Жидкостный хроматограф СКОРОХОД для анализа полимеров методом эксклюзионной хроматографии

Преимущества

Несмотря на то, что базово жидкостный хроматограф для ГПХ полимеров состоит из тех же основных компонентов, что и любой ВЭЖХ, тем не менее фундаментальные особенности метода накладывают на них свой «отпечаток».

Насосы для ГПХ полимеров

Поскольку в методе ГПХ молекулярная масса (ММ) определяется из калибровочной кривой, представляющей из себя зависимость десятичного логарифма от элюирующего объема (времени удерживания), то к точности и повторяемости потока подвижной фазы предъявляются очень высокие требования.

Так эксперименты с маркером потока показывают, что отклонение скорости потока подвижной фазы от заданного всего в ± 0,5 % приводит уже к 10 % погрешности в определении Mw, отклонение ± 1 % – к погрешности на уровне 20 %.

Обычно ГПХ полимеров длится от 45 минут до нескольких часов, и важно не только поддерживать постоянную скорость потока подвижной фазы на протяжении всего этого времени, но и максимально близкую к установленной во избежание ошибок в определении ММ посредством калибровочной кривой. Любые, даже кратковременные флуктуации потока подвижной фазы при построении калибровочной кривой, а также анализе реальных полимерных образцов, приведут к неправильному определению ММ.

Серия ВЭЖХ «Скороход» предлагает прецизионный насос с непревзойденной точностью установки скорости потока подвижной фазы ± 0,15%. Такой высокий показатель является следствием прецизионно изготовленных на собственном производстве механических компонентов привода насоса (кулачкового вала, ползунов). Повторяемость скорости потока 0,06 % ОСКО (на уровне ВЭЖХ Shimadzu и Thermo) позволяет получать одинаковые результаты определения молекулярной массы из раза в раз.

Кроме того, в насосе Скорохода предусмотрена возможность постепенного увеличения скорости потока подвижной фазы до заданного, что позволяет предотвратить резкий скачок давления, и как следствие, необратимое повреждение частиц мягкого полимерного геля либо его упаковки в колонке.

Термостаты колонок для ГПХ полимеров

Вместительность

В ГПХ полимеров обычно используется 2 и более колонок, соединенных последовательно, для улучшения разрешения полимерных фракций. Дело в том, что чем больше ожидаемая ММ разделяемых полимерных фракций, тем более крупнозернистые колонки необходимо использовать, чтобы избежать сдвиговых деформаций полимерного клубка, и как следствие, неправильного определения ММ.

Для компенсации ухудшения разрешения при использовании крупных зерен сорбента используются каскады из одинаковых колонок. Кроме того, используя колонки с разным размером пор, соединенные последовательно, можно перекрыть широкий диапазон определяемых ММ.

При этом нужно иметь в виду, что типовая длина аналитической колонки для ГПХ – 300 мм. Таким образом, для проведения ГПХ полимеров колоночные термостаты должны вмещать не менее 4-х колонок длиной 300 мм, что с легкостью позволяет интегрированный в насос стандартный термостат из серии «Скороход».

Высокие температуры

Поддержание повышенных температур является необходимостью при проведении ГПХ полимеров и преследует несколько целей.

• Уменьшение вязкости элюентов и улучшение разрешения
• Уменьшение давления в системе для предотвращения возможного повреждения колонок
• Растворение полимеров

Термостаты колонок из серии «Скороход» поддерживают температуры вплоть до 100°С и позволяют проводить ГПХ полимеров любой химической природы, исключая полиолефины, для которых применяются специализированные высокотемпературные ГПХ-системы.

Стабильность поддержания температуры

Стабильность поддержания температуры колонок не менее важна, чем постоянство и точность скорости потока во избежание систематических ошибок при определении ММ. Флуктуации температуры приводят к изменению времени удерживания, и как следствие, неправильному определению ММ. При проведении анализа методом ГПХ важно быть уверенным, что температуры колонок при построении калибровочной зависимости и измерении реальных образцов идентичны. Стабильность поддержания температуры термостатов колонок из серии «Скороход» составляет ±0.1 ℃ и исключает сдвиги времен удерживания.

Стойкость материалов к агрессивным растворителям

Все материалы, используемые в конструкции Скорохода, обладают инертностью даже к специфическим растворителям, таким как ТГФ, хлороформ, толуол, ДМФА, ДМСО, ДМАА, ГФИП, применяемыми в ГПХ органорастворимых полимеров, а также к растворителям обращенной и нормальной фазы.

Уплотнения плунжеров, роторы кранов высокого и низкого давления, колпачки обратных клапанов сделаны из стойких полимерных материалов (фторированных полимеров и полиариленов). Камеры дегазации и вакуумный насос дегазатора являются собственной разработкой, что уникально даже по меркам крупнейших западных производителей (Shimadzu, Agilent, Thermo, Waters). Они не содержат в своем составе ПЭЭК, как камеры Systec (США) или Flom (Япония) в своем стандартном исполнении, которыми комплектуются все другие ВЭЖХ-системы.

Полная локализация даже этих нишевых компонентов на территории РФ позволяет не только работать с любыми органическими растворителями, но и не зависеть от самых дорогих западных комплектующих в составе любой ВЭЖХ-системы (камер дегазации и вакуумного насоса), требующих периодической замены, при этом получить выигрыш в универсализации.

Детекторы для ГПХ полимеров

В серии ВЭЖХ «Скороход» предлагаются концентрационные детекторы для определения ММ полимеров из калибровочной зависимости относительно стандартных образцов с известной ММ.

Эти детекторы позволяют определить количество полимера, элюируемого из колонки в каждый момент времени.

Помимо классического универсального рефрактометрического детектора, в линейке предлагаются структурно-селективные фотометрические детекторы. Они могут выступать не только в качестве более чувствительных концентрационных при анализе полимеров, содержащих хромофорные группы, но и использоваться для определения молекулярно-массовых характеристик сополимеров и их композиционного состава в комбинации с РФД.

Программное обеспечение для ГПХ полимеров

• Сбор и регистрация результатов эксклюзионной хроматографии.
• Выполнение градуировки хроматографической системы методами узких и широких фракций.
• Определение молекулярно-массового распределения (ММР) анализируемой пробы, средневзвешенного и среднечисленного и других значений молекулярной массы (M_w, M_n, M_z, M_z+1) путем суммирования по всем интервалам, на которые разбивается анализируемая область хроматограммы.
• Определение средневзвешенного и среднечисленного значений молекулярной массы для наиболее легкой и наиболее тяжелой фракций исследуемого образца, которые выделяются пределами, задаваемыми пользователем.
• Таблица величин M_n и M_w по временным срезам с заданным интервалом времени.

Построение калибровки по образцам с узким ММР

Построение калибровки по образцам с узким и широким ММР

(подбор коэффициентов k – ордината и α – угол наклона в уравнении МКХ)