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高温サイズ排除クロマトグラフィー(高温SEC)では通常、カラムに粒子径10~20μm程度の充てん剤が充てんされています。 高分子成分を含むポリエチレンを、Zimm plot法により直接的に測定した重量平均分子量は、SECと光散乱法を組み合わせて(SEC-MALLS)測定した値より大きく、高分子成分のSECカラム中での分子鎖切断が指摘されています。

充てん剤の粒子径を大きくした高温SEC用カラムGPC UT-800シリーズの有用性を確認するため、充てん剤の粒子径および溶離液の流速の、測定値への影響を高温SEC-MALLSを用いて調べました。

サンプルにはポリエチレンスタンダードSRM1476を用い、カラムはGPC HT-806M(粒子径13μm)とGPC UT-806M(粒子径30μm)を同一条件で使用し比較しました。 図1に測定されたMALS(実線)及びRI検出器(破線)のクロマトグラムを示します。 HT-806MではRMS半径域100nmまでの高分子成分が溶出されています。 一方、UT-806Mでは500nmまでの高分子成分が溶出されています。 この結果からHT-806Mでは100nm~500nmの高分子成分が溶出していないことが分かります。 これは充てん剤の粒子径が小さい(13μm)場合には、分子鎖切断が起きていることによると考えられます。 また、このようにRI検出器では検出できなかった高分子成分を、MALSを用いて高感度に検出し、分子鎖切断を確認できました。 (挿入図はフロントピークのRMS半径)

次に流速の影響を調べるためUT-806M(30μm)を用いて流速を0.1~1.0mL/minの範囲で変化させ、SEC-MALLS分析を行いました。 図2に測定されたMALSのクロマトグラムを示します。 フロントピークの面積は、0.1mL/min~0.5mL/minの範囲では多少の変化はあるもののほぼ同一で、1.0mL/minでは明らかに減少しています。 従って、1.0mL/minでは分子鎖切断が起きているものと考えられます。 このように、UT-806Mを使用して0.5mL/min以下の流速で、高分子成分を含むポリエチレンを測定することにより、分子鎖切断を防ぐことができることが分かりました。

SRM1476の高温SEC-MALLS

 

Sample Polyethylene SRM1476 300μL
Column Shodex GPC UT-806M×2   Column Shodex GPC UT-806M×2
Shodex GPC HT-806M×2 Eluent TCB
Eluent TCB Flow rate 0.5ml/min
Flow rate 0.5ml/min 1.0ml/min
Temperature 140℃ Temperature 140℃

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