如何最大化绝对分子量测量精度:合成聚合物

介绍

聚合物的物理属性和行为很大程度上取决于聚合物分子本身的性质。分子量、分子量分布、分子大小和结构都会影响材料将如何表现。通过理解和控制这些属性,聚合物制造商可以控制聚合物的生产和质量。从历史上看,精确测量聚合物分子量的依赖有标准相同的聚合物但引入先进的检测技术,如光散射和固有粘度绝对测量成为可能。

莫尔文OMNISEC系统是一种全新的多探头GPC系统,结合光散射、折射指数(RI),紫外线(UV)和固有粘度(IV)探测器生成大量的信息同时样本。新设计意味着它能够使这些测量样本较少和较低的分子量比以往任何时候都要多。

GPC /秒(凝胶渗透或凝胶排阻层析法)是最常用的工具来评估这些参数。GPC的原则包括分离样品的穿过多孔但惰性列矩阵。而小分子更深入地渗透毛孔,较大的分子被排除在外,因此通过列更快。结果是一个基于流体力学体积分离。然而,在大多数情况下,欲望是了解样品的分子量。

在这个应用程序中,分子量、分子量分布和大小的三种常见的聚合物使用OMNISEC测量系统。

图1:OMNISEC系统

材料和方法

OMNISEC系统设置如下:

样本分开使用两个Viscotek T6000M列。流动相是四氢呋喃稳定在300 ppm二叔丁基对甲酚。一夜之间被允许溶解样品,确保充分溶解。探测器和列都举行35°C,以确保良好的分离和最大化基线稳定。

这三个样品分析报告是一个广泛分布聚苯乙烯(PS)样本,广泛分布有机玻璃(PMMA)和聚氯乙烯(PVC)。三个都溶解在流动相,然后通过系统运行。它们的分子量测定使用新的OMNISEC系统。

结果

高多分散性聚苯乙烯样品的色谱图如图2所示。表显示了测量M_W,这是由光散射检测器249.7 kDa。国际扶轮色谱与分子量分布覆盖2 c所示。图2 d显示了分子量分布的叠加两个复制注射聚苯乙烯的样品显示了优异的光散射数据的重现性。

B

参数	聚苯乙烯
Mn (Da)	108900年
兆瓦(Da)	249770年
PD (Mw / Mn)	2.294
固有粘度(dL / g)	0.814
Rhw (nm)	13.90

图2:
答:聚苯乙烯样品的色谱图显示国际扶轮(红色),粘度计(蓝色)、(绿色)和拉尔(黑)检测器的信号。
b .测量分子量多分散性和固有粘度。
c . RI色谱聚苯乙烯的分子量分布的样本覆盖(黑色)。
d .覆盖复制注射分子量分布

样本的PMMA是溶解在流动相分离。图3显示了其色谱,分子量结果如表所示。OMNISEC系统测量的绝对分子量89.4 kDa。

图3:a .色谱的PMMA RI(红色),粘度计(蓝色)、(绿色)和拉尔(黑)检测器的信号。

表1:测量分子量、分子量分布和特性粘度。

参数	有机玻璃
Mn (Da)	431670年
兆瓦(Da)	89440年
PD (Mw / Mn)	2.072
固有粘度(dL / g)	0.361
Rhw (nm)	7.64

PVC样品溶解在流动相,分离系统。图4显示了其色谱,分子量结果表中所示,绝对的M_W测量227 kDa。

图4:a .色谱的聚氯乙烯(PVC)显示国际扶轮(红色),粘度计(蓝色)、(绿色)和拉尔(黑)检测器的信号。

表2:测量分子量、分子量分布和特性粘度。

参数	聚氯乙烯
Mn (Da)	112240年
兆瓦(Da)	227090年
PD (Mw / Mn)	2.023
固有粘度(dL / g)	1.353
Rhw (nm)	15.53

图5显示了一个分子量分布叠加的PS(红色和紫色),PMMA(绿色和黑色)和聚氯乙烯(蓝色和棕色)。注意在这个图表情节代表重量分数与分子量和分子量增加从左到右轴。多分散的山峰,如图所示的多分散性(M值_W/ M_n),这表明在这些山峰中分子量的范围是广泛的。

图5:分子量分布覆盖的PS(红色和紫色),PMMA(绿色和黑色),PVC(蓝色和褐色)

结论

本应用笔记描述OMNISEC如何精确测量的绝对分子量聚合物洗脱体积或独立的结构,使用PS、PMMA和PVC为例。虽然这里的测量使用简单的聚合物,执行这些方法可以应用于任何聚合物用GPC /秒。传统的色谱系统,与分子量标准校准,不能准确地测量这些样品的分子量,除非他们已经校准与适当的分子量标准为每一个不同的样本。这可能比较常见的聚合物如PS、PMMA、狭窄的标准包是可用的,但肯定不可能小说一丝奇异的聚合物或聚合物在研究或发展。准确的分子量等这些都是只能用一个基于光散射测量系统如OMNISEC。

这种准确的信息,聚合物制造商可以施加更大的控制研究,开发和制造的聚合物生产的过程。这使生产更高质量的产品,更好的评分,减少质量问题与生产有关。反过来,这些改进与提高公司竞争力和更好的产品性能。