UPC2/MS鉴定复杂低聚物材料

应用优势

■与GC相比，ACQUITY UPC2?可以分析具有更高分子量的热不稳定聚合物。

■ACQUITY UPC2能够分析极性和非极性聚合物。

■超临界流体流动相和亚2μ-m颗粒度固定相能缩短大分子量化合物的保留时间。

■与正相LC相比，ACQUITY UPC2有毒溶剂使用量更少。

■MS能够为UV数据提供补充信息，可用于单个低聚物的鉴定、杂质测定和配方分析。

沃特世解决方案

ACQUITY UPC2，配有PDA和ACQUITY? SQD

ACQUITY UPLC? HSS色谱柱

ACQUITY UPC2 BEH色谱柱

Empower? 3 CDS

关键词

聚合物，UPC2，超临界流体，SFC，聚苯乙烯，PMMA，合相色谱，低聚物

简介

zui常见的聚合物分析是使用凝胶渗透色谱(GPC)来测定平均分子量和多分散性。然而，当需要对各种低聚物进行高分离度分离以评估材料性能或了解聚合物结构时，将用到其它分析技术1-4。低分子量聚合物可以通过液相色谱(LC)、气相色谱(GC)和超临界流体色谱(SFC)进行分析。分离技术的选择通常根据溶解度、平均分子量和聚合物热稳定性而定。沃特世(Waters?)超合相色谱(UltraPerformance Convergence Chromatography?, UPC2?)是SFC技术的革新，在复杂低聚物材料的分离中可提供多种优势。由于超临界二氧化碳与液体相比粘度较低，因此能达到更高的流速，从而实现比LC更短的分析时间。而合相色谱的操作温度比GC低，可用于分析热不稳定材料。此外，与GC相比，UPC2能分离出质量数更高的非挥发性低聚物。还有一个优势是可以使用亚2μ-m颗粒色谱柱，得到比传统SFC更高的理论塔板数和更好的分离度。当聚合物带有发色基团时，则可使用UV检测。如果需要有关异构体分子量的信息，可以使用质谱仪(MS)进行检测。UPC2可以与UV和MS检测器串联使用。

zui简单的聚合物类型是加聚物。加聚物通过单体单元的顺序加和而形成，不会丢失任何分子。缩聚聚合物由两种或多种不同单体发生缩聚反应形成，在该反应中单个分子结合在一起并生成诸如水的副产物。在聚合反应中，单个分子不仅能彼此直线结合，还能形成支化异构体。由于聚合物可形成多种异构体，因此它们的分离和鉴定会特别困难。此外，在聚合条件下还会形成降解产物和副产物，同样也需要对其进行鉴定。聚合物材料的性能会受到异构体和低聚物分布的影响。

在本应用纪要中，我们研究了多种加聚物，如聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，以评估UPC2的分离范围。然后将得到的信息用于通过MS和UV检测分析的缩聚共聚物，如双酚A甲醛缩聚聚合物(PBAA)和聚[(苯基缩水甘油基醚)-共-甲醛](PGEF)。

实验

样品制备

将所有聚合物样品溶解于四氢呋喃(THF)中，浓度为10 mg/mL。  

UPC2条件

系统：   配备PDA和ACQUITY SQD的ACQUITY UPC2

流动相A：CO2 (食品级)

流动相B：0.3%氢氧化铵甲醇溶液

柱温：   60 °C

进样体积：1.0 μL

MS电离模式：ESI (+或-，具体取决于样品)

MS扫描范围：150 to 2000 m/z

毛细管电压:1 kV

锥孔电压： 25 V

补偿溶剂： 0.3%氢氧化铵甲醇溶液

ABPR:      参见具体样品

流速：     参见具体样品

样品瓶：   12 x 32 mm透明玻璃螺纹颈口样品瓶，容积为2 mL

数据管理： Empower 3 CDS

结果与讨论

使用带亚2μm颗粒度色谱柱的UPC2对多种分子量的聚苯乙烯和PMMA(图1)进行评估。图2显示了三种不同聚苯乙烯的分离。所有PS-1000和PS-1300低聚物的分离都在2.5分钟内完成。但是，PS-2500仅实现了部分分离。随着分子量增大，聚合物的复杂程度也相应增加，以致无法达到基线分离。