聚合物添加剂中分子量分布检测方案(液相色谱仪)

LAAN-A-LC243 Application NNo.L537News第一版发行行：2019年5月 利用 NexeraTM GPC 系统提高分析通量：重叠进样与同时分析多种聚合物添加剂~ 高分子分子量分布的测定是在体积排除模式下进行的 HPLC分析中的一个领域，一直以来被称为 GPC (gelpermeation chromatography)。近来提高已建立的GPC 分析方法的分析通量受到越来越多关注。在本文中，我们将介绍一种全新的 GPC分析模式，采用重叠进样和聚合物添加剂的同时定量测定，提高分析效率。 Y. Watabe， K. Nakajima， H. Terada 利用重叠进样的GPC分析与同时分析多种聚合物添加剂 计算高分子化合物平均分子量、分散性的 GPC分析当中，多采用示差折射光检测器(RID)，分析具有抗氧化作用的添加剂时，由于多为具有双键的化合物，因而多采用 UV 检测器。因此本研究中串联使用上述两种检测器。 GPC分析当中，排除极限以前几乎没有成分洗脱。连续分析时，将前一针的色谱洗脱过程与当前样品中无洗脱成分流出的过程重叠，以此缩短分析时间，即提高通量。但是，多种添加剂共存时，即使使用排阻极限较小的色谱柱，低分子添加剂之间也很难完全分离， 难以获得正确的定量分析结果。但是， UV检测器中采用可同时获得光谱信息的二极管阵列检测器(PDA)，利用色谱峰解卷积功能提高未分离添加剂之间的分离，实施定量。图1所示为此次研究用的聚苯乙烯和 GPC分析三种添加剂后获得的色谱图，表1所示为分析条件。 图1聚苯乙烯和三种添加剂的色谱图 (RID) 表1分析条件 Column ： Shim-pack GPC 805+GPC801 (300mmL.×8mml.D.for each) Mobile phase ：THF Flow rate ： 0.8mL/min Column temp. ： 40℃ Injection vol. ： 10 uL Detection ： RID/PDA (220-400nm) Sample ：0.5%Polystyrene containing three additives Cycle time ： 31 min Overlap time ：15.5 min 利用重叠进样的高通量分析 在图1所示的色谱图中，由于在0-15.5分钟间隔内没有洗脱成分，因此作为重叠区域进行重叠进样分析。有无重叠进样模式的连续分析的色谱图比较结果如图2所示。节省接近50%的分析时间可实现 GPC 序列分析的高通量化。 图2利用重叠注入提高效率的实例(RID) (上图常规GPC分析中的连续色谱图；下图进行重叠进行时的连续色谱图) 关于 i-PDeA IIll1谱峰解卷积功能 根据检测时使用 PDA 获得的光谱信息，进行未分离色谱峰分离的LabSolutionsTM(工作站)功能包括i-PDeA 及 i-PDeAII等两种。前者为使用微分光谱将2种组分中的一种抵消，后者为适用于两种或更多种组分，根据 PDA获得的三维信息模拟求出各成分的单一色谱图近似值。本文中将进行三种组分添加剂的定量，因此采用 i-PDeAⅡ。以下图3所示为三种组分的解卷积操作的示意图。 *1岛津技术报告C191-0078 图3利用 i-PDeAII的谱峰解卷积示意图 |高分子样品中未分离添加剂的解卷积 图4所示为在聚苯乙烯样品中添加的3种防氧化剂的结构式。图5所示为 PDA中使用UV240 mm 提取的色谱图和使用解卷积功能获得的单一成分色谱图的重叠图，图6所示为各添加剂的UV光谱。仅通过 UV 检测只能确认到2个色谱峰，而通过 i-PDeAⅡI的处理可确认3个色谱峰。另外，本功能中通过解卷积获得的色谱峰面积直接表示未分离的原始数据中各成分的比例，可直接用于定量计算。 图4聚苯乙烯样品中添加的三种添加剂结构 mAU 图5三种添加剂的解卷积结果(PDA) 图6通过解卷积获得的三种添加剂的UV 光谱 |解卷积后的计算结果(总结) 针对三种添加剂，在0.01~0.1%(w/v)的范围内制作校准曲线，用其进行聚苯乙烯样品中添加剂定量计算。各自校准曲线的线性及6次重复分析的定量结果如表2所示。另外，利用RID 的聚苯乙烯 GPC 计算结果如表3所示。通过重叠和使用补充GPC 色谱柱低分子领域分离性能的 i-PDeAⅡI进行定量计算，通过以上方式提高 GPC 分析效率。 表2聚苯乙烯样品中添加剂的分析结果(n=6) Additive Ir ganox 1010 Tinuvin 144 Tinuvin 120 Linearity of calibration curve (r2) 0.999 0.995 0.998 Determined content (mg/g) 49.2 23.1 27.4 %RSD 1.28 1.93 1.47 表3聚苯乙烯样品的分析结果(GPC，n=6) Number average Weight average PolydispersityMw/Mn molecular weight molecular weight Mn Mw Polystyrene 2.63×104 4.89x10 1.86 %RSD 1.41 0.89 0.52 ( Nexera、Shim-pack 及 LabSolutions 是岛津制作所株式会社在日本及其他国家的商标。 ) 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 http：//www.shimadzu.com.cn 用户服务热线电话： 800-810-0439 ( 免责声明： ) ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 如有变动，恕不另行通知。 ) 高分子分子量分布的测定是在体积排除模式下进行的HPLC分析中的一个领域，一直以来被称为GPC (gel permeation chromatography) 。近来提高已建立的GPC分析方法的分析通量受到越来越多关注。在本文中，我们将介绍一种全新的GPC分析模式，采用重叠进样和聚合物添加剂的同时定量测定，提高分析效率。