Identifying short-chain branched polymers with conformational analysis
Aplikace | | Wyatt Technology | WatersInstrumentace
Polimerní větvení je klíčovým parametrem ovlivňujícím krystalinitu, teplotu tání, houževnatost, tažnost a optickou průzračnost polymerních materiálů. Rozlišení mezi dlouhým a krátkým větvením je zásadní pro vývoj a kvalitu materiálů s požadovanými mechanickými vlastnostmi.
Cílem studie je ukázat, jak pomocí konformační analýzy na základě SEC-MALS a SEC-MALS-IV rozlišit polymery s krátkými větvemi (SCB) od lineárních analogů či polymerů s dlouhým větvením (LCB). Studie demonstruje charakteristické vlastnosti SCB na příkladu silikonových polymerů.
Pro kvantitativní analýzu byly využity následující přístroje a materiály:
Analýza prokázala, že polymerní řetězce se SCB vykazují snížené poloměry gyrace (Rg) a nižší intrinsickou viskozitu ([η]) ve srovnání s lineárními polymery stejné molární hmotnosti, přičemž konformační a MHS křivky zůstávají paralelní.
Polymery s LCB vykazují snížené sklonové parametry (méně než 0,58 pro konformační a méně než 0,5 pro MHS křivku), zatímco polymery kombinující SCB a LCB vykazují jak pokles sklonu, tak posun křivky dolů.
Implementace SEC-MALS a SEC-MALS-IV umožňuje rychlou a spolehlivou charakterizaci větvení v makromolekulách. Výsledná data podporují vývoj nových polymerů s cílenými mechanickými a fyzikálními vlastnostmi a mohou být využita v průmyslové kvalitativní kontrole.
Očekává se rozšíření integrace dalších detektorů (např. spektroskopických) a pokročilého modelování konformací. Vysokoprůchodové platformy by mohly umožnit vyšší propustnost a detailnější charakterizaci komplexních struktur větvení.
SEC-MALS a SEC-MALS-IV představují klíčové nástroje pro odlišení krátkého a dlouhého větvení v polymerech. Analýza sklonu a posunu konformačních a MHS křivek poskytuje jednoznačnou indikaci struktury větvení.
1. Shirayama K., Kita S.-I., Watabe H. Macromol. Chem. Phys. 151(1):97-120 (1972)
2. Crist B., Fisher C.J., Howard P.R. Macromolecules 22:1709-1718 (1989)
3. Yu Y., Deslauriers P.J., Rohlfing D.C. Polymer 46(14):5165-5182 (2005)
4. Sun T., Brant P., Chance R.R., Graessley W.W. Macromolecules 34:6812-6820 (2001)
5. Radke W., Müller A.H.E. Macromolecules 38:3949-3960 (2005)
GPC/SEC
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceWaters, Agilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Polimerní větvení je klíčovým parametrem ovlivňujícím krystalinitu, teplotu tání, houževnatost, tažnost a optickou průzračnost polymerních materiálů. Rozlišení mezi dlouhým a krátkým větvením je zásadní pro vývoj a kvalitu materiálů s požadovanými mechanickými vlastnostmi.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie je ukázat, jak pomocí konformační analýzy na základě SEC-MALS a SEC-MALS-IV rozlišit polymery s krátkými větvemi (SCB) od lineárních analogů či polymerů s dlouhým větvením (LCB). Studie demonstruje charakteristické vlastnosti SCB na příkladu silikonových polymerů.
Použitá metodika a instrumentace
Pro kvantitativní analýzu byly využity následující přístroje a materiály:
- Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (SEC) s čerpadlem Agilent 1100 a autosamplerem
- Kolony PLgel Mixed-C (300×7,5 mm) pro separaci
- Detekce pomocí DAWN MALS (multi-angle light scattering)
- Optilab diferenciometrický refraktometr
- Diferenciometr pro měření vnitřní viskozity (SEC-MALS-IV)
- Software ASTRA pro sběr a vyhodnocení dat
- Referenční standard: polystyren NIST SRM 706a
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza prokázala, že polymerní řetězce se SCB vykazují snížené poloměry gyrace (Rg) a nižší intrinsickou viskozitu ([η]) ve srovnání s lineárními polymery stejné molární hmotnosti, přičemž konformační a MHS křivky zůstávají paralelní.
Polymery s LCB vykazují snížené sklonové parametry (méně než 0,58 pro konformační a méně než 0,5 pro MHS křivku), zatímco polymery kombinující SCB a LCB vykazují jak pokles sklonu, tak posun křivky dolů.
Přínosy a praktické využití metody
Implementace SEC-MALS a SEC-MALS-IV umožňuje rychlou a spolehlivou charakterizaci větvení v makromolekulách. Výsledná data podporují vývoj nových polymerů s cílenými mechanickými a fyzikálními vlastnostmi a mohou být využita v průmyslové kvalitativní kontrole.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření integrace dalších detektorů (např. spektroskopických) a pokročilého modelování konformací. Vysokoprůchodové platformy by mohly umožnit vyšší propustnost a detailnější charakterizaci komplexních struktur větvení.
Závěr
SEC-MALS a SEC-MALS-IV představují klíčové nástroje pro odlišení krátkého a dlouhého větvení v polymerech. Analýza sklonu a posunu konformačních a MHS křivek poskytuje jednoznačnou indikaci struktury větvení.
Reference
1. Shirayama K., Kita S.-I., Watabe H. Macromol. Chem. Phys. 151(1):97-120 (1972)
2. Crist B., Fisher C.J., Howard P.R. Macromolecules 22:1709-1718 (1989)
3. Yu Y., Deslauriers P.J., Rohlfing D.C. Polymer 46(14):5165-5182 (2005)
4. Sun T., Brant P., Chance R.R., Graessley W.W. Macromolecules 34:6812-6820 (2001)
5. Radke W., Müller A.H.E. Macromolecules 38:3949-3960 (2005)
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
A P P L I C AT I O N N O T E AN7003: Conformational properties of hyperbranched hetero-polysaccharides by SEC-MALS-IV M. Nigen, Ph.D., L. Lopez-Torrez, Ph.D., P. Williams, Ph.D., T. Doco, Ph.D. & C. Sanchez, Ph.D., Université de…
Klíčová slova
gums, gumsmacromolecules, macromoleculesanisotropy, anisotropyacacia, acaciamals, malssenegal, senegalconformational, conformationalhyperbranched, hyperbranchedhetero, heterosec, secgum, gumpolysaccharides, polysaccharidesconformation, conformationbranched, branchedlarger
Branching revealed: Characterizing molecular structure in synthetic polymers by multi-angle light scattering
|Waters|Technické články
W H I T E PA P E R WP1003: Branching revealed: Characterizing molecular structure in synthetic polymers by multi-angle light scattering Stepan Podzimek, Ph.D., University of Pardubice Summary This white paper provides a brief overview of the basic principles…
Klíčová slova
branching, branchingbranched, branchedsec, secmals, malspolymers, polymerslinear, linearexclusion, exclusionmolar, molarpolymer, polymermacromolecules, macromoleculessakurada, sakuradaconformation, conformationradius, radiusplots, plotssize
Beyond GPC: UsinG LiGht sCatterinG for aBsoLUte PoLymer CharaCterization
2016|Waters|Ostatní
JUNE 2016 Beyond GPC: Using Light Scattering for Absolute Polymer Characterization TOC Table of contents Beyond GPC: USING LIGHT SCATTERING For Absolute Polymer Characterization Adding MALS Detection to GPC Overcoming Fear, Uncertainty, and Doubt in GPC: The Need for an…
Klíčová slova
mals, malsmolar, molarbranching, branchingbranched, branchedpolymerization, polymerizationpolymer, polymergpc, gpcsec, seccharacterizing, characterizingmass, massradius, radiusmol, molweight, weightprocesses, processesrms
Analysis of PLGA using APC-MALS
|Waters|Aplikace
A P P L I C AT I O N N O T E AN1312: Analysis of PLGA using APC-MALS Chris Deng, Wyatt Technology and Jennifer Gough, Waters Corporation Introduction Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA), is a copolymer formed from lactic acid…
Klíčová slova
plga, plgabranched, branchedmhs, mhsmals, malscompanies, companiesslope, slopelinear, linearchromatography, chromatographysec, secglycolic, glycolichigh, highwyatt, wyattsuperb, superbapc, apcweight