Polymere unter der Lupe – Der Alterung auf der Spur

Gelpermeations-Chromatographie (GPC) am SKZ

22/05/2017

Neben der Gaschromatographie, die unter anderem für die Analyse leichtflüchtiger Verbindungen aus Kunststoffen eingesetzt wird, steht dem SKZ für eine detaillierte Untersuchung der Polymermoleküle eine Gelpermeations-Chromatographie-Anlage der Firma PSS zur Verfügung.

Mit Hilfe dieser auch Größenausschluss-Chromatographie genannten flüssigchromatographischen Methode ist es möglich, sowohl die relativen und absoluten Molekularmassenmittel, als auch die Polydispersitäten der untersuchten Polymere direkt zu bestimmen. Darüber hinaus können durch die Verwendung unterschiedlicher Detektoren zusätzlich wertvolle Informationen zu Verzweigungsgrad, Struktur, intrinsischer Viskosität und Copolymerzusammensetzung der Analyten erlangt werden. Hierfür werden Polymerproben in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und mit Hilfe einer chromatographischen Trennsäule anhand ihres hydrodynamischen Volumens aufgetrennt und anschließend detektiert.

Für diese Untersuchungen wird am SKZ ein GPC-System der Firma PSS verwendet, welches aus einer Chromatographieeinheit und vier unterschiedlichen Detektoren be-steht. Für die Konzentrationsbestimmung können ein Brechungsindexdetektor und ein UV-Detektoreingesetzt werden. Für die Bestimmung von Molekülmassen und der Strukturinformationen können ein Mehrwinkellichtstreudetektor und ein Viskositätsdetektor verwendet werden.

Ein typischer Anwendungsbereich der Gelpermeations-Chromatographie liegt beispielsweise in der Untersuchung von Alterungsprozessen von Polymeren. In diesem Fall kann mit Hilfe einer GPC-Analytik der Abbau der Polymerketten und die daraus folgenden Kettenverkürzungen und Strukturänderungen auf einfache Weise quantifiziert werden.

 

 

GPC Anlage der Firma PSS_neu
GPC Anlage der Firma PSS



Verteilung der Molmassen unterschiedlich thermisch beansprucher PVC-Proben
Verteilung der Molmassen unterschiedlich thermisch beanspruchter PVC-Proben

Graphische Darstellung der Änderung der Molmassen unterschiedlich thermisch belasteter PVC-Proben. x-Achse Zeit der thermisc

Graphische Darstellung der Änderung der Molmassen unterschiedlich thermisch belasteter PVC-Proben. x-Achse: Zeit der thermischen Belastung (min), y-Achse: Ge-wichtsmittel (Mw) und Zahlenmittel (Mn)

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