Green SEC/GPC – comparison of two calibrations in three different solvents

Technické články | 2021 | KNAUERInstrumentace
GPC/SEC
Zaměření
Výrobce
KNAUER

Význam tématu


Výroba a charakterizace polymerů z obnovitelných zdrojů je klíčová pro udržitelný rozvoj a snížení ekologické stopy plastů. Polydisperzita a průměrné molární hmotnosti ovlivňují fyzikálně-chemické vlastnosti polymerů, a proto přesné stanovení těchto parametrů pomocí SEC/GPC je zásadní pro vývoj i kontrolu kvality nových materiálů.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem studie bylo porovnat dvě univerzální kalibrace (polystyren – PS, polymethyl­metakrylát – PMMA) v třech rozpouštědlech (THF, chloroform, etylacetát) na lineární GPC koloně. Studie hodnotí přesnost molární hmotnosti úzkých PS standardů, čas analýzy a spotřebu rozpouštědel ve srovnání s konvenční tříkolonovou metodou.

Použitá metodika a instrumentace


Kalibrační standardy PS (Agilent EasiCal PS-1/2, 3 670–2 561 000 Da) a PMMA (PSS ReadyCal, 2 380–2 200 000 Da) byly rozpuštěny v 1 ml THF, CHCl₃ nebo EtOAc. Jako průtokový marker sloužil butylhydroxytoluen (BHT, 1,5 mg/ml). Analýzy probíhaly při 25 °C, průtok 1 ml/min, detekce refraktometrická, injekce 20 µl, data rate 10 Hz. Kalibrační křivky byly fitovány polynomem 5. řádu a doplněny o Mark–Houwinkovy konstanty z literatury.

Použitá instrumentace

  • Pumpa AZURA P6.1L HPG
  • Autosampler AZURA AS 6.1L
  • Refraktometr RID 2.1L
  • Termostat CT 2.1
  • Lineární GPC kolony AppliChrom StyDiViBe (předkolony a kolony pro THF, CHCl₃, EtOAc)
  • Software ClarityChrom 8.2.3 se SEC/GPC rozšířením

Hlavní výsledky a diskuse


  • Kalibrace PS a PMMA v THF i chloroformu dosahují odchylek <5 %, analýza trvá <15 min a spotřeba rozpouštědel je o ≈67 % nižší než u tříkolonových metod.
  • V etylacetátu selhává univerzální kalibrace PS kvůli interakcím π-sražením s kopolymerní stacionární fází.
  • PMMA v EtOAc vykazuje rostoucí odchylky při nižší hmotnosti, což indikuje selektivní interakce se stacionární fází.
  • Vyhodnocení úzkých PS standardů potvrzuje vysokou přesnost v THF a CHCl₃ (<10 %), zatímco v EtOAc jsou systematické chyby až 40 %.

Přínosy a praktické využití metody


  • Zkrácení doby analýzy polymerů s udržením vysoké přesnosti a reprodukovatelnosti.
  • Výrazné snížení spotřeby často halogenovaných rozpouštědel.
  • Možnost rutinního nasazení lineárních kolon v QA/QC i vývojových laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Nasazení zelenějších rozpouštědel s nižší toxicitou při zachování rozlišovací schopnosti GPC.
  • Online kombinace molární hmotnosti s dalšími charakterizacemi (např. viskozimetrie, UV-VIS).
  • Vývoj stacionárních fází s minimalizací nežádoucích interakcí pro širší spektrum polymerů.

Závěr


Lineární GPC kolona ve spojení s univerzálními kalibracemi PS a PMMA v THF a chloroformu umožňuje rychlou, přesnou a ekologičtější analýzu polymerů. Etylacetát se jeví jako nevhodný pro analýzu PS kvůli nežádoucím interakcím. Metoda nabízí snížení času i rozpouštědel a podporuje udržitelnost analytických provozů.

Reference

  • Benoit H., Grubisic Z., Rempp P., Decker D., Zilliox J., J. Chim. Phys. 1966, 63, 1507.
  • Dobbin C.J.B., Rudin A., Tchir M.F., J. Appl. Polym. Sci. 1980, 25, 2985.
  • Chee K.K., Polymer 1987, 28, 978.
  • Bischoff J., Desreux V., Bull. Soc. Chim. Belg. 1952, 61, 10.
  • Eriksson A.F.V., Acta Chem. Scand. 1953, 7, 623.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Size exclusion chromatography of polylactic acid in three different solvents
Determining molecular weights for P(D,L)LA in ethyl acetate – an internal validation
Analysis of Poly [(R)-3-hydroxybutyric acid] in chloroform using GPC and universal calibration
Determining molecular weights for P(D,L)LA in THF – an internal validation