凝胶渗透色谱法(GPC),或者说等价于凝胶排阻色谱(SEC)是一种广泛使用的技术描述各种各样的大分子,包括但不限于商品或者批量制造的聚合物。这种技术可以用来测量分子量的时刻,分子量分布、特性粘度、和/或水动力大小这些大分子。图1显示了一个完整的GPC系统的设置。
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虽然都是有效和实用的条件已经确定这些商品聚合物(例如四氢呋喃为聚苯乙烯,氯化苯为聚烯烃),一些在一个方面或另一个需要进一步优化。本应用笔记描述了一个这样的聚合物,尼龙,操作条件的变化可以导致成本和改善健康和安全。
典型的尼龙长袜GPC分析涉及到使用基于酚的溶剂(邻氯苯酚、间甲酚、苯酚混合)或hexafluoroisopropanol (HFIP)溶解溶剂和/或流动相。这些溶剂,HFIP提供显著的好处在酚醛较低的溶剂可量化的健康和安全风险(即更高的LD50限制)和更高的信噪比折射率与光散射检测器由于更高的dn /直流。HFIP的主要缺点是潜在的巨大成本的范围可以从2到4美元每毫升(或更多)。
甲酸历来被用来测量的溶液粘度尼龙。从指标的角度来看前面所提到的,甲酸相当于或优于HFIP关于健康和安全。LD50限制与甲酸略高,本质上和甲酸的显著降低蒸汽压会导致吸入暴露潜力较低。在价格问题上,甲酸成本明显低于HFIP,在0.15美元至0.30美元每毫升。
一些缺点使用甲酸作为流动相是它不溶解各种形式的尼龙、特别是尼龙11、尼龙12。同时,甲酸可以极其刻薄的许多传统的液相色谱系统的组件。Viscotek TDA三重检测GPC系统,如图1所示,在这项研究中,使用特定的,专有的设计组件,允许使用甲酸作为流动相。最后,溶解尼龙样品会降低信噪比HFIP相比,由于较低的dn /直流甲酸的这些样本。以下部分说明了,信噪比下降是否会阻止足够GPC分析甲酸的尼龙长袜。
一系列四尼龙6 GPC分析样本准备两次,一次分析流动相的HFIP 0.05钾三氟醋酸盐和一次分析流动相的88%甲酸。图2显示了一个三重探测器色谱HFIP样品之一,和图3显示了一个三重探测器在甲酸色谱相同的样本。以下色谱折射率信号显示为红色,蓝色,粘度计信号和直角光散射(、)信号在绿色。每个保留体积的计算分子量也是黑色的可视化所示样品的分子量分布。
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而色谱和分子量分布出现类似于两个不同的相关移动阶段,需要更详细的数值比较准确评估的有效性甲酸作为流动相。
下面的表1比较四个尼龙6的分子数据样本使用HFIP作为流动相,用88%甲酸(FA)作为流动相。提出了价值观包括分子量分布的时刻(锰、兆瓦,Mz)和固有粘度(η)。数据呈现三种注射的平均值。
| 样品标识 | 溶剂 | Mn (Da) | 兆瓦(Da) | Mz (Da) | PDI | (η)(dL / g) | dn /直流(mL / g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 尼龙, | HFIP | 21636年 | 32651年 | 45728年 | 1.51 | 1.025 | 0.27 |
| 尼龙, | 足总 | 23083年 | 32487年 | 46085年 | 1.41 | 0.970 | 0.12 |
| 尼龙- B | HFIP | 21054年 | 30882年 | 42775年 | 1.47 | 0.979 | 0.27 |
| 尼龙- B | 足总 | 21471年 | 31523年 | 46183年 | 1.47 | 0.934 | 0.12 |
| 尼龙- C | HFIP | 54449年 | 75578年 | 103602年 | 1.39 | 1.867 | 0.27 |
| 尼龙- C | 足总 | 49276年 | 69940年 | 100235年 | 1.40 | 1.909 | 0.12 |
| 尼龙- D | HFIP | 41981年 | 59200年 | 81740年 | 1.41 | 1.590 | 0.27 |
| 尼龙- D | 足总 | 38711年 | 54576年 | 79453年 | 1.41 | 1.559 | 0.12 |
表1显示了不同的尼龙样品计算数据在每一个流动相。所有样品的分子量分布几乎是相同的(< 10%的差异)。(η)也很好地关联之间的两个不同的流动相。在这种情况下,几乎是统一的相关性,但这更多的是一种巧合。不同的移动阶段可以增加聚合物链不同程度会导致不同(η)同样的样本。
成本比较,运行这些示例HFIP成本超过1600美元在运行这些样品在88%甲酸成本不到125美元。事实上,运行中的所有样本的总成本甲酸(~ 125美元)的成本小于运行一个注入样品之一HFIP(~ 140美元)。
GPC分析的尼龙6、尼龙6 6,或者其他潜在的可溶聚酰胺,甲酸提供了一个有效的,便宜,而且更安全的替代传统上用于这些聚合物移动阶段。Viscotek TDA三重检测GPC系统提供优秀的健壮和精确的分析信噪比尼龙长袜在甲酸。此外,莫尔文GPC系统专门设计的可靠运营所带来的潜在的腐蚀条件下甲酸和其他溶剂。
