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使用 GPC 技术准确表征聚醚多元醇的平均分子量

检测样品:聚醚多元醇

检测项目:平均分子量

方案概述:本文使用Agilent1260MDS多检测器系统,搭配Agilent1260InfinityIII凝胶渗透色谱仪,通过分析市售聚醚多元醇样品,从聚合物构象和流体力学体积角度讨论了使用聚乙二醇(PEG)窄分布相对校准对聚醚多元醇平均分子量的计算以及这种方法的局限性。

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更新时间2025年02月06日

上传企业安捷伦科技(中国)有限公司

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目前,合成聚合物的平均分子量(Mn 和 Mw)以及分子量分布 (MWD) 基本上都是通过凝胶渗透色谱 (GPC) 进行测量。GPC 的原理是基于流动相中的高分子化合物与色谱柱中的多孔凝胶柱床之间的体积排阻效应[7]。配备示差折光检测器 (RID) 的常规 GPC 是常用的典型凝胶渗透色谱系统,广泛应用于众多的聚合物理 化分析实验室中。凭借简单易用、精密度出色以及使用成本低等优点,成为业内分析实验室的首i选。GPC-RID 不仅适用于测量窄分布和宽分布的聚合物样品的平均分子量以及分子量分布,而且可以通过从混合物中分离出单一组分来进行定量分析。但是,GPC-RID 的局限性在于,它必须通过建立校准曲线才能计算聚合物的平均分子量和分子量分布。在有机相 GPC 应用中,建立校准曲线所使用的标准品通常是聚苯乙烯 (PS),常用的流动相是四氢呋喃 (THF)。但由于聚苯乙烯在化学结构上与目前大多数被测聚合物存在差异,因此,通过 GPC-RID 得到的平均分子量一般是相对值,称为相对平均分子量。如果标准品的化学结构与被测物相似或相同,则通过 GPC-RID 计算得出的平均分子量将会更接近理论值。但是,此类化学结构与被测物相似或相同的标准品在大多数情况下难以获得,或者根本不存在。幸运的是,对于聚醚多元醇的 GPC-RID 分析,我们可以找到与其结构类似的商品化标准品,即聚乙二醇。本文通过实验对比,确认使用聚乙二醇建立校准曲线,与选择聚苯乙烯作为标准品相比,可以得到更准确的相对平均分子量;并从流体力学体积角度进行了进一步讨论。有别于化学结构相似论的推测,基于真实的实验数据,我们清晰、直观地揭示了分别以聚乙二醇和聚苯乙烯作为标准品时所得测量结果存在差异的原因。

 

然而,任何技术都有其局限性,通过聚乙二醇建立校准曲线来计算聚醚多元醇的平均分子量也不例外[8]。与聚苯乙烯校准曲线相比,聚乙二醇在四氢呋喃体系下难以实现完i全一致的分子量测量范围,因此对于高分子量聚醚多元醇(Mn 大于 10000 g/mol)而言,选择聚乙二醇作为标准品并不合适。因此,本文使用 Agilent 1260 Infinity III GPC 搭配 Agilent 1260 MDS 多检测器系统,不仅可以实施文中提到的常规 GPC-RID 分析,而且可以实现对聚醚多元醇的绝对分子量测量 (DALLS) 和普适校准曲线测量(Viscosity Detector,简称 VD)。借助 GPC 联用 DALLS 或 VD 技术,可以很好地解决传统 GPC 数据准确性依赖于标准品与样品之间的化学结构相似度的问题。因此,对于聚醚多元醇的平均分子量测量, 或者聚合物的 MWD 分析来说,1260 Infinity III GPC 搭配 1260 MDS 多检测器系统是一套完整的解决方案。该方案不仅可以帮助分析人员获得准确的平均分子量信息,而且可以通过表征聚合物的构型/构象信息来进一步分析样品的特异性,为聚合反应工艺研究提供可靠的实验数据支持和技术保障。

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