Analyse des polymères - Chromatographie par perméation de gel

La chromatographie par perméation de gel (GPC) détermine plusieurs paramètres importants. Ceux-ci incluent le poids moléculaire moyen en nombre, le poids moléculaire moyen en poids, le poids moléculaire moyen en poids Z et la distribution du poids moléculaire, qui est la caractéristique la plus fondamentale d'un polymère. Ces valeurs sont importantes car elles affectent de nombreuses propriétés physiques caractéristiques d'un polymère. De subtiles différences d'un lot à l'autre dans ces valeurs mesurables entraînent des différences significatives dans les propriétés d'utilisation finale d'un polymère. Quelques-unes de ces propriétés sont : la résistance à la traction, le temps de relaxation de l'élastomère, la fragilité, la durée de vie à la flexion, la résistance aux chocs, la ténacité, l'aptitude à l'emboutissage, l'adhérence, la force d'adhérence, le temps de prise, les modules d'élasticité, la viscosité à l'état fondu, la dureté, la température de ramollissement, la résistance à la déchirure, la contrainte. résistance aux fissures et coefficient de frottement.

Comprendre la structure d'un polymère est particulièrement important en raison de la variété de résines disponibles dans le même but, du coût élevé de résines ou de composés spécifiques et de la valeur ajoutée au polymère lors de la production.

Le besoin de caractérisation des polymères est particulièrement urgent lorsque l’application finale d’un polymère nécessite des performances précises ou une durabilité dans des conditions difficiles. La chromatographie par perméation de gel (GPC) est devenue un outil extrêmement précieux dans la caractérisation des matériaux dans l'industrie des polymères, car elle répond à ces besoins mieux que toute autre technique.

La chromatographie par perméation de gel sépare les molécules en solution en fonction de leur taille effective en solution. Pour préparer un échantillon pour cette analyse, la résine est d'abord dissoute dans un solvant approprié. À l’intérieur du chromatographe à perméation de gel, la résine dissoute est injectée dans un flux de solvant s’écoulant continuellement. La phase mobile circule à travers des millions de particules dures et hautement poreuses étroitement regroupées dans une colonne. Les tailles de pores de ces particules sont contrôlées.

La largeur des pics individuels reflète la distribution de la taille moléculaire d'une résine donnée et de ses composants. La courbe de distribution est également connue sous le nom de courbe de distribution du poids moléculaire. Pris ensemble, les pics reflètent la distribution du poids moléculaire d’un échantillon. Plus la distribution du poids moléculaire est large, plus les pics sont larges. Plus le poids moléculaire moyen est élevé, plus la courbe se déplace le long de l’axe du poids moléculaire.

Ainsi, les profils de distribution des poids moléculaires des deux résines peuvent être facilement comparés. Si le profil de distribution du poids moléculaire d'une résine entrante ne correspond pas de manière adéquate au profil de la résine témoin, c'est-à-dire une résine connue pour bien se traiter, la résine entrante est remplacée ou les conditions de traitement sont modifiées pour garantir que la résine se traite correctement.

Plusieurs exigences doivent être respectées lors de la conception d’instruments pour la chromatographie par perméation de gel. Des injecteurs sont nécessaires pour introduire la solution de polymère dans le système d'écoulement. Les pompes délivrent l'échantillon et le solvant à travers les colonnes et le système. Les détecteurs surveillent et enregistrent la séparation. Les accessoires de collecte de données vérifient automatiquement le test, enregistrent les résultats et calculent les moyennes du poids moléculaire. Le chromatographe à perméation de gel contient un certain nombre de composants différents qui fonctionnent ensemble pour fournir des performances optimales du système avec un minimum d'effort.

La pompe pompe le polymère en solution à travers le système. Pour comparer les données d’une analyse à l’autre, la pompe doit fournir les mêmes débits quelles que soient les différences de viscosité. L'injecteur introduit la solution de polymère dans la phase mobile. L’ensemble de colonnes sépare efficacement les composants de l’échantillon les uns des autres. Les colonnes à haute efficacité offrent une capacité de séparation maximale et une analyse rapide. Le détecteur surveille le processus de séparation et réagit aux composants dès qu'ils sortent de la colonne. L'équipement automatisé de traitement des données permet également un contrôle total des systèmes de chromatographes à perméation de gel. Cet équipement doit être capable d'offrir des calculs spéciaux pour la détection du multiplexage, la correction de l'élargissement de bande, des routines d'étalonnage spéciales et la détection de branchement de polymère.

Parmi les nombreuses études de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluation fournies aux entreprises par notre organisation, il existe également des services d'analyse de polymères et de chromatographie par perméation de gel.