评估各种技术分析分支结构的合成和天然聚合物gydF4y2Ba

分支是许多天然和合成聚合物的关键结构参数,对各种属性相当大的影响。这些属性包括粘度和熔体的流变行为和聚合物解决方案;结晶的能力或溶解;和各种机械和热力学性质。定量数据相关分支拓扑是重要的新型聚合物材料的发展和改进的属性和理解聚合过程。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba

本文提供了一个简短的概要的基本原则的检测和表征分支使用多角度静态光散射(mal)检测器。gydF4y2Ba

历史和理论的分支特征gydF4y2Ba

分支特征的历史始于1949年陈军和Stockmayer突出文章介绍了理论上导出参数称为分支比,gydF4y2Ba旅客:gydF4y2Ba

在RgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba代表了分支的均方半径和线性大分子拥有相同的摩尔质量(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba)。分支比,gydF4y2Ba克,gydF4y2Ba直接相关的武器数量star-branched聚合物或分支的数量单位随机支化聚合物。的价值gydF4y2BaggydF4y2Ba≤1,平等标志适用于线性聚合物。较低的价值gydF4y2Bag,越高gydF4y2Ba分支的程度。例如,一个值gydF4y2BaggydF4y2Ba≈0.1表示一个高度支化结构。gydF4y2Ba

十年后的定义gydF4y2BaggydF4y2Ba陈军和Kilb引入另一个分支比基于固有粘度:gydF4y2Ba

的固有粘度(η)是线性和支化聚合物分子,拥有相同的摩尔质量。g, g之间的关系”是阐明通过“排水参数“e:gydF4y2Ba

参数e预计将在0.5 - 1.5的范围不同,而一个典型值e≈0.7可能利用g, g的重新计算。gydF4y2Ba

方程1和2表明,为了识别和描述分支,需要信息的分子大小和摩尔质量。多角度光散射(mal)为此证明有用,因为它同时提供了两组信息和独立。mal探测器通常是链接到一个分析分离方法,如凝胶排阻层析法(SEC-MALS)或非对称流场流分离(AF4 -或FFF-MALS),来确定分支参数作为摩尔质量的函数。感兴趣的参数包括分支的数量单位每个分子和分支比。gydF4y2Ba

因为mal无法确定小聚合物均方根半径R < ~ 10 nm(对应于米~ 105克/摩尔),另一个这类聚合物所需尺寸参数。特性粘度和SEC洗脱体积是两个最有效的选择。前者可以用来确定g”通过方程2,而后者可以提供g使用Yu和滚动的方法:gydF4y2Ba

“M”是支化和线性分子的摩尔质量淋洗洗脱体积V, a是指数Mark-Houwink方程的线性聚合物。gydF4y2Ba

分支的方法描述gydF4y2Ba

分支的特性通过证券交易委员会或FFF离不开多角度光散射。为数据提出了注意,聚合物通过SEC-MALS或执行一个FFF-MALS分离。SEC-MALS,黎明gydF4y2Ba^®gydF4y2BaHELEOSgydF4y2Ba^®gydF4y2Bamal探测器,ViscoStargydF4y2Ba^TMgydF4y2Ba差动式粘度计,OptilabgydF4y2Ba^®gydF4y2Ba霸王龙gydF4y2Ba^TMgydF4y2Ba示差折光检测器。与一个Eclipse FFF执行gydF4y2Ba_^TMgydF4y2BaAF4系统符合一个黎明HELEOS Optilab霸王龙。数据收集和处理阿斯特拉gydF4y2Ba^®gydF4y2Ba软件。分析的分支比摩尔质量块的函数可以通过下列方法之一:gydF4y2Ba

半径的方法gydF4y2Ba

半径的方法决定了gydF4y2BaggydF4y2Ba从构象图(重对数坐标图gydF4y2BaRgydF4y2Ba与- - - - - -gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1)通过方程。这种方法是最直接和从根本上正确的方法描述分支;然而,它被限制为聚合物分子与均方根半径> 10纳米。gydF4y2Ba

质量的方法gydF4y2Ba

质量的方法决定了gydF4y2BaggydF4y2Ba从摩尔体积mass-versus-elution情节通过方程4。这种方法非常适合小聚合物的均方根半径不能确定。gydF4y2Ba

粘度法gydF4y2Ba

粘度的方法计算gydF4y2BaggydF4y2Ba从Mark-Houwink情节(重对数坐标图(gydF4y2BaηgydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2)通过方程。这种方法的一个主要优点是,它对分支和高灵敏度提供了可能性来衡量在一个广泛的摩尔质量下降到1000克/摩尔。为了创建Mark-Houwink情节,添加一个微分粘度计秒mal设置内联。gydF4y2Ba

表征聚合物的分支结构gydF4y2Ba

图1展示了一个例子的构象块分支和线性聚苯乙烯。一个可以很容易地确定分支构造图的斜率(图1):所有热力学线性聚合物的斜坡上好的溶剂~ 0.58而降低值的分支的说明。在这种情况下,线性聚合物的构象图的斜率(蓝色)是0.59,和支化聚合物的斜率(红色)是0.48。gydF4y2Ba

图1所示。gydF4y2Ba上图:构造块线性(蓝色)和支化聚苯乙烯(红色)。中心:相应的分支比阴谋和摩尔质量。底部:每个分子策划的分支单位数量和摩尔质量。gydF4y2Ba

构造数据允许计算的分支比(图1中,中心)和分支的数量单位每个分子(图1,底部)摩尔质量的函数。为了方便定量评估的分支,它是有用的为叠加的情节分支参数的累积摩尔质量用于(图1,底部)。在图1中,聚苯乙烯样品≈28%的分子的摩尔质量少于~ 60000克/摩尔,和这些分子没有分支单位。值得注意的是,SEC-MALS能够检测聚合物链中的一个分支单位。gydF4y2Ba

图2。gydF4y2Ba上图:Mark-Houwink块线性(蓝色)和分支(红色)聚(乳酸)。底部:摩尔质量和洗脱体积块相同的聚合物。gydF4y2Ba

图2显示分支小聚合物分子的特征,比较摩尔质量和洗脱体积和Mark-Houwink块分支和线性聚酯基于乳酸。这种聚合物生物相容性和可降解,可以用作药物输送材料;其功能膨胀并释放一个活跃的化合物可以管理的程度的分支。情节表明支链的存在和可以用来确定使用方程2 - 4 g。gydF4y2Ba

尺寸排阻色谱法可以为一些大型失败,高度支化聚合物,其分支机构可能暂时固定的毛孔秒列包装。这将导致异常洗脱,在较大的分子异常洗提,每次对应于一个较小的流体力学体积比实际提出的分子。“上升”构象图(图3中,红色)的特点是这种异常秒洗脱gydF4y2Ba

图3。gydF4y2Ba构象情节含有支化高分子的聚合物由SEC-MALS(红色)和FFF-MALS(蓝色)。gydF4y2Ba

为聚合物展示不规则的概要文件,非对称流field-flow分馏(AF4或FFF)是一个很好的分离技术,可以提供优越的构象的阴谋。图3描述了比较构象的情节被FFF-MALS和SEC-MALS收购。构象上的上升从SEC-MALS阴谋是由多分散性增加分子领域的淋洗洗脱量高。因为分离FFF不受锚定支链分子在多孔性固定相,上升完全消除。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

多角度光散射可以直接测定分支比(g)和分支的数量单位/聚合物分子。对于大型聚合物(R > 10海里),分析SEC-MALS或FFF-MALS使用半径方法代表了最直接和从根本上正确分支特征的方法。小支化聚合物可以分析与在线粘度计SEC-MALS Mark-Houwink情节和描述分支通过粘度的方法。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

• 改编自gydF4y2Ba“分支透露:描述在合成和天然聚合物分子结构多角度光散射,”美国Podzimek白皮书。gydF4y2Ba图表和插图从怀亚特技术允许转载。gydF4y2Ba
• 聚合物表征网络研讨会gydF4y2Ba:分支显示:描述在合成和天然聚合物分子结构多角度光散射。演讲者:斯捷潘Podzimek博士。gydF4y2Ba

这些信息已经采购,审核并改编自怀亚特提供的材料技术。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba

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