358 POLYMER MOLECULAR WEIGHT MEASUR

358 POLYMER MOLECULAR WEIGHT MEASUREMENT
TABLE 17.2 Various Average Molecular Weights and their
Relation with Polymer Properties
Molecular Weight Polymer Properties
Number-average molecular
weight (Mn)
Tensile strength, impact
strength, and hardness
Weight-average molecular
weight (Mw)
Brittleness
Z -average molecular weight
(Mz)
Deflection and rigidity
a high MW dispersity are more suitable for extrusion.
Polymers with a MW dispersity of 1.0 can be produced
only by biological systems. Many physical properties can
be affected by the MW dispersity.
The physical and chemical properties of the polymers
in general are directly related to the MW, MWD, MW
dispersity, and long-chain branching [18, 19]. Table 17.2
shows the relationship between the average MWs and
some physical properties of polymers. There is also a
relationship between the MW and the viscoelastic properties
of polymers [20, 21] and thus it is possible to predict
some properties of the polymer with a simple determination
of the MW by GPC. Polymers with high MWs have
higher viscosity, they also present low melt flow index,
and are more difficult to dissolve, since they present higher
chemical resistance; polymers with very high MW are more
difficult to process and require higher temperatures.
17.3.3 GPC Systems
A GPC system consists of various instruments. Injectors are
used to introduce the polymer solution into the columns of
separation. Pumps deliver the sample and solvent through
the columns and the system. Detectors record the exit
of fractions of the sample and count the number of
molecules of a certain MW. The computer controls the
test automatically, records the results, and calculates the
different MW averages. The GPC system contains a number
of different instruments that work together to provide
the optimum system performance. Figure 17.3 shows a
schematic of a gel permeation chromatograph with the basic
components.
17.3.3.1 Injector The injector introduces the polymer
solution into the mobile phase. It must be capable of
injections of small and large volumes. It should not interfere
with the continuous mobile phase flow. It should be capable
of multiple sample injection and should be capable of selfcleaning
between injections. In the past, the injections were
carried out manually, but this is not the case at present, since
most of the GPC instruments have automatic injectors.
Solvent
Pumps
Injector Columns Computer
Detectors
Figure 17.3 Schematic representation of the components of a
GPC system.
17.3.3.2 Pumps These are piston-type precision pumps.
They pump the polymer in solution through the system. The
pump must deliver the same flow rates throughout the time
in order to maintain the same pressure inside the system.
Any variation in flow rates affects directly the results. The
pump also has to deliver the same flow rates independently
of the viscosity differences. In addition, some detectors are
highly sensitive to the solvent flow rate precision. Such
constant flow is a critical feature of the instrument.
17.3.3.3 Columns They are considered the heart of
the equipment. The separation of the macromolecules
takes place in their interior. They are filled with a
porous crosslinked polymer, and the macromolecules to
be separated interact with the polymer pores depending on
their size in solution. It is highly recommended to use at
least a set of three columns in order to obtain good results.
Columns are available at different pore sizes. Columns
with very small pores sizes are used for polymers of low
MW, while columns packed with material containing large
pore sizes are used for polymers with high MW. High
efficiency columns give maximum separating capability and
rapid analyses. Every column must provide reproducible
information over extended periods for both analytical
and fraction-collection purposes. There are columns for
different types of applications. For example, there are
columns that can stand high temperatures, which are
used to fractionate polymers that are soluble only at
high temperatures, such as polyethylene or polypropylene.
There are also columns suitable to work with aqueous
solvents, those columns are packed with a material
known as ultrahydrogel, which is basically a crosslinked
hydroxylated polymethacrylate; these columns are used
with polymers that are soluble in water, such as poly(acrylic
acid), poly(vinyl alcohol), poly(ethylene glycol), etc.
17.3.3.4 Detectors The detectors used in a GPC system
monitor the separation and respond to the components
and/or fractions as they elute from the column.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

358 POLYMER MOLECULAR WEIGHT MEASUREMENTTABLE 17.2 Various Average Molecular Weights and theirRelation with Polymer PropertiesMolecular Weight Polymer PropertiesNumber-average molecularweight (Mn)Tensile strength, impactstrength, and hardnessWeight-average molecularweight (Mw)BrittlenessZ -average molecular weight(Mz)Deflection and rigiditya high MW dispersity are more suitable for extrusion.Polymers with a MW dispersity of 1.0 can be producedonly by biological systems. Many physical properties canbe affected by the MW dispersity.The physical and chemical properties of the polymersin general are directly related to the MW, MWD, MWdispersity, and long-chain branching [18, 19]. Table 17.2shows the relationship between the average MWs andsome physical properties of polymers. There is also arelationship between the MW and the viscoelastic propertiesof polymers [20, 21] and thus it is possible to predictsome properties of the polymer with a simple determinationof the MW by GPC. Polymers with high MWs havehigher viscosity, they also present low melt flow index,and are more difficult to dissolve, since they present higherchemical resistance; polymers with very high MW are moredifficult to process and require higher temperatures.17.3.3 GPC SystemsA GPC system consists of various instruments. Injectors areused to introduce the polymer solution into the columns ofseparation. Pumps deliver the sample and solvent throughthe columns and the system. Detectors record the exitof fractions of the sample and count the number ofmolecules of a certain MW. The computer controls thetest automatically, records the results, and calculates thedifferent MW averages. The GPC system contains a numberof different instruments that work together to providethe optimum system performance. Figure 17.3 shows aschematic of a gel permeation chromatograph with the basiccomponents.17.3.3.1 Injector The injector introduces the polymersolution into the mobile phase. It must be capable ofinjections of small and large volumes. It should not interferewith the continuous mobile phase flow. It should be capableof multiple sample injection and should be capable of selfcleaningbetween injections. In the past, the injections werecarried out manually, but this is not the case at present, sincemost of the GPC instruments have automatic injectors.SolventPumpsInjector Columns ComputerDetectorsFigure 17.3 Schematic representation of the components of aGPC system.17.3.3.2 Pumps These are piston-type precision pumps.They pump the polymer in solution through the system. Thepump must deliver the same flow rates throughout the timein order to maintain the same pressure inside the system.Any variation in flow rates affects directly the results. Thepump also has to deliver the same flow rates independentlyof the viscosity differences. In addition, some detectors arehighly sensitive to the solvent flow rate precision. Suchconstant flow is a critical feature of the instrument.17.3.3.3 Columns They are considered the heart ofthe equipment. The separation of the macromoleculestakes place in their interior. They are filled with aporous crosslinked polymer, and the macromolecules tobe separated interact with the polymer pores depending ontheir size in solution. It is highly recommended to use atleast a set of three columns in order to obtain good results.Columns are available at different pore sizes. Columnswith very small pores sizes are used for polymers of lowMW, while columns packed with material containing largepore sizes are used for polymers with high MW. Highefficiency columns give maximum separating capability andrapid analyses. Every column must provide reproducibleinformation over extended periods for both analyticaland fraction-collection purposes. There are columns fordifferent types of applications. For example, there arecolumns that can stand high temperatures, which areused to fractionate polymers that are soluble only athigh temperatures, such as polyethylene or polypropylene.There are also columns suitable to work with aqueoussolvents, those columns are packed with a materialknown as ultrahydrogel, which is basically a crosslinkedhydroxylated polymethacrylate; these columns are usedwith polymers that are soluble in water, such as poly(acrylicกรด), โพลี (ไวนิลแอลกอฮอล์), โพลี (เอทิลีน glycol) เป็นต้น17.3.3.4 ตรวจจับอุปกรณ์ตรวจจับที่ใช้ในระบบ GPCแยกการตรวจสอบ และตอบสนองต่อส่วนประกอบหรือเศษส่วนเป็นพวก elute จากคอลัมน์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

358 วัด POLYMER
น้ำหนักโมเลกุลตาราง17.2 ต่างๆน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของพวกเขาและความสัมพันธ์กับพอลิเมอคุณสมบัติน้ำหนักโมเลกุลพอลิเมอคุณสมบัติจำนวนเฉลี่ยโมเลกุลน้ำหนัก(Mn) ความต้านแรงดึงผลกระทบต่อความแข็งแรงและความแข็งน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยน้ำหนัก(MW) ความเปราะZ -average โมเลกุล น้ำหนัก(Mz) โก่งและความแข็งแกร่งdispersity เมกะวัตต์สูงเหมาะสำหรับการอัดขึ้นรูป. โพลีเมอกับ dispersity 1.0 เมกะวัตต์สามารถผลิตได้โดยเฉพาะระบบชีวภาพ คุณสมบัติทางกายภาพจำนวนมากสามารถรับผลกระทบจาก MW dispersity. คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของโพลีเมอทั่วไปจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับเมกะวัตต์ MWD, MW dispersity และแยกยาวโซ่ [18 19] ตารางที่ 17.2 แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยและบางคุณสมบัติทางกายภาพของโพลีเมอ นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์ระหว่างเมกะวัตต์และคุณสมบัติ viscoelastic ของโพลิเมอร์ [20 21] และทำให้มันเป็นไปได้ที่จะคาดการณ์คุณสมบัติบางส่วนของลิเมอร์ที่มีการกำหนดที่เรียบง่ายของเมกะวัตต์โดยGPC โพลีเมอที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะมีความหนืดสูงที่พวกเขายังละลายต่ำปัจจุบันดัชนีการไหลและมีความยากมากขึ้นที่จะละลายเพราะพวกเขานำเสนอสูงทนต่อสารเคมี; โพลิเมอร์ที่มีเมกะวัตต์สูงมากมีมากขึ้นยากที่จะดำเนินการและต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้น. 17.3.3 GPC ระบบระบบGPC ประกอบด้วยเครื่องมือต่างๆ หัวฉีดจะใช้ในการแนะนำวิธีการแก้ปัญหาลิเมอร์ลงในคอลัมน์ของการแยก ปั๊มส่งมอบตัวอย่างและตัวทำละลายผ่านคอลัมน์และระบบ ตรวจจับบันทึกทางออกของเศษส่วนของกลุ่มตัวอย่างและนับจำนวนของโมเลกุลของMW บางอย่าง คอมพิวเตอร์ควบคุมการทดสอบโดยอัตโนมัติบันทึกผลและคำนวณค่าเฉลี่ยเมกะวัตต์ที่แตกต่างกัน ระบบ GPC มีจำนวนของเครื่องมือที่แตกต่างกันที่ทำงานร่วมกันเพื่อให้ประสิทธิภาพของระบบที่ดีที่สุด รูปที่ 17.3 แสดงให้เห็นวงจรของการซึมผ่านchromatograph เจลที่มีพื้นฐานส่วนประกอบ. 17.3.3.1 หัวฉีดหัวฉีดแนะนำพอลิเมอแก้ปัญหาเข้าสู่ขั้นตอนมือถือ มันจะต้องมีความสามารถในการฉีดของไดรฟ์ขนาดเล็กและใหญ่ มันไม่ควรยุ่งเกี่ยวกับการไหลเฟสเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง มันควรจะเป็นความสามารถของการฉีดตัวอย่างหลายและควรจะสามารถ selfcleaning ระหว่างการฉีด ในอดีตที่ผ่านมาการฉีดที่ถูกดำเนินการด้วยตนเองแต่กรณีนี้ไม่ได้ในปัจจุบันเนื่องจากส่วนใหญ่ของเครื่องมือGPC มีหัวฉีดอัตโนมัติ. ตัวทำละลายปั๊มหัวฉีดคอลัมน์คอมพิวเตอร์ตรวจจับรูปที่17.3 แผนผังแสดงของชิ้นส่วนหนึ่งของระบบGPC. 17.3 3.2 ปั๊มเหล่านี้มีความแม่นยำปั๊มลูกสูบชนิด. พวกเขาปั๊มลิเมอร์ในการแก้ปัญหาผ่านระบบ ปั๊มจะต้องส่งมอบอัตราการไหลเดียวกันตลอดเวลาเพื่อรักษาความดันเดียวกันภายในระบบ. การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในอัตราการไหลที่มีผลโดยตรงต่อผล ปั๊มนอกจากนี้ยังมีการส่งมอบอัตราการไหลเดียวกันอิสระของความแตกต่างความหนืด นอกจากนี้เครื่องตรวจจับบางอย่างที่มีความไวสูงเพื่อความแม่นยำอัตราการไหลของตัวทำละลาย ดังกล่าวไหลคงเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของตราสาร. 17.3.3.3 คอลัมน์พวกเขาจะถือว่าเป็นหัวใจของอุปกรณ์ การแยกโมเลกุลของจะเกิดขึ้นในการตกแต่งภายในของพวกเขา พวกเขาจะเต็มไปด้วยโพลีเมอเชื่อมขวางที่มีรูพรุนและโมเลกุลที่จะถูกแยกออกโต้ตอบกับรูขุมขนลิเมอร์ขึ้นอยู่กับขนาดของพวกเขาในการแก้ปัญหา ก็ขอแนะนำการใช้ที่น้อยชุดของคอลัมน์ที่สามเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี. คอลัมน์ที่มีอยู่ที่มีขนาดรูขุมขนที่แตกต่างกัน คอลัมน์ที่มีขนาดรูขุมขนมีขนาดเล็กมากที่ใช้สำหรับโพลีเมอต่ำเมกะวัตต์ในขณะที่คอลัมน์เต็มไปด้วยวัสดุที่มีขนาดใหญ่ขนาดรูขุมขนที่ใช้สำหรับโพลีเมอกับเมกะวัตต์สูง สูงคอลัมน์ประสิทธิภาพให้ความสามารถในการแยกสูงสุดและการวิเคราะห์อย่างรวดเร็ว คอลัมน์ทุกคนจะต้องให้ทำซ้ำข้อมูลในช่วงเวลาที่เพิ่มขึ้นสำหรับทั้งการวิเคราะห์และวัตถุประสงค์ส่วนคอลเลกชัน มีคอลัมน์ที่มีชนิดที่แตกต่างของการใช้งาน ตัวอย่างเช่นมีคอลัมน์ที่สามารถยืนอุณหภูมิสูงซึ่งจะใช้ในการfractionate โพลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้เฉพาะที่อุณหภูมิสูงเช่นเอทิลีนหรือโพรพิลีน. นอกจากนี้ยังมีคอลัมน์ที่เหมาะสมในการทำงานร่วมกับน้ำตัวทำละลายคอลัมน์ที่จะเต็มไปด้วยวัสดุที่รู้จักกันเป็น ultrahydrogel ซึ่งเป็นพื้นเชื่อมขวางโพลีhydroxylated; คอลัมน์เหล่านี้ถูกนำมาใช้กับโพลีเมอที่ละลายในน้ำเช่นโพลี(คริลิคกรด) โพลี (ไวนิลแอลกอฮอล์) โพลี (เอทิลีนไกลคอล) ฯลฯ17.3.3.4 ตรวจจับเครื่องตรวจจับที่ใช้ในระบบ GPC ตรวจสอบการแยกและตอบสนอง ต่อชิ้นส่วนและ/ หรือเศษส่วนที่พวกเขาชะจากคอลัมน์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

พวกพอลิเมอร์
การวัดน้ำหนักโมเลกุลน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยตารางที่ 17.2 ต่าง ๆและความสัมพันธ์ของพวกเขากับพอลิเมอร์ คุณสมบัติ


น้ำหนักโมเลกุลสมบัติพอลิเมอร์จำนวนโมเลกุล ( MN )

มีความทนต่อแรงดึง แรงกระแทกและค่า

น้ำหนักเฉลี่ยน้ำหนักโมเลกุล ( MW )

2
z -
หนักโมเลกุลเฉลี่ย ( MZ )

การโก่งตัว และความแข็งแกร่งdispersity เป็น MW สูงเหมาะสำหรับการอัดรีด .
พอลิเมอร์กับ MW dispersity 1.0 สามารถผลิต
โดยเฉพาะระบบทางชีวภาพ คุณสมบัติทางกายภาพมากสามารถได้รับผลกระทบโดย MW dispersity
.
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของพอลิเมอร์
ทั่วไปที่เกี่ยวข้องโดยตรง กับไฟฟ้า mwd MW
, dispersity และเคลือบโซ่กิ่ง [ 18 , 19 ) ตารางที่ 17.2
แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง mws เฉลี่ย
คุณสมบัติทางกายภาพของพอลิเมอร์ ยังมี
ความสัมพันธ์ระหว่าง MW และสมบัติของพอลิเมอร์ได้
[ 20 , 21 ) และดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะคาดการณ์
บางคุณสมบัติของพอลิเมอร์ด้วย
กำหนดง่ายของ MW โดย GPC . พอลิเมอร์กับ mws สูงมีความหนืด
ที่สูงขึ้น พวกเขายังเสนอต่ำดัชนีการไหล ,
และจะยากมากที่จะละลายเนื่องจากปัจจุบันความต้านทานสารเคมีสูงกว่า
; โพลิเมอร์รองสูงมาก คือมากกว่า
ยากกระบวนการและต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้น 17.3.3

ระบบ GPC GPC ระบบประกอบด้วยเครื่องมือต่าง ๆ หัวฉีดมี
เคยแนะนำสารละลายโพลิเมอร์ลงในคอลัมน์ของ
แยก ปั๊มส่งตัวอย่างและตัวทำละลายผ่าน
คอลัมน์และระบบเครื่องตรวจจับคอร์ดทางออก
เศษส่วนของจำนวนและนับจำนวน
โมเลกุลของบริษัทหนึ่ง คอมพิวเตอร์ควบคุม
ทดสอบโดยอัตโนมัติ บันทึกผล และคำนวณ
ค่าเฉลี่ย MW ที่แตกต่างกัน ระบบ GPC มีจำนวนของเครื่องมือที่แตกต่างกัน

ทำงานร่วมกันเพื่อให้ประสิทธิภาพของระบบที่เหมาะสม รูปแสดง
17.3แผนผังของเจลผ่านโครมาโตกราฟกับองค์ประกอบพื้นฐาน
.
17.3.3.1 หัวฉีดหัวฉีดแนะนำพอลิเมอร์
โซลูชั่นเข้าไปในเฟสเคลื่อนที่ มันต้องมีความสามารถ
ฉีดปริมาณขนาดเล็กและขนาดใหญ่ มันไม่ควรมายุ่ง
กับต่อเนื่องระยะเคลื่อนที่ มันควรจะมีความสามารถ
ฉีดหลายตัวอย่าง และควรมีความสามารถ selfcleaning
ระหว่างการฉีดวัคซีนในอดีต การฉีดยาเป็น
ดำเนินการด้วยตนเอง แต่กรณีนี้ไม่ได้ในปัจจุบัน เนื่องจาก
ที่สุดของ GPC เครื่องมือมีหัวฉีดอัตโนมัติ ปั๊มหัวฉีดละลาย




รูปที่คอลัมน์คอมพิวเตอร์ตรวจจับ 17.3 แผนผังการเป็นตัวแทนขององค์ประกอบของระบบ GPC
.
17.3.3.2 ประเภทปั๊มลูกสูบ ปั๊มพวกนี้ ความแม่นยำ
พวกเขาปั๊มโพลิเมอร์ในสารละลายผ่านระบบ
ปั๊มต้องส่งมอบอัตราการไหลเท่ากันตลอดเวลา
เพื่อรักษาแรงดันภายในระบบเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงใด ๆ .
อัตราการไหลมีผลต่อโดยตรงผลลัพธ์
ปั๊มยังได้ส่งมอบอัตราการไหลแบบอิสระ
ของความหนืดต่างกัน นอกจากนี้ บางตัวมี
อย่างมากที่ไวต่ออัตราการไหลของสารละลายมีความแม่นยำ เช่น
การไหลคงที่เป็นคุณลักษณะที่สำคัญของอุปกรณ์ .
17.3.3.3 คอลัมน์พวกเขาถือว่าเป็นหัวใจของ
อุปกรณ์ การแยกของโมเลกุล
ใช้เวลาสถานที่ใน ภายในของพวกเขา พวกเขาจะเต็มไปด้วย
พอลิเมอร์ซึ่งรูพรุนและ macromolecules

แยกโต้ตอบกับพอลิเมอร์รูขุมขนขึ้นอยู่กับ
ขนาดในสารละลาย มันเป็นขอแนะนำให้ใช้ที่
อย่างน้อยชุดของคอลัมน์สามเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี .
คอลัมน์ที่มีขนาดรูพรุนแตกต่างกัน
คอลัมน์ที่มีขนาดรูขนาดเล็กมากใช้เป็นพอลิเมอร์ของ MW ต่ำ
ในขณะที่คอลัมน์บรรจุด้วยวัสดุที่มีขนาดรูพรุนใหญ่
ใช้โพลิเมอร์รองสูง คอลัมน์ประสิทธิภาพสูง

ให้สูงสุดและการวิเคราะห์ความสามารถในการอย่างรวดเร็ว ทุกคอลัมน์ต้องให้จำลอง
ข้อมูลผ่านระยะเวลาการขยายทั้งวิเคราะห์
และวัตถุประสงค์ชุดเศษส่วน มีคอลัมน์สำหรับ
แตกต่างกันประเภทของการใช้งาน ตัวอย่างเช่น มีคอลัมน์ที่สามารถทนอุณหภูมิสูง

ซึ่งจะใช้ fractionate โพลีเมอร์ที่ละลายเฉพาะใน
อุณหภูมิสูง เช่น พลาสติกหรือพอลิโพรพิลีน
ยังมีคอลัมน์ที่เหมาะสมที่จะทำงานกับสารละลาย
ตัวทําละลายคอลัมน์ที่บรรจุด้วยวัสดุ
เรียกว่า ultrahydrogel ซึ่งโดยทั่วไปเป็นเครื่อง
hydroxylated โพลีเมทราไคลเลท ; คอลัมน์เหล่านี้จะใช้
กับพอลิเมอร์ที่ละลายในน้ำ เช่น พอลิอะคริลิกแอซิด
) , พอลิไวนิลแอลกอฮอล์พอลิ ( เอทิลีนไกลคอล ) , ฯลฯ
17.3.3.4 เครื่องตรวจจับเครื่องตรวจจับที่ใช้ใน ระบบ GPC
ตรวจสอบการตอบสนองต่อองค์ประกอบ
และ / หรือเศษส่วนเป็นพวกเขา elute จากคอลัมน์