用GPC /秒测量聚合物降解

制造商必须了解加工聚合物对其分子量分布，分子量和溶液粘度的影响。时间和金钱可以通过学习ROGROGGGGE或再循环聚合物仍然落在规格内。了解聚合物特性在最终用途中可以帮助防止故障和增强规格。

本文介绍了凝胶渗透色谱（GPC）或等效的尺寸排阻色谱（SEC），在这两种情况下都在两者中的聚（乳酸）（PLA）的降解分析。然而，一般分析和方法可以应用于任何劣化可能是问题的任何聚合物系统。

实验

在本文中检查了两组不同的PLA样品。第一组侧重于在初始用途再循环后重新研磨聚合物的效果。通过这种分析，聚合物制造商将能够知道，如果和多次他们可以在剩余的规格内留下它们的产品。聚合物将被称为Regind和Virgin。

第二套集中于3D打印对PLA原料和最终打印产品的影响。本分析旨在解释原料对印刷过程的稳定性。有了这些信息，用户就可以根据预期的降解程度或最小化降解(使用添加剂或稳定剂)来调整进料。这些聚合物将被称为1-Pre, 1-Post, 2-Pre和2-Post，其中“1”和“2”指不同的PLA配方，“Pre”和“Post”指打印前和打印后的聚合物。

一种Malvern Panalytical OMNISEC RESOLVE and REVEAL三重检测GPC系统用于检查两组不同的聚合物，如图1所示。该系统配有光散射检测器直接测量分子量(MW)，粘度计检测器测量样品的特性粘度(IV)和折射率检测器测量每个洗脱时间的浓度。

图1。Malvern Panalytical的OmniSec三重检测GPC / SEC系统。

再研磨对分子特性的影响

图2和3描绘了样品处女和再研磨的三倍检测器色谱图。在这些色谱图中，RI检测器信号以红色示出，直角光散射（RALS）信号以绿色示出，粘度计信号以蓝色示出。用金曲线表示每个切片的计算的MW。

图2。维珍样品的三重检测器色谱图。

图3。Regrind样品的三重检测器色谱图。

乍一看，这两次注射几乎是一样的。更好地比较这两个示例的一种有用方法是将它们覆盖在图4所示的同一图上。

图4。Virgin(红色)和Regrind(紫色)样品的RI色谱图覆盖。

与图4的检查有轻微的差异。重新研磨样本似乎在峰的尾末端具有增加量的材料，这对应于下部MW聚合物。通过从软件中获取定量结果并进行比较，可以准确地确定两个样本之间存在多少差异。这些结果总结在下表1中。所示的数据是每个样品的三次注射的平均值。呈现的值包括MW分布的时刻（m_N.，M._W.和m_Z.），流体动力半径（r_H)和分散性(M_W./ M_N.），IV。

表1。在重新研磨之前和之后计算PLA样品的结果

	处女		重新研磨
	平均	圣开发	平均	圣开发
mN.(克/摩尔)	84,283	2,180	72797年	1507年
mW.(克/摩尔)	130,167	1301年	124,800.	529.
mZ.(克/摩尔)	190033年	1,617	180,533	1,498
分散	1.545.	0.025	1.715	0.029
IV（DL / G）	1.547	0.030	1.510	0.004
R.H（纳米）	14.18	0.15	13.88	0.04

这些数据强调了样品的降解，因为MW随着IV和R的下降而下降_H。虽然差异很小，但它们仍然是统计学不同的，这可能是在给定规范内的产品之间的差异。

3D印刷对分子特性的影响

图5 - 8显示了样品的三重探测器色谱图1-预先，1柱，2-前和2柱。与图2和3一起，RI检测器信号以红色示出，RALS信号以绿色示出，粘度计信号以蓝色示出，并且具有金曲线示出了色谱图的每个切片的计算的MW。

图5。样品1-前的三倍检测器色谱图。

图6。样品1柱的三探测器色谱图。

图7。样品2-前的三探测器色谱图。

图8。样品2-Post的三重检测器色谱图。

两个不同配方的Ri色谱图的叠加在图9和10中示出。对于两个图，印刷前和印刷后的聚合物分别为红色和紫色。

图9。样品的RI色谱图覆盖1-前（红色）和1柱（紫色）。

图10。样品2-前（红色）和2柱（紫色）的RI色谱图覆盖。

配方1的峰形差异明显(图9)，打印后的峰后端材料较多，打印前的峰前端聚合物较多。由此可以推断，由于印刷，兆瓦的减少。峰的强度差异大于峰的形状差异，而配方2的两种色谱图之间存在差异(图10)。这种峰强度的差异很可能是由于准备用于分析的两种样品溶液之间的浓度差异造成的。如前所述，可以使用表2所示的定量结果进行更详细和准确的比较。

表2。计算出在3D打印前后的两个PLA配方的结果

	制剂1				制剂2
	1-前		1篇		2-前		2后
	平均	圣开发	平均	圣开发	平均	圣开发	平均	圣开发
mN.(克/摩尔)	93,272	2345年	89,313	2,209	95,497	1,108	82,133	655.
mW.(克/摩尔)	135967年	907.	130400	200	133,500.	1,015	122,800.	600
mZ.(克/摩尔)	197900年	2,052	185,233	2,857	191,033	3,202	180,933	907.
分散	1.458	0.028	1.461	0.035	1.398	0.014	1.496	0.007
IV（DL / G）	1.218	0.010	1.155	0.026	1.109	0.044	1.107	0.040
R.H（纳米）	13.26	0.08	12.79	0.10	12.67	0.24	12.32	0.21

两种制剂的IV、MW和R均有下降_H打印后。制剂图2示出了相对且绝对幅度的MW更明显的降低，尽管峰形状相当相似。这种类型的信息对于寻找聚合物以更好地承受印刷过程的制造商来说是有价值的。

结论

GPC / SEC.提供一种有效的方法来确定聚合物降解。用户可以确定MW，IV和R的变化_H通过在加工之前和后分析样品。这些指标中的这些指标和变化对于寻求将一些未使用的聚合物恢复到原料中的制造商来说是非常重要的，或者用最终加工的产品调查问题。这通过减少浪费产品并限制召回和/或制造停机时间来处理问题来提高利润率。

此信息已被采购，从Malvern analytical提供的材料进行审核和调整。亚博网站下载

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