Medição da dependência da concentração do índice de refração para confirmar o parâmetro de cromatografia de permeação em gel
Nota de aplicação
Novembro de 2019 por Gabor Kiss
Histórico:
Cromatografia de Permeação em Gel Refratômetro
Uma das técnicas mais importantes para a caracterização de polímeros é a Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), usada para medir o peso molecular, a distribuição do peso molecular, o grau de ramificação, o raio de giração, a potência do solvente etc. O instrumento se baseia em pequenas alterações no índice de refração devido à presença do polímero em um solvente (chamado de "fase móvel") para gerar uma "curva de eluição" à medida que a solução é bombeada por um meio poroso. O parâmetro determinante é a alteração do índice de refração com a concentração, chamada dn/dC. Esse parâmetro varia muito entre os sistemas de polímero/solvente e o software de análise de GPC fornecido com o instrumento é abastecido com valores de dn/dC para sistemas comuns de polímero/solvente.
É importante confirmar o valor fornecido por meio de medição direta, a fim de aumentar a confiança na precisão dos resultados da calibração e da análise. O Refratômetro Rudolph oferece duas abordagens.
Refratômetro de cromatografia de permeação em gel - Declaração do problema:
O solvente mais comum usado para GPC é o tetrohidrofurano (THF), que é um éter cíclico (CH₂)₄O. O poliestireno é um material industrial comum usado em uma ampla variedade de aplicações. Ele está disponível como frações de peso molecular estreito com Mw/Mn da ordem de 1,1 em uma ampla faixa de pesos moleculares.
Normalmente, os instrumentos de GPC e as colunas de substituição são enviados com THF já imbuído no gel como fase móvel. Em seguida, várias frações de distribuição estreita são injetadas e as constantes do instrumento são calculadas usando os valores conhecidos de concentração, MW e dn/dC. Quanto mais precisamente esses valores forem conhecidos, mais precisa será a calibração. Depois de determinar as constantes do instrumento, a fase móvel é frequentemente substituída por um solvente diferente, mas as constantes do instrumento são transferidas para o novo sistema de polímero/solvente.
Portanto, uma confirmação independente do valor dn/dC para PS/THF é desejável para maximizar a confiança na calibração e nas medições subsequentes.
A medição e os resultados:
O valor dn/dC fornecido no software Malvern OMNISEC para PS/THF é 0,185
O índice de refração para uma série de 5 concentrações de poliestireno fornecidas pela Malvern foi medido com um Rudolph J457 Refratômetro de laboratório. Os resultados são mostrados abaixo. Os resultados são quase perfeitos, com um coeficiente de correlação de 0,999 e um valor medido de 0,188, ou 1,6% maior do que o valor provisionado.
Na verdade, o refratômetro Rudolph série x57 tem um recurso integrado para calcular dn/dC. Usando o recurso Custom Scales (Escalas personalizadas) e inserindo apenas dois pontos, obtém-se o seguinte resultado:
Esse método fornece o mesmo resultado que a plotagem mais trabalhosa de vários pontos, e ambos concordam com o valor publicado pelo fornecedor do GPC, ou seja, 0,187 e 0,188 vs. 0,185.
Cromatografia de Permeação em Gel Refratômetro Conclusão:
Usando o Refratômetro Rudolph, o usuário de GPC pode obter de forma fácil e rápida os dados necessários para confirmar o principal parâmetro dn/dC exigido para a configuração inicial e a calibração de um instrumento, além de aumentar a confiança na precisão das medições subsequentes.
Qualquer pessoa que utilize a Cromatografia de Permeação em Gel (GPC) se beneficiaria dessa abordagem.
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