Гель-проникающая хроматография (GPC / SEC), распределение химического состава, двумерное распределение, высокотемпературная ВЭЖХ, определение растворимых фракций, контроль качества и др.
• Методом высокотемпературной ГПХ с ИК-детекторами (GPC-IR) они анализируют молекулярно-массовое распределение и состав полиолефинов (полиэтилена, полипропи-лена, их сополимеры и пр.), дополняя систему дифференциальным вискозиметром и мно-гоугловым детектором светорассеяния.
• Для анализа распределения полиолефинов по химическому составу (CCD) используется прибор CRYSTAF, с помощью которого за один температурный цикл выполняется кристаллизационное фракционирование полимера и его сомономера.
• Другим методом определения CCD является фракционное элюирование при повышенной температуре (TREF), где концентрация образца измеряется ИК-детектором, который также предоставляет информацию о содержании сомономера, если дополнительно используется датчик состава.
• При необходимости оба метода могут быть выполнены на одном приборе CRYSTAF-TREF, в котором методика CRYSTAF применяется для определения CCD в режиме кристаллизации, а TREF – в режиме растворения.
• Еще одним подходом для определения CCD служит метод Crystallization Elution Fractionation (CEF). Он сочетает в себе методологии CRYSTAF и TREF, что особенно полезно в случае анализа сложных комбинаций полипропилена и полиэтилена при опре-делении неизвестных образцов вследствие различий этих смол при охлаждении.
• Для определения CCD в эластомерах и полиолефиновых сополимерах с низкой сте-пенью кристаллизации предложен метод высокотемпературной HPLC, в котором, в отличие от эксклюзионной хроматографии, где не допускаются химические взаимодействия между сорбатом и сорбентом, разделение основано именно на таких взаимодействиях. Этот метод получил название термоградиентной хроматографии (TGIC). В качестве НФ здесь используются углеродные сорбенты, а сам метод включает этапы охлаждения (ад-сорбции) и нагревания (десорбции). Элюирование пробы происходит на втором этапе, при этом наблюдается линейная зависимость содержания сомономера от температуры десорбции по аналогии с режимами TREF и CEF и отсутствие зависимости сигнала ИК-детектора от молекулярной массы при значениях Мr выше 20000 Да.
• Анализатор характеристической вязкости (IVA) представляет собой двухкапиллярный вискозиметр и высокотемпературный автосамплер на 42 образца, предназначенный для анализа широкого круга полимеров со значениями IV от 0,5 dL/g до 40 dL/g, включая такие полиолефины, как PET, PAN, PMMA и др. с использованием практически любых органических растворителей. Виалы с полимером помещаются во внешний лоток автосамплера при комнатной температуре, затем они автоматически перемещаются в термостат для растворения, после чего их заполняют растворителем и раствор тщательно перемешивается. При этом осуществляется контроль температуры растворения, интенсивности перемешивания, подачи азота, создающего безокислительную среду, и продолжи-тельности процедуры для достижения полного растворения и исключения термической деградации пробы. Для повышения точности определения IV при анализе полиолефинов и других полимеров со значительным количеством С–H связей рекомендуется дополнительно использовать ИК-детектор IR4.
• Для исчерпывающей характеристики сложных материалов часто требуется двумерное определение молекулярно-массового распределения и CCD. Единственным способом получить эти данные без потери информации является кросс-фракционная хроматография (СFС). Сначала происходит фракционирование полимера в соответствии с составом методом TREF, после чего полученные фракции непрерывно вводятся в ГПХ-колонки, где производится повторное фракционирование в соответствии с молекулярной массой. Кроме того, существует возможность замены TREF-колонки на TGIC-колонку для ад-сорбционного разделения и включения эластомеров в круг анализируемых полимеров.
• Для изучения взаимозависимости химического состава и молекулярной массы полимеров предложен метод двумерной градиентной хроматографии с последующим ГПХ-разделением (SGIC 2D). На первом этапе происходит фракционирование полимера в соответствии с химическим составом путем селективной сорбции/десорбции в режиме градиентной HPLC, после чего на втором этапе осуществляется фракционирование в соответствии с молекулярной массой посредством ГПХ. Детектирование выполняется стандартным ИК-детектором, установленным на выходе ГПХ-колонки, который обеспечивает линейный отклик и высокую стабильность результатов. Тем самым, преодолеваются ограничения одномерной градиентной хроматографии, обусловленные меняющейся структурой подвижной фазы. Данный метод прекрасно подходит для анализа проб полимеров с низкой степенью кристаллизации или полимеров со сложным распределением по полярности функциональных групп, поскольку классический метод кросс-фракционирования, основанный на кристаллизации (TREF-GPC), не обеспечивает желаемого разделения.
• Полупрепаративное фракционирование полимеров по молекулярной массе или по составу выполняется на приборе PREP mc2. Фракционирование по молекулярной массе основано на взаимодействии растворителя с цепочками полимера посредством механизма разделения растворитель/осадитель. Возможно получение узкодисперсных фракций. Фракционирование по составу основано на различии в кристаллизуемости сополимеров и может осуществляться с помощью методов растворения (TREF) или осаждения (CRYSTAF). Для разделения фракций по составу путем растворения или кристаллизации при различных температурах используется один растворитель. За один цикл может быть выделено до 16 фракций для одного образца и до 8 фракций за то же время для каждого из двух образцов.
• PREP C20 – полностью автоматизированная пилотно-промышленная установка, предназначенная для фракционирования до 20 гм полимера в соответствии с его химическим составом методом TREF или в соответствии с молекулярной массой путем модификации силы растворителя с помощью различных комбинаций растворитель/осадитель.
• Прибор CRYSTEX предназначен измерения аморфной фракции в сополимерах полипропилена – процесса, известного как измерение растворимости в ксилоле. Кристаллическая и аморфная фракции разделяются при помощи температурного цикла растворения-кристаллизации в закрытых стальных сосудах (до трех образцов можно анализировать за один раз). В промышленности данный метод используется в качестве альтернативы традиционным гравиметрическим методам анализа (ISO 6247 часть B, ASTM D-5492). Содержание этиленовых звеньев, как во всей пробе, так и в аморфной фракции, можно измерить с помощью встроенного ИК-детектора IR4. Для одновременного измерения характеристической вязкости можно установить двухкапиллярный вискозиметр, тем самым за короткое время можно определить наиболее важные параметры для всестороннего анализа полимерного материала на одном приборе.
Также предлагается прибор CRYSTEX QC – специализированный упрощенный инструмент для определения аморфной фазы, который разработан специально для лабораторий, осуществляющих производственный контроль и контроль качества процесса производства полипропилена и сополимеров этилена-пропилена.
• CRYSTEX 42 представляет собой высокопроизводительный и полностью автоматизированный прибор для определения содержания растворимых фракций в полипропилене и сополимерах. Он является современной альтернативой традиционным методам «мок-рой» химии, основанным на растворении в ксилоле, которые, как известно, характеризуются высокой длительностью анализа и постоянной работой оператора с растворителями при высокой температуре. Прибор включает в себя высокотемпературный автосамплер на 42 позиции с виалами объемом 20 мл. Действие прибора основано на концепции TREF-разделения, согласно которой проба загружается в TREF-колонку дважды: при первой загрузке определяются параметры всего полимера, при второй осуществляется осаждение с достижением пика кристаллизации, в результате чего происходит разделение раствори-мой и кристаллической фракций. Данный анализатор является идеальным решением для использования в центральных и исследовательских лабораториях, где необходимо производить анализ больших партий гранулированных и гомогенизированных проб, при этом масса образца должна составлять не более 300 мг.
