2. ДАНІ ТА ПОВІДОМЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ
2.1. ДАНІ
Стандарт(1) HIC має стосуватись критеріїв детальногоелюювання, а також і вимог щодо збору та обробки даних.
По кожному зразку проводять два окремих експерименти, якінеобхідно аналізувати в індивідуальному порядку.
M , M , M /M та M повинні надаватись по кожному n w w n рвимірюванню. Необхідно чітко вказувати, що отримані розрахунковіпоказники є відносними показниками щодо молекулярної ваги взятогозразка.
Після визначення об'ємів або часів утримання (за можливостівідкоригованих за допомогою внутрішнього зразка), логарифмічніпоказники М (М максимуму піку калібрувального зразка) наносять
р р
на графік стосовно одного з цих чисел. Необхідно, щоб було
щонайменше дві точки калібрування на групу з десяти молекулярних
мас, і п'ять точок вимірювання для загальної кривої, що має
охопити теоретично заплановану молекулярну масу зразка. Крайня
точка малої молекулярної маси калібрувальної кривої визначається
n-гексилбензолом або іншим відповідним аполярним розчином.
Середньочислові та середньовагові молекулярні маси, як правило,
визначаються методом електронного обрахунку даних, основаного на
формулах частини 1.2. якщо оцифровка робиться вручну, тоді в
якості посилання можна використати AABM D 3536-91 (3).
Крива розподілення подається, як таблиця або малюнок (частотадиференціалу чи сумарне відсоткове співвідношення відноснологарифму М), графічно це виглядатиме так: група з десятимолекулярних мас повинна мати 4 см товщини і максимум пікустановитиме близько 8 см висотою. Якщо йдеться про кривіінтегрального розподілення, тоді різниця ординат між 0 та 100% маєстановити приблизно 10 см.
2.2. ПОВІДОМЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ТЕСТУВАННЯ
Повідомлення результатів має включати наступну інформацію:
2.2.1. Тестована речовина:
- доступна інформація щодо точної специфікації речовини,добавок, домішків,
- опис обробки зразка; спостереження, проблеми в ходіексперименту.
2.2.2. Прибори, апаратура:
- резервуар з елюентом, інертним газом, дегазація елюенту,його склад, наявність домішок,
- насос, погашувач імпульсів, система нагнітання,
- колонки розподілення (виробник, вся інформація стосовнохарактеристики колонок, наприклад, розмір пор, вид розподільногоматеріалу, тощо, кількість, довжина та порядок застосованихколонок),
- кількість теоретичних тарілок колонки (або їх комбінація),
- інформація про всі екстраполяції, припущення таспівставлення, зроблені в ході проведення експерименту, оцінки таобробки даних,
2.2.3. Всі замірювання, що використовувались при побудовікалібрувальної кривої, повинні бути задокументовані в таблиці, якавключає наступну інформацію щодо кожного пункту калібрування:
- назва зразка,
- виробник зразка,
- характерні ознаки зразків M , M , M , M /M , інформація про р n w w nякі надається виробником або береться із замірів, отриманихпізніше, разом з детальною інформацією щодо методу визначення,
- об'єм нагнітання/впорскування та концентрація,
- показник M , який застосовується при калібруванні,
р
- об'єм елюювання або відкоректований час утримання,визначений на максимальній відмітці,
- показник M , який вираховується на максимальній відмітці,
р
- відносна помилка в % показника M та калібрувальної кривої. р
2.2.4. Оцінювання
- оцінювання за шкалою часу: методи для перевіркирепродуктивності (метод коректування, внутрішній стандарт тощо),
- інформація стосовно того, чи оцінювання було проведено наоснові об'єму елюювання, чи часу утримання,
- інформація про обмеження оцінювання, якщо максимальна межане є достатньо проаналізованою,
- опис методів згладжування/вирівнювання, якщо такізастосовувались,
- підготовка та методи попередньої обробки зразка,
- наявність нерозчинених часток, якщо такі є,
- об'єм нагнітання/впорскування (мю l) та його концентрація(мг/мл),
- спостереження для виявлення факторів, які спричиняютьвідхилення від ідеального профілю ГПХ,
- детальний опис усіх змін у ході процедур тестування,
- деталі щодо типів помилок,
- будь-яка додаткова інформація щодо інтерпретаціїрезультатів.
3. ПОСИЛАННЯ
(1) DIN 55672(1995) Gelpermeationschromatographie (GPC) mitTetrahydrofuran (THF) als Elutionsmittel, Teil 1.
(2) Yau, W.W., Kirkland, J.J., and Bly, D.D. eds., (1979)Modern Size Exclusion Liquid Chromatography, J.Wiley and Sons.
(3) ASTM D 3536-91, (1991). Standard Test Method forMolecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution byLiquid Exclusion Chromatography (Gel PermeationChromatography-GPC) American Society for Testing and Materials,Philadelphia, Pennsylvania.
(4) ASTM D 5296-92, (1992) Standard Test Method for MolecularWeight Averages and Molecular Weight Distribution of Polystyreneby High Performance Size-Exclusion Chromatography. AmericanSociety for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
Додаток
Приклади інших методів
визначення середньої молекулярної маси
(М ) полімерів
n
Гелепроникаюча хроматографія (ГПХ) є найкращим методом длявизначення М , особливо тоді, коли в наявності є набір стандартів
n
(речовин, які добавляються в пробу для порівняльного вимірювання),
структура яких відповідає структурі полімеру. Проте, якщо
виникають практичні труднощі з використанням ГПХ або очікується,
що речовина не відповідатиме регуляторному критерію М (для чого
n
потрібно підтвердження), вдаються до наступних альтернативних
методів:
1. Використання колігативних властивостей
1.1. Ебуліоскопія/кріоскопія
включає оцінювання щодо визначення моменту закипання(ебуліоскопія) або зниження температури/моменту замерзання(кріоскопія) розчинника при додаванні в нього полімеру. Сутьметоду полягає в тому, що дія розчиненого полімеру для визначеннямоменту закипання/замерзання рідини залежить від молекулярної масиполімеру (1)(2).
Придатність, М < 20000.
n
1.2. Зниження парового тиску
включає вимірювання зниження парового тиску певної базовоїрідини до і після додавання визначеної кількості полімеру (1)(2).
Придатність, М < 20000 (теоретично; на практиці допускається nбудь-який обмежений показник).
1.3. Мембранна осмометрія
в основі лежить принцип осмосу, тобто, природна здатністьмолекул розчинника проходити крізь напівпроникну мембрануконцентрованого розчину, щоб утворився баланс. Під час тестуванняконцентрація розчину буде нульовою, оскільки концентрований розчинмістить полімер. У результаті протягування розчинника крізьмембрану отримаємо перепад тиску, який залежить від концентраціїта молекулярної маси полімеру (1)(3)(4).
Придатність, М між 20 000 - 200 000.
n
1.4. Осмометрія парової фази
полягає в порівнянні швидкості випаровування чистогорозчиненого аерозолю та його перетворенні на, щонайменше, триаерозолі, які містять полімер різних концентрацій (1)(2)(4).
Придатність, М < 20 000.
n
2. Аналіз кінцевої групи
Для впровадження цього методу необхідно знати, як загальнуструктуру полімеру, так і принцип розриву ланцюга кінцевих груп(що мають бути відокремлені від основного скелету методом,наприклад, ядерного магнітного резонансу (ЯМР) аботитруванням/дериватизацією). Визначення наявної в полімерімолекулярної концентрації кінцевих груп впливає на визначеннямолекулярної маси (7)(8)(9).
Придатність, М до 50 000 (зі зниженням надійності).
n
3. Посилання
(1) Billmeyer, F.W.Jr., (1984) Textbook of Polymer Science,3rd Edn., John Wiley, New York.
(2) Glover, C.A., (1975) Absolute Colligative PropertyMethods. Chapter 4. In: Polymer Molecular Weights, Part I P.E.Slade, Jr.ed., Marcel Dekker, New York.
(3) ASTM D 3750-79, (1979) Standard Practice forDetermination of Number-Average Molecular Weight of Polymers byMembrane Osmometry. American Society for Testing and Materials,Philadelphia, Pennsylvania.
(4) Coll, H. (1989) Membrane Osmometry. In: Determination ofMolecular Weight, A.R. Cooper ed., J. Wiley and Sons, pp. 25-52.
(5) ASTM 3592-77, (1977) Standard Recommended Practice forDetermination of Molecular Weight by Vapour Pressure, AmericanSociety for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
(6) Morris, C.E.M., (1989) Vapour Pressure Osmometry. In:Determinationn of Molecular Weight, A.R. Cooper ed., John Wileyand Sons.
(7) Schroder, E., Muller, G., and Arndt, K-F., (1989) PolymerCharacterisation, Carl Hanser Verlag, Munich.
(8) Garmon, R.G., (1975) End-Group Determinations, Chapter 3In: Polymer Molecular Weights, Part I, P.E. Slade, Jr. ed., MarcelDekker, New York.
(9) Amiya, S., et al. (1990) Pure and Applied Chemistry, 62,2139-2146.
А.19. СКЛАД НИЗЬКОМОЛЕКУЛЯРНИХ ПОЛІМЕРІВ
1. МЕТОД
Метод гелепроникаючої хроматографії дублює ТІ (Тестовіінструкції) ОЕСР (Організації економічного співробітництва тарозвитку) 119 (1996). Основні принципи та подальша технічнаінформація подаються в посиланнях.
1.1. ВСТУП
Враховуючи те, що властивості полімерів досить різноманітні,неможливо описати один єдиний метод, який би визначав умови длярозподілу та оцінки, що розповсюджуються на всі можливіособливості й специфіку розподілення полімерів. Особливо цестосується систем складних полімерів, які не піддаються методугельпроникаючої хроматографії (ГПХ). Таким чином, коли не вдаєтьсявикористати метод ГПХ, молекулярну масу можна визначити задопомогою інших методів (див. Додаток). У таких випадках необхіднонадати повну інформацію щодо деталей і доцільності методу, щозастосовується.
Описаний метод базується на Стандарті HIC 55672(1). Детальнуінформацію щодо того, як проводити експерименти та оцінювати дані,можна знайти в цьому ж Стандарті HIC. Якщо необхідно змінити умовиекспериментів, подається інформацію щодо доцільності таких змін.Також, можна застосовувати інші стандарти, якщо на них євідповідні посилання. У описаному методі для калібруваннявикористовуються зразки полістиролу певної полідисперсності. Уметоді можливі зміни, якщо це необхідно для певних полімерів,наприклад, у випадку з водорозчинними та довголанцюговимиполімерами.
1.2. ВИЗНАЧЕННЯ ТА ОДИНИЦІ ВИМІРУ
Низька молекулярна маса М довільно визначається як nмолекулярна маса нижче 1000 дальтон.
Середня молекулярна маса М та середня молекулярна маса М n wвизначаються наступними рівняннями:
n n
S H S H x M
i=1 i i=1 i i
M = ---------- M = ---------------
n n w n
S H /M S H
i=1 i i i=1 i
де
S - знак суми,
Н - рівень сигналу детектора від нульового рівня для об'єму iутримування V ,
i
M - молекулярна маса частки полімеру при об'ємі утримування iV та n - кількість введення даних.
i
Ширина розподілення молекулярної маси, що є показникомдисперсності системи, задається у співвідношенні М /М .
w n
1.3. БАЗОВІ СУМІШІ
Оскільки метод ГПХ є досить відносним, необхідно проводитикалібрування. Для цього, як правило, використовують зразкиполістиролу лінійної конструкції й певної середньої молекулярноїмаси М та М та розподільної маси. Калібрувальна крива
n w
застосовується лише для визначення молекулярної маси невідомого
зразка, якщо умови розподілу пробних та основних зразків
визначались індивідуально.
Визначений взаємозв'язок між молекулярною масою та об'ємомелюювання допускається лише за певних умов у окремомуексперименті. Перш за все, такі умови включають температуру,розчинник (або розчинну суміш), хроматографічні умови й колонкурозподілу або систему колонок.
Таким чином, показники молекулярної маси визначеного зразка -це лише відносні показники, які характеризуються як "відносніпоказники молекулярної маси полістиролу". Це означає, що, залежновід тих структурно-хімічних відмінностей, які існують між пробнимита основними зразками й стандартом, показники молекулярної масиможуть дещо відхилятись від абсолютних показників. Якщовикористовуються інші стандарти, наприклад, поліетиленгліколь,поліетилен оксид, поліметилметакрилат, поліакрилова кислота,необхідно обумовити доцільність їх використання.
1.4. ПРИНЦИП МЕТОДУ ТЕСТУВАННЯ
За допомогою методу ГПХ можна визначити, як розподіленнямолекулярної маси зразка, так і показники середньої молекулярноїмаси (М та М ). Метод ГПХ - це особливий вид рідинної
n w
хроматографії, у якому зразок розподіляють відповідно до
гідродинамічного об'єму окремих компонентів (2).
Розподіл відбувається тоді, коли зразок проходить крізьколону, заповнену пористим матеріалом, як правило, органічнимгелем. Молекули малих розмірів проходять крізь пори, на відмінувід великих, які затримуються. Таким чином, ланцюг з великихмолекул є коротшим, і вони елююються першими. Молекули середніхрозмірів проходять крізь деякі пори та елююються пізніше. Найменшімолекули, гідродинамічний радіус яких менший за розмір гелевихпор, можуть пройти крізь усі пори. Такі молекули елююютьсяостанніми.
В ідеальному варіанті повинно бути так, щоб розподілмолекулярних часток повністю залежав від їхнього розміру, але напрактиці досить важко уникнути хоча б кількох ефектів поглинання.Погіршити ситуацію можуть нерівно запакована колонка та мертвийпростір (2).
Виявити поглинання можна за допомогою, наприклад, індексурефракції або ультрафіолетового випромінювання. Результативідображаються на звичайній кривій розподілу. Проте, для того, щобна цій кривій відобразити фактичні показники молекулярної маси,необхідно відкалібрувати колонку на прикладі полімерів визначеноїмолекулярної маси і, в ідеальному варіанті, майже подібноїструктури, наприклад, різних зразків полістиролу. Типово, щойдеться про результати на кривій Гауса, які мають відхилення черезневелику криву розподілення в бік низької молекулярної ваги;вертикальна вісь показує кількість різних молекулярних елюючихчасток на певну одиницю ваги, а горизонтальна - логарифмічнумолекулярну вагу.
1.5. КРИТЕРІЙ ЯКОСТІ
Повторюваність (Відносне стандартне відхилення: ВСВ) об'ємуелюювання повинна бути більшою за 0,3%. Необхідно перевіритиповторюваність аналізу через внутрішній стандарт, якщо оцінкахроматограми залежить від часу та не відповідає вищезгаданомукритерію (1). Полідисперсність залежить від молекулярної вагизразків. Типовими показниками для стандартних зразків полістиролує такі:
M < 2 000 M /M < 1,20
p w n
6
2 000 <= M <= 10 M /M < 1,05
p w n
6
M > 10 M /M < 1,20
p w n
(М -молекулярна вага основного зразка на максимальній pвідмітці)
1.6. ОПИС МЕТОДУ ТЕСТУВАННЯ
1.6.1. Приготування стандартних розчинів полістиролу
Зразки полістиролу розчиняються методом обережногопомішування в обраному елюенті. Під час приготування розчинівнеобхідно враховувати рекомендації виробника.
Показники концентрації вибраних зразків залежать від різнихфакторів, наприклад, від об'єму нагнітання/впорскування, в'язкостірозчину та чутливості аналітичного детектору. Максимальний об'ємнагнітання повинен відповідати довжині колонки, щоб уникнутиперенавантаження. Типовими об'ємами нагнітання для аналітичнихрозподілів, при застосуванні методу ГПХ з колонкою 30 см х 7,8 мм,будуть показники 40-100 мю l. Допускаються вищі показники, але небільше за 250 мю l. Перед самим калібруванням колонки потрібновизначити оптимальний показник співвідношення об'єму нагнітання таконцентрації.
1.6.2. Приготування зразка розчину
До приготування зразка розчинів висуваються, загалом, ті жсамі вимоги. Зразок піддають розчиненню у відповідному розчиннику,наприклад, тетрагідрофурані (ТГФ) методом обережного струшування.За жодних умов не допускається, щоб розчинення проводилось вультразвуковій ванні. За необхідності зразок розчину прочищаютьмембранним фільтром з порами розміром 0,2-2 мю m.
Інформація про наявність нерозчинних часто має міститися востаточному звіті, оскільки їхня поява є результатом великоїмолекулярної маси. За допомогою відповідного методу необхідновизначити відсоток нерозчинених часток. Розчини необхідновикористовувати протягом 24 годин.
1.6.3. Коректування суміші: виявлення домішок та добавок
Як правило, необхідно проводити коректування складу групречовин M < 1 000 в суміші на предмет виявлення в ній особливихнеполімерних компонентів (наприклад, домішки та/чи добавки), алелише за умов, коли вони складають < 1%. Це проводиться методомпрямого аналізу полімерного розчину або елюата ГПХ.
У тих випадках, коли елюат після проходження колонки є надторозбавленим, подальший аналіз проводять із застосуванням вжеконцентрованого елюату. Може виникнути необхідність випаруватиелюат до сухого стану й розчинити його знову. Концентрація елюатадосягається щоб шляхом уникнення змін в самому елюаті. Обробкаелюата після стадії ГПХ залежить від аналітичного методу, щозастосовується для кількісного аналізу.
1.6.4. Прилад
Прилад ГПХ складається з наступних компонентів:
- розчинний резервуар;
- дегазатор (якщо необхідно);
- насос;
- погашувач імпульсів/вібрацій (якщо необхідно);
- система впорскування/нагнітання;
- хроматографічна колонка;
- детектор,
- водомір (якщо необхідно),
- пристрій для записування даних,
- зливний резервуар.
Необхідно переконатись в тому, що система ГПХ є інертноюстосовно утилізованих розчинників (наприклад, застосувавшиметалеві капілярні трубки для розчинника ТГФ).
1.6.5. Система впорскування та подачі розчинника
В колонку за допомогою автоматичного пробника або вручнузавантажують певний об'єм зразка розчину в призначену для цьогозону. У випадку, якщо користуються шприцом, непотрібно одразушвидко послаблювати та відпускати плунжер шприца, оскільки це можепризвести до змін в ході подачі молекулярної маси. Системавпорскування та подачі розчинника повинна, якщо можливо, бутитакою, щоб там була відсутня вібрація (застосувавши погашувачвібрацій). Швидкість руху речовини повинна становити 1 мл/хвилину.
1.6.6. Колонка
Залежно від зразка, полімер описують застосовуючи одну абокілька простих колонок, з'єднаних послідовно. Наявними та увільному доступі повинні бути пористі матеріали для колонки звизначеними властивостями (наприклад, розміром пор, спеціальнимиобмеженнями). Вибір розподільного гелю та довжини колонки залежитьвід властивостей зразка (гідродинамічні об'єми, розподіленнямолекулярної маси) і від особливих умов розподілу: розчинника,температури та швидкості руху речовини (1)(2)(3).
1.6.7. Теоретичні пластини
Колонка або комбінація колонок, що використовуються длярозподілу, повинні бути охарактеризованими теоретичнимипластинами. У випадку з розчинником елюювання ТГФ сюди входитьзаповнення колонки певної довжини розчином етил бензолу чи іншимвідповідним аполярним розчином. Кількість теоретичних пластинвизначається наступним рівнянням:
V V
e 2 e 2
N = 5,54 (-----) або N = 16 (---)
W W
1/2
де
N = кількість теоретичних пластин
V = об'єм елюювання при максимальній відмітці
е
W = ширина меж на нульовій відмітці
W = ширина меж на половині висоти
1/2
1.6.8. Ступінь очистки
У додаток до суми теоретичних пластин, кількість якихвизначає ширину смуги пропускання, певну роль відіграє ступіньочистки, що визначається кривизною калібрувальної кривої. Ступіньочистки колонки вираховується за наступною формулою:
V - V
e, M e, (10M )
x x куб.см
------------------------------------ >= 6,0 (------)
область перехресного січення колонки кв.см
де
V = об'єм елюювання полістиролу з молекулярною масою M
е, Mx х
V = об'єм елюювання полістиролу з молекулярною
е, (10.Mx)
масою, більшою в десять разів
Визначення системи визначається наступним чином:
V - V
e1 e2 1
R = 2 x --------- x --------------
1,2 W + W log (M /M )
1 2 10 2 1
де
V , V = об'єми елюювання двох зразків полістиролу на e1 e2максимальній відмітці
W , W = ширина меж на нульовій відмітці
1 2
M , M = молекулярна вага при максимумі піку (повинна 1 2відрізнятись фактором 10)
R - показник колонки повинен бути більший, ніж 1.7(4).
1.6.9. Розчинники
Усі розчинники повинні мати високий рівень очистки (високийрівень очистки ТГФ повинен становити 99,5%). Резервуар зрозчинником повинен бути достатньо великим, щоб провестикалібрування колонки та декілька аналізів зразків. Розчинникповинен бути дегазованим в колонку через насос передтранспортуванням.
1.6.10. Контроль температури
Температура критичних внутрішніх компонентів (петлевийдозатор, колонки, детектор та система труб) повинна бути сталою йвідповідати типу обраного розчинника.
1.6.11. Детектор
Завдання детектора полягає в тому, щоб записувати кількіснуконцентрацію елюйованого в колонку зразка. Для того, щоб уникнутизайвого розмивання меж, об'єм кюветки секції детектора повиненбути якомога меншим.
Він не повинен перевищувати 10 мкл, окрім детекторіврозсіювання світла та в'язкості. Для визначення, як правило,використовується диференціальна рефрактометрія. Проте, можутьзастосовуватись інші типи детекторів, типу, УЧ детектор в'язкості,ІЧ детектори в'язкості й т.д., якщо цього вимагають особливостірозчинника.
2. ДАНІ ТА ЗВІТНІСТЬ
2.1. ДАНІ
Стандарт (1) HIC стосується критеріїв детального елюювання, атакож вимог щодо збору та обробки даних.
З кожним зразком проводять два окремих експерименти, якінеобхідно аналізувати в індивідуальному порядку. В усіх випадкахнеобхідно також надавати дані з холостих проб, які обробляютьсятак само, як і зразок.
Необхідно чітко вказувати, що отримані розрахункові показникиє відносними показниками щодо молекулярної ваги взятого зразка.
Після визначення об'ємів або часу утримання (за можливостівідкоректованих за допомогою внутрішнього зразка), логарифмічніпоказники М (М максимальної межі калібрувального зразка) вносять
р р
в графік відносно відповідно до їх кількості. Необхідно, щоб було
щонайменше дві відмітки про калібрування на групу з десяти молекул
і п'ять вимірювань для загальної кривої, що має охопити теоретично
заплановану молекулярну масу зразка. Крайня відмітка низької
молекулярної маси калібрувальної кривої визначається
n-гексилбензолом або іншим відповідним аполярним розчином.
Середньокількісні та середньовагові молекулярні маси, як правило,
визначаються методом електронного обрахунку даних, що базується на
формулах пункту 1.2. Якщо обрахунки робляться вручну, в якості
посилання можна використовувати AABM D 3536-91 (3).
Якщо який-небудь з нерозчинних полімерів затримується вколонці, очевидно,що його молекулярна маса буде більшою, ніж масарозчинної частки. Тож, якщо не звернути на це уваги, такий фактможе призвести до переоцінки визначення малої молекулярної маси.Інформація щодо коректування малої молекулярної маси нерозчиненихполімерів представлена в Додатку.
Крива розподілення подається у вигляді таблиці або малюнку(частота диференціалу чи сумарне процентне співвідношення відноснологарифму М). Графічно це виглядатиме так: група з десятимолекулярних мас повинна бути 4 см завтовшки, і максимальнавідмітка становитиме близько 8 см у висоту. Якщо йдеться про кривіінтегрального розподілення, різниця ординат між 0 та 100% повиннастановити приблизно 10 см.
2.2. ЗВІТНІСТЬ
Звітність повинна містити наступну інформацію:
2.2.1. Тестована речовина:
- доступна інформація щодо точної специфікації речовини,добавок, домішок,
- опис обробки зразка; спостереження, проблем, що виникли вході експерименту.
2.2.2. Прибори, апаратура:
- резервуар з елюентом, інертним газом, дегазація елюенту,його склад, наявність домішок,
- насос, погашувач імпульсів, система нагнітання,
- колонки розподілення (виробник, вся інформація стосовнохарактеристики колонок, наприклад, розмір пор, вид розподільногоматеріалу тощо, кількість, тривалість і порядок застосованихколонок),
- кількість теоретичних тарілок колонки (або їх комбінація),ступінь очистки (розрізнення системи),
- інформація щодо симетрії меж,
- температура колонки, вид температурного контролю,
- детектор (принцип вимірювання, тип, об'єм кюветки),
- водомір, якщо такий використовується (виробник, принципвимірювання),
- система запису та обробки даних (апаратура й комп'ютернепрограмне забезпечення).
2.2.3. Калібрування системи
- детальний опис методу, що застосовується для побудовикалібрувальної кривої,
- інформація про критерій якісної оцінки методу (наприклад,кореляційний коефіцієнт, остаточна сума квадратів тощо),
- інформація про всі екстраполяції, припущення таспівставлення, зроблені в ході проведення експерименту, оцінки таобробки даних,
- всі замірювання, що використовувались при побудовікалібрувальної кривої, повинні бути задокументовані в таблиці, якавключає наступну інформацію про кожний пункт калібрування:
- назва зразка,
- виробник зразка,
- характерні ознаки зразків M , M , M , M /M , інформація про p n w w nякі надається виробником або береться з пізніше проведенихзамірювань, разом з детальною інформацією щодо методу визначення,
- об'єм нагнітання/впорскування та концентрація,
- показник M , який застосовується при калібруванні,
p
- об'єм елюювання або відкоректований час утримання,визначений на максимальній відмітці,
- показник M , який вираховується на максимальній відмітці,
p
- відносна помилка показника M та калібрувальної кривої у %. p
2.2.4. Інформація про низьку молекулярну масу полімеру:
- опис методів аналізу та спосіб проведення експериментів,
- інформація про відсоток низької молекулярної маси частокречовини (w/w) порівняно з цілим зразком,
- інформація у відсотках про наявність домішок, добавок танеполімерних часток порівняно з вагою цілого зразка,
2.2.5. Оцінювання
- оцінювання за часовою шкалою: методи для перевіркирепродуктивності (метод коректування, внутрішній стандарт тощо),
- інформація стосовно того, чи оцінювання було проведено наоснові об'єму елюювання, чи тривалості утримання,
- інформація про обмеження оцінювання, якщо межа не єповністю проаналізованою,
- опис методів згладжування/вирівнювання, якщо такізастосовувались,
- підготовка та методи попередньої обробки зразка,
- наявність нерозчинних часток, якщо такі є,
- об'єм нагнітання/впорскування (мкл) та його концентрація(мг/мл),
- спостереження для виявленню факторів, що призводять довідхилень від ідеального профілю ГПХ,
- детальний опис усіх змін під час процедур тестування,
- деталі щодо інтервалів помилок,
- будь-яка додаткова інформація щодо інтерпретаціїрезультатів.
3. ПОСИЛАННЯ
(1) DIN 55672 (1995) Gelpermeationschromatographie (GPC) mitTetrahydrofuran (THF) als Elutionsmittel, Teil 1.
(2) Yau, W.W., Kirkland, J.J., and Bly, D.D. eds. (1979)Modern Size Exclusion Liquid Chromatography, J. Wiley and Sons.
(3) ASTM D 3536-91, (1991) Standard Test method for MolecularWeight Averages and Molecular Weight Distribution by LiquidExclusion Chromatography (Gel Permeation Chromatography-GPC).American Society for Testing and Materials, Philadelphia,Pennsylvania.
(4) ASTM D 5296-92, (1992) Standard Test method for MolecularWeight Averages and Molecular Weight Distribution of Polystyreneby High Performance Size-Exclusion Chromatography. AmericanSociety for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
Додаток
Рекомендації щодо корекції низької молекулярної маси
для виявлення нерозчинного полімеру
Якщо в зразку є нерозчинений полімер, це призводить до втратимаси під час проведення аналізу ГПХ. Нерозчинений полімер вбудь-якому випадку утримуватиметься колонкою або фільтром як підчас проходження розчинної частини зразка крізь колонку. У випадку,якщо вдається вирахувати коефіцієнт збільшення показниказаломлення (dn/dc) полімеру, можна оцінити втрату маси зразка вколонці. Таким чином, корекція проводиться завдяки зовнішньомукалібруванню із застосуванням стандартних матеріалів певноїконцентрації та dn/dc для того, щоб відкалібрувати показникирефрактометра. У подальших прикладах використовується стандартполі(метилметакрилату) (ПММК).
При зовнішньому калібруванні акрилових полімерів, стандартуПММК певної концентрації в тетрагідрофурані, використовується ГПХаналіз, а отримані дані використовують для встановлення константирефрактометра, як показано в даному рівнянні:
K = R/(C x V x dn/dc)
де:
K = константа рефрактометра (у мікровольт секундах/мл),
R = показник зразка-стандарту ПММК (в мікровольт/секунду),
C = концентрація зразка-стандарту ПММК (в мг/мл),
V = об'єм нагнітання/впорскування (в мл) та
dn/dc = інкремент показника заломлення ПММК утетрагідрофурані (в мл/мг).
Для зразка-стандарту ПММК типовими є такі показники:
R = 2 937 891
C = 1,07 мг/мл
V = 0,1 мл
-5
dn/dc = 9 x 10 мл/мг
11
вихідний показник К, 3,05 х 10 потім використовують длявираховування теоретичного показника детектора, якщо 100%введеного полімеру пройшло елюювання детектором.
А.20. ОСОБЛИВОСТІ ПОВЕДІНКИ ПОЛІМЕРУ В ВОДІ
ПРИ РОЗЧИНЕННІ/ВИОКРЕМЛЕННІ
1. МЕТОД
Метод гельпроникаючої хроматографії є повторенням ТІ(Тестових інструкцій) ОЕСР (Організація економічногоспівробітництва та розвитку) 120 (1997). Основні принципи таподальша технічна інформація подається в посиланні(1).
1.1. ВСТУП
Для деяких полімерів, наприклад, емульсійних, необхіднопровести попередню обробку перед застосуванням нижчеописаногометоду. Такий метод не застосовується до рідких полімерів, якіреагують з водою за умов тестування.
У випадку, якщо метод не практичний або його неможливовикористати, поведінку полімеру в воді при розчиненні тавиокремленні можна дослідити іншими способами. Тоді необхіднонадати повну детальну інформацію щодо необхідності та доцільностізастосування обраного методу.
1.2. НЕОБХІДНІ РЕЧОВИНИ
Відсутні.
1.3. ПРИНЦИП МЕТОДУ
Поведінка полімеру при розчиненні та виокремленні у водномусередовищі визначається за допомогою методу колби (див.Водорозчинність, Метод розділення рідини за допомогою колби) танижчеописаних модифікацій.
1.4. КРИТЕРІЇ ЯКОСТІ
Відсутні.
1.5. ОПИС МЕТОДУ ТЕСТУВАННЯ
1.5.1. Обладнання
Для використання методу необхідно наступне обладнання:
- пристрій для подрібнення, наприклад, млинок для подрібненнячастинок певного розміру,
- прилад для струшування з можливістю контролю температури,
- система з мембранним фільтром,
- відповідна аналітична апаратура,
- звичайне сито.
1.5.2. Приготування зразка
Представлений для тестування зразок необхідно спочаткуподрібнити до розміру частинок 0,125 та 0,25 мм, використовуючидля цього відповідне сито. Для стабільності/стійкості зразка абодля процесу подрібнення може бути необхідним вихоловання речовини.Гумові та каучукоподібні матеріали можна подрібнювати притемпературі рідкого азоту (1).
Якщо ж неможливо отримати частинки потрібного розміру,необхідно докласти зусиль, щоб подрібнити зразок на якомога меншішматки й повідомити про отримані результати. У доповіді потрібновказати умови збереження подрібненого зразка перед тестуванням.
1.5.3. Процедура
Три зразки тестованої речовини вагою 10 г зважуються в кожнійз трьох посудин зі скляними пробками, і в кожну з них додається по1000 мл води. Якщо використання 10 г полімеру виявитьсянеможливим, необхідно застосувати іншу максимально доступнукількість речовини, додавши при цьому необхідну кількість води.
Посудини закривають скляними пробками, а потім збовтують притемпературі 20 град.С. Для цього необхідно застосовувативідповідний апарат для струшування/збовтування, що працює присталій температурі. Після 24 годин вміст кожної посудинипереміщують у центрифугу або фільтрують, а концентрацію полімеру вчистій водній фазі визначають відповідним аналітичним методом.Якщо ж таких методів немає, тоді загальну розчинність/виділенняможна визначити із сухої маси того, що залишилось на фільтрі або зосаду в центрифузі.
З одного боку, необхідно, як правило, зробити кількіснийаналіз домішок та добавок, а з іншого - визначити низькумолекулярну масу часток. Також важливо, проводити пусту пробу безтестованої речовини, для виявлення залишків, які утворюються врезультаті експерименту.
Поведінка полімерів у водному середовищі під часрозчинення/екстракції при 37 град.С, рН 2 і рН 9 може визначатисьтак само, як і в описаному експерименті при 20 град.С. ПоказниківрН можна досягнути методом додавання відповідних розчинів основабо кислот, таких як соляна кислота, оцтова кислота, гідроксиднатрію чи калію відповідного ступеня, або NH .
3
Залежно від того, який метод аналізу застосовувався,необхідно провести 1-2 тести. Одного вищеописаного тесту будедостатньо за доступності достатньо специфічних методів прямогоаналізу водної фази на вміст полімеру. Проте, якщо таких методівнемає й визначення розчинності/виокремлення полімеру зводиться донепрямого аналізу, визначаючи таким чином лише загальний вмісторганічного вуглецю (ЗВОВ) у водному екстракті, тоді необхіднопровести додатковий тест. Цей додатковий тест також проводитьсятричі/в три етапи, використовуючи в десять разів менші полімернізразки й таку саму кількість води, як в першому тесті.
1.5.4. Аналіз
1.5.4.1. Проведення тесту зі зразком одного розміру
Методи підходять для прямого аналізу компонентів полімеру уводній фазі. У якості альтернативи можна розглядати непрямийаналіз розчинених/добутих компонентів полімеру, визначаючи прицьому вміст розчинених часток та корегуючи речовину на наявність уній неполімерних складників.
Аналіз водної фази для визначення загальної кількостіполімерних часток можливий у випадку використання одного здостатньо чутливих методів, а саме:
- ЗВОВ, з використанням персульфату або розщепленогодихромату для отримання СО , а також подальшою оцінкою за
2
допомогою методу ІЧ або за допомогою хімічного аналізу,
- атомна абсорбційна спектрометрія (ААС) чи еквівалентніметоди Виділення плазми з індуктивним зв'язком (ПІЗ) - дляполімерів з вмістом силікону чи металу,
- УФ абсорбція або спектрофлуорометрія - для арильнихполімерів,
