在普通聚合物中测量分子量，分子量分布和尺寸

聚合物的物理性质和行为强烈地基于聚合物分子本身的性质。材料的行为受分子尺寸和结构，分子量和分子量分布的影响。用于评估这些参数的最常用工具是凝胶渗透色谱，也称为尺寸排阻色谱。

GPC原理包括当样品通过惰性但多孔的柱基质时进行分离。当小分子深入渗透孔时，大分子被排除在外，从而更快地通过色谱柱。结果是基于流体动力值的分离，但需要知道样品的分子量。

Viscotek Sec-MALS 20

这Malvern Panalytical Sec-MALS 20系统是一个20°角光散射探测器，可以确定分子量和Rg(旋转半径)。它被用作多检测器GPC系统的一部分，该系统将光散射与其他检测器(如折射率(RI)、紫外(UV)和特性黏度(IV))相结合，以同时获得关于样品的大量信息。

在本文中使用SEC-MALS测量两种常用聚合物的分子量，分子量分布和尺寸。将Sec-MAL的结果与来自常规校准的结果进行比较，并且讨论了差异。

图1所示。维世泰克SEC-MALS 20母浆机应用说明- MRK1921-01

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SEC-MALS 20系统连接到vistitek的GPCmax和vistitek的VE3580 RI探测器。样品的分离是在两个维世泰克T6000M色谱柱的帮助下完成的。流动相由THF用300ppm BHT稳定。样品允许溶解过夜，以确保完全溶解。SEC-MALS系统的校准是用可追溯的105 kDa聚苯乙烯标准完成的。传统的校准装置是用一系列已知分子量的聚苯乙烯标准品进行校准的。

为了确保良好的分离和增加基线稳定性，柱子和探测器全部保持在35°C。本说明中研究的两个样品是宽的分布聚苯乙烯样品，其分子量为235kDa（2.35×10 5g / mol）和宽分布聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）样品。这两种都溶解在流动相中并穿过系统。使用两种传统校准和SEC-MALS 20，测定分子量。

结果

图2A显示了具有高多分散性的235kda聚苯乙烯样品的色谱图。插入的表格显示了测量到的分子量。vistik SEC-MALS 20确定了20角度的光散射强度，完整的角度数据如图2B所示。分子量和Rg分布如图2C所示。Rg测量了大约四分之三的峰，对应于分子大到足以使光各向异性散射的区域因此测量了Rg，这是褐红色的线。

图2D显示了一个德拜图，显示了散射光的角依赖关系。在保留体积约18毫升时，分子大小足够小，它们是各向同性散射体，这意味着它们向所有方向均匀地散射光。图2E显示了该区域的Debye图示例。这条线的斜率几乎为零，Rg无法测量。因此，Rg分布在大约10 nm处结束，这是SEC-MALS的Rg下限，并从这一点向前推断。

过去，使用GPC的分子量测量使用由一系列已知分子量标准的传统校准曲线制成。对于这项工作，使用一系列聚苯乙烯标准来创建校准曲线。

图2。A. PS235k的色谱图显示RI(红色)和MALS 90°(橙色)检测器信号。
B.在vistek SEC-MALS 20的20个角度上显示PS235k峰的色谱图。
PS235k样品的C. RI色谱图覆盖分子量(黑色)和Rg(褐红色)分布。
D.德拜从峰的各向异性区域绘制。
E.德拜从峰的各向同性区域绘制。

图3显示了PS400K色谱图覆盖的曲线，使用作为校准曲线的一部分的4×105g / mol标准。将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）样品溶解在流动相中并在系统上分离。图4显示其色谱图，其具有相同的聚苯乙烯常规校准曲线。分子量结果显示在插图表中。

图3。4 × 105 g/mol聚苯乙烯常规校准标准的RI色谱，覆盖了常规校准曲线。

图4。覆盖常规校准曲线的未知PMMA样品的RI色谱图。

从低角度光散射测量测量，已知样品的分子量为9.5×104g / mol，从低角度光散射（LALS）测量。然而，它使用常规校准的测量分子量约为85kDa，因此显着低估了。这是因为PMMA具有与校准中使用的聚苯乙烯标准的不同尺寸/分子量关系，这就是说它具有不同的结构。

因此，在不同的保留体积下，分子量相近的分子将会洗脱。这证实了如果聚苯乙烯被用来创建常规的校准曲线，而PMMA是样品，测量的分子量将不准确。分子的特性粘度实际上定义了这种关系，但这个参数在其他应用注释中讨论过(参考MRK 1925)。另一方面，光散射法测定分子量与样品保留体积无关。因此，当这种PMMA样品被确定时，结果需要更准确。使用维世泰克SEC-MALS 20测量样品产生了如图5所示的结果。

图5。A. PMMA样品的RI（红色）和MALS 90°（橙色）色谱图。分子量结果表现出插入。
B.多角度视图，显示对样品的响应，所有20个检测器在维世泰克SEC-MALS 20。
PMMA峰与测量分子量(黑色)和Rg(褐红色)重叠的C. RI色谱图。

图5A示出了包括RI和SEC-MALS 90°信号的PMMA样品的色谱图。插图表表明测量的分子量为94kDa，非常接近由拉尔测量的正确值。因此，分子量由秒筒测量，比常规校准更高的精度更大。测量的分子量如图5C所示，覆盖在Ri色谱图上。如上所述用于聚苯乙烯样品，使用MALS还使得能够测量RG的用于分子足以各向异性散射光。图5C显示了大部分峰的测量RG。测量的平均RG为10.2nm。在峰的下降沿随着分子的尺寸下降到10nm以下，可以不再测量Rg，因为样品在该区域中散射光散射光。

结论

通过在GPC系统中添加光散射装置作为探测器，该装置能够精确测量任何聚合物的分子量，而不受其洗脱体积的影响。这Malvern Panalytical SEC-MALS 20成功测量聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯样品的分子量。由于不同聚合物的结构不同，使用SEC-MALS测量的PMMA分子量与使用传统校准方法测定的PMMA分子量不同。当使用传统校准时，这导致分子量的测量不准确，但SEC-MALS 20不是问题，它测量的绝对分子量与样品保留体积无关。

这些信息已经从Malvern Panalytical提供的材料中获得，审查和改编。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问Malvern analytical.．