GPC /秒分析聚合物的分支

介绍

聚合物分支可以有一个巨大的影响最终的合成聚合物的物理性质。分支可以扰乱结晶度,增加链纠葛,单链密度增加,并影响各种聚合物的特性,如玻璃化转变温度、模量、韧性等。理解聚合物分支及其对聚合物的最终使用性能的影响可以帮助避免失败和完善规范。本应用笔记描述了GPC(或者说SEC)分析分支的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。PVP是一种聚合物用于应用程序作为粘结剂,增稠剂,粘合剂和涂料和电影。这些用途需要制造商了解聚合物结构的了解最终的产品将如何执行。

实验

三个PVP样本分析对于这个应用程序。收到,这组样本被认为包含一个线性参考和两支样品。这些聚合物将把这里称为样本线性,分支1,分支2。样本和分析的混合流动相溶解50:50甲醇和水硫酸钠0.05米。

莫尔文OMNISEC解决和揭示三重检测GPC系统是用于分析三个聚合物(图1)。系统由折射率(RI)探测器测量浓度在每个洗脱时间,粘度计探测器测量固有粘度(IV)的样本,以及光散射检测器直接测量分子量(MW)。粘度计、光散射检测器确定聚合物至关重要的分支。

图1所示。莫尔文的OMNISEC三重检测GPC /秒的系统。

色谱和结果

首先,让我们看看国际扶轮的覆盖这些样品的色谱图。这是经典的方法来比较样本用GPC /秒。图2显示了国际扶轮信号覆盖样本线性(红色),分支1(紫色)和分支2(绿色)。

图2。线性叠加的RI色谱(红色),分支1(紫色)和分支2(绿色)样本。

从图2的检验,分支1和2支样品在溶液中有更大的连锁店,洗脱卷早些时候就证明了这一点,他们有广泛的分布。然而,这个探测器并没有告诉我们任何关于这些样品的相对程度的分支。我们需要看看完整的三重探测器套件来收集我们正在寻找的信息。图3 - 5显示三相检测器色谱样本线性,分支1,分支2,分别。在这些色谱图,国际扶轮探测器信号显示为红色,蓝色所示的粘度计信号,直角所示绿色光散射信号。计算兆瓦每片色谱显示第四黄金曲线和计算在每一片淡蓝色的色谱图显示曲线。

图3。三重探测器线性样品的色谱图。

图4。三重探测器支样品的色谱图1所示。

图5。三重探测器色谱样品2支。

如图2所示的差异会加剧在图3 - 5的粘度计,光散射检测器。样本线性显示了一个相当标准的高斯峰的形状在所有的色谱检测器。样本1支有更复杂的形状在早高峰的肩膀淋洗保留卷(~ 14.5毫升)粘度计、光散射信号有明显高于国际扶轮的主要峰值信号(~ 17.5毫升)。样品2支没有样本的高斯形状线性的,也没有明显的肩膀在早些时候保留大量的样本1支。它有广泛的分布,因为它洗提超过5毫升的保留体积,但没有其他立即图5中脱颖而出。

看分支在这些样品,我们画出四世(上面淡蓝色曲线)的函数兆瓦(黄金曲线如上图所示)。这给了我们Mark-Houwink情节,覆盖的三个样品如下图6所示。

图6。Mark-Houwink叠加图样本线性(红色),分支1(紫色)和分支2(绿色)。

对于一个给定的高分子化学(我们已经在这个示例集),有三个类别的样本,我们可以定义使用这样的情节:

• 第一类是一个线性样本。这个情节会出现第四最高的在给定MW和固定边坡的整体情节。
• 下一个样本的类别是随机的,长链支样品。这个情节会出现温和的向下弯曲。IV这一类的样本很接近线性样本在低多工作站系统但会明显低于线性样本多工作站系统更高的水平分支变得更显著的提高兆瓦。
• 最后一个样本的类别是一个系统的控制,短链支样品。这个情节表现为线性样本的平行线,但会降低静脉多工作站系统。没有一个线性参考,几乎不可能从线性类别区分这个样本类别。

从图6中,检验样本线性出现线性(预期)和示例1支似乎系统分支(预期)。然而,样本支2覆盖样本线性,因此似乎属于线性一类。最后一个是意想不到的,非常有趣,让聚合物制造商知道试图诱导分支在样本是不成功的。

除了聚合物分支的比较和分类,GPC /秒的分析提供定量信息这些聚合物的分子性质。这些结果总结表1所示。数据显示的平均和标准偏差三个每个样本的注射。提出了价值观包括MW分布(M的时刻_n,米_w,米_z)、分散度(M_w/ M_n)、固有粘度(IV)和水力半径(R_h)。

	线性		分支1		分支2
	平均	圣开发	平均	圣开发	平均	圣开发
米n(克/摩尔)	21517年	777年	158233年	3573年	48270年	1301年
米w(克/摩尔)	44423年	627年	688867年	12262年	234967年	1450年
米z(克/摩尔)	80813年	2405年	2982667年	120703年	1068667年	33081年
分散性	2.066	0.046	4.355	0.034	4.870	0.103
第四(dL / g)	0.187	0.003	0.490	0.002	0.374	0.003
Rh(纳米	4.80	0.02	14.76	0.17	9.52	0.05

表1。计算结果为PVP样本

从这个数据明显,这三个样品是非常不同的。样本线性低得多兆瓦比其他两个样品和也更窄的分布(低分散度)。尽管样本线性和样本之间的巨大差异分支2,Mark-Houwink情节互相叠加在大范围(见图6)。

结论

GPC /秒可以提供一种有效的方法,确定聚合物的分支。通过结合获得的数据从粘度计探测器(IV)和光散射检测器(绝对兆瓦),信息的数量和类型可以看出分支。除了分支信息,GPC /秒提供了各种各样的分子性质包括MW,分散性,溶液粘度,水动力的大小。这个集合的信息给彻底的描述分析了聚合物和提供了大量的渠道相关的最终使用性能的聚合物。