Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 8

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 8
Иконка

В предыдущей части мы начали рассмотрение методов извлечения нерастворимых добавок из полимерных компаундов и остановились на подборе подходящих растворителей и условий. На самом деле найти подходящий растворитель не так просто, как просто подобрать параметр растворимости полимера (обычно для этого используется значение δ). Также важно учитывать влияние кристалличности полимера (как, например, в случае PP, LDPE и HDPE). Из-за их различной химической структуры может потребоваться поэкспериментировать с растворителем, температурой и временными условиями для оптимизации стратегии экстракции. Основные характеристики двухэтапной экстракции для анализа добавок в полимере достаточно широко известны. А преимущество метода растворения состоит в том, что он в принципе является аналитически лучшим подходом для характеристики неизвестной смеси добавок, чем экстракция растворителем. Полученный супернатант чрезвычайно полезен либо для прямого анализа известных добавок, либо для последующего разделения их компонентов с помощью одного из ряда (многомерных) хроматографических методов перед исследованием отдельных разделенных соединений с помощью спектроскопии для идентификации и количественного определения.

Повторное осаждение позволяет избежать некоторых других недостатков методов экстракции. Он подходит для добавок с высоким молекулярным весом, экономит время и не требует измельчения. Основное достоинство метода – количественное определение. Хорошая производительность процедуры растворения / осаждения была подтверждена результатами кругового анализа для определения пластификаторов и антиоксидантов в полимерных компаундах. Если хемосорбированные компоненты не полностью высвобождаются из соединения полимер-наполнитель, они часто остаются в форме, очень уязвимой для воздействия аналитических реагентов, используемых в анализе. Например, титрование скользящих добавок амин / амид хлорной кислотой в неводной среде можно проводить в присутствии взвешенных твердых частиц. Растворение полимера – полезный метод выделения неорганических наполнителей. Затем можно использовать фильтрацию и центрифугирование для сбора нерастворимых твердых веществ. Как и все методы, метод растворения / осаждения также имеет свои недостатки. Хотя этот метод очень эффективен и применим к широкому классу полимеров, он не универсален: например, PTFE (тефлон) и сшитые полимеры не растворяются.

Картинка

Хотя нет возможности для того, чтобы некоторое количество целевого аналита оставалось связанным в полимерной сетке, может происходить включение в повторно осажденный полимер. Однако такими событиями можно управлять путем составления (перед осаждением) внутреннего стандарта. Далее отметим, что процедура растворения / осаждения занимает много времени. Процедура зависит от температуры экстракции, используемого растворителя, матрицы и экстрагируемой добавки. Для исчерпывающей экстракции может потребоваться несколько этапов растворения / осаждения, увеличенное время экстракции или изменение растворителя и температуры для получения количественных результатов. Многочисленные шаги обработки способствуют возникновению ошибок. Другими недостатками являются совместное разделение олигомеров и низкомолекулярных восков, которые, возможно, необходимо удалить перед дальнейшим анализом, а также возможность химических превращений или взаимодействий. Большой избыток растворителя, используемого для растворения, может мешать интерпретации хроматограммы, скрывая некоторые из интересующих пиков. Метод также страдает от зависимости от растворимости добавок и риска улетучивания, что может привести к ошибочным результатам. Возможны несколько режимов растворения (кипящий растворитель, горячий блок, бомба Парра, растворение под высоким давлением).

Картинка
Иконка

Конфигурация основных процедур фракционирования по растворимости и их хроматографического контроля также известна и приведена в специальной литературе по этим методам. Здесь же отметим, что полимер можно сначала растворить, а затем экстрагировать другим растворителем (LLE), а добавление антирастворителя не всегда необходимо. Полимер с высокой молекулярной массой может выпадать в осадок при охлаждении раствора, как в случае полиэтилена и полипропилена (дефлегмация в декалине / охлаждение), или растворение / осаждение может сопровождаться выпариванием досуха и повторным растворением, чтобы обеспечить большее подходящий хроматографический или спектроскопический растворитель. Ряд исследователей сообщали о многих практических примерах таких действий и пришли к выводу, что только метод растворения / охлаждения приводит к хорошему восстановлению присадок. В последнее время были разработаны различные альтернативные способы добавления полимеров на основе растворения. В так называемом градиентном методе с несколькими растворителями образец растворяют в хорошем растворителе и осаждают на верхней части колонки для ВЭЖХ с нерастворителем.

При добавлении растворителя к адсорбированной суспензии в градиентном режиме мономеры, добавки и полимеры будут повторно растворяться и элюироваться из колонки. Обычно для растворения полимера требуются высококипящие растворители. В таком случае после осаждения полимера трудно удалить растворитель. Эта проблема была рассмотрена в ряде исследований, в которых было описано растворение / осаждение под давлением MDPE / (Irganox 1010, Irgafos 168), MDPE / Irganox 1330 и UHMWPE / α-токоферол. Полимерную матрицу растворяли в прозрачном для УФ-излучения низкокипящем растворителе, то есть чистом н-гептане или н-гептане / изопропаноле, в автоклаве при температуре от +160 до +170 oC (значительно выше нормальной точки кипения) при повышенном давлении и в инертной атмосфере. Поскольку полимер не растворяется в гептане при комнатной температуре, он осаждается при охлаждении. В простейшей процедуре полученный раствор супернатанта затем анализируется непосредственно с помощью изократической ВЭЖХ с УФ-детектированием. Никаких дополнительных манипуляций с раствором (упаривание, концентрирование, растворение и т. д.) обычно не требуется. В противном случае гептан можно легко удалить испарением и заменить растворителем RPLC.

Картинка

Преимуществами процедуры являются короткое время анализа (около 2 часов), хорошее количественное восстановление и воспроизводимость результатов (σ = 2–5%), а также низкий предел обнаружения. Этот подход может быть применен для количественного анализа всех добавок, растворимых в алифатическом растворителе, который способен растворять полимеры кристаллической матрицы при высокой температуре и давлении, и может использоваться в качестве элюента в ВЭЖХ или выпариваться в вакууме при низкой температуре. Эффективность растворения и различных процедур экстракции сравнивалась в нескольких исследованиях, мы же в одной из следующих глав более подробно рассмотрим прямые методы деформации растворенных полимеров / добавок, то есть без разделения полимера и добавок. Здесь же добавим, что растворение / осаждение – полная противоположность бессольвентным методам анализа полимеров / добавок, таким как термодесорбция (TD). В следующей части рассмотрим некоторые примеры практического использования описанных выше методов.

Картинка
Иконка
Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.
Автор

Автор: Игорь Ливен

Дата: 26 сен 2020 00:00

Комментариев нет

  Читайте также Канализация из труб ПВХ — особенности монтажа Пример использования контейнерных установок для очистки сточной воды для очистки стоков птицефабрики Компенсирующие перемычки в трубопроводах систем обогрева Разновидности пластиковых труб и их применение. Методы соединения труб на месте. Продолжение История труб ПВХ. Часть 1 Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта