrated, e.g. for sodium sulphate.A special technique for the quantitative evaluation of the combined curves is described. The DTA and TGA measurements can be compared and quantitatively evaluated.

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VII. Mitteilung, siehe [1].

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Vorgetragen am 6. September in Aberdeen, First International Thermal Analysis

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Vorgetragen am 6. September in Aberdeen, First International Thermal Analysis