Капиллярная колонка для хроматографии и способ ее изготовления

 

Использование: для анализа сложных многокомпонентных смесей органических соединений. Сущность изобретения: капиллярная колонка для хроматографии имеет двуслойное наружное покрытие кварцевого капилляра из эпоксидианакрилатной смолы и ароматического кардового полиамида и сорбент внутри капилляра. Способ изготовления колонки включает вытягивание капилляра из термически размягченной кварцевой трубки-заготовки, обработку его наружной поверхности последовательно эпоксидианакрилатной смолой фотохимического или радиационного отверждения и раствором ароматического кардового полиамида с последующей термообработкой покрытия и нанесением стационарной фазы сорбента на внутреннюю поверхность .капилляра . 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я>с G 01 N 30/56

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) » р,,ъО! .в - :м

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5026936/25 . (22) 11.02,92 (46) 30.07.93. Бюл. Ме 28 (76) Я.С.Выгодский, P.È.Øåõòìàí, Г.И.Шехтман, Н.А,Чурочкина, С.А.Хохрин и Д.С,Оленева

{56)Экономический патент ГДР йг 244049. кл. G 01 N 30/60, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 987515, кл, 6 01 N 30/56, 1981. (54) КАПИЛЛЯРНАЯ КОЛОНКА ДЛЯ ХР0МАТОГРАФИИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕ НИЯ. (57) Использование: для анализа сложных многокомпонентных смесей органических соединений. Сущность изобретения: капилИзобретение относится к хроматографии, преимущественно, к газовой капиллярной хроматографии, и может быть использовано для анализа сложных многокомпонентных смесей органических соединений,, для изучения физикО-химических характеристик веществ и смесей.

Цель изобретения — создание кварцевых капиллярных колонок для газовой хроматографии, обладающих высокой прочностью и максимальной температурной стабильностью.

Согласно изобретению, в капиллярной колонке для хроматографии, представляющей собой кварцевый капилляр с наружным защитным покрытием и сорбентом внутри него, наружное покрытие выполнено двуслойным, причем, первый слой выполнен ик зпоксидианвкрилатной смолы, в второй — из . ароматического кардового полиамкда.

„,5U, 1831683 АЗ лярная колонка для хроматографии имеет двуслойное наружное покрытие кварцевого капилляра иэ эпоксидианакрилатной смолы и ароматического кардового полиамида и сорбент внутри капилляра. Способ изготовления колонки включает вытягивание капилляра из термически размягченной кварцевой трубки-заготовки, обработку его наружной поверхности последовательно эпоксидианакрилатной смолой фотохимического или радиационного отверждения и раствором ароматического кардового полиамида с последующей термообработкой покрытия и нанесением стационарной фазы сорбента на внутреннюю поверхность капилляра. 2 с,п.ф-лы, 1 ил, Эпоксидианакрилатные смолы, предлагаемые в качестве защитного покрытия, представляют собой продукт этерификации (мет)акриловой кислотой смеси эпихлоргидрина и зпоксидных смол с введенным фотоинициатором и представляют собой готовые реакционные олигомеры, не содержащие растворителя, что позволяет формировать на поверхности капилляра плотное покрытие с большой скоростью фотополимериэации, Это, в свою очередь, дает воэможность повышать производительность вытяжных установок, увеличив скорость вытягивания капилляров до 30-200 м/мин. Отверждение проводят в печи УФ-отверждения, имеющей

2-4 ртутные лампы или радиационным отверждением быстрыми электронами.

Ароматической кардовый полиамид получают низкотемпературной поликонденсацией 9,9-бис-(4-амино-фенил)флуоренв с

1831683 дихлорангидридом тарефталевой кислоты и использовался ранее, в основном, s качестве связующего компонента для армированных пластиков и пленочных материалов, Использование в качестве первичного защитного покрытия ККК зпоксидианакрилатной смолы, имеющей высокую адгезию к кварцевому стеклу, позволяет сформировать на поверхности капилляра "толстое"

30-100 мкм покрытие с высокой механической прочностью, но разрушаемое при нагревании. Применение покрытия из ароматического кардового полиамида и термообработки капилляра позволяет за счет химического взаимодействия концевых групп полимеров обеспечить температурную стойкость капилляра до 350 С без разрушения.

На чертеже представлена капиллярная колонка, разрез.

ККК представляет собой круглый кварцевый капилляр 1 с диаметром 50-500 мкм, толщиной стенки 50-150 мкм, покрытой снаружи защитным покрытием 2 смолы и полиамида 3. Толщина покрытия, соответственно, 30100 мм и 10-30 мкм. На внутреннюю поверхность нанесена неподвижная фаза 4.

Устройство для изготовления кварцевой каииллярной колонки представляет собой вертикальную башню вытяжки, состоящую иэ механизма подачи кварцевой трубки-заготовки, графитовой печи сопротивления или высокочастотной индукционной печи, или кислородноводородной горелки, и включающее устройство контроля диаметра капилляра, фильеры с зпоксидианакрилатной смолой, печи УФ-излучения или печи радиационного отверждения, Фильеры (емкость) с раствором полимера, трубчатую печь для термообработки вторичного полимерного покрытия, вытяжной барабан и приемную катушку, на которую наматывается готовый капилляр.

Способ изготовления ККК осуществляется следующим образом, С помощью механизма подачи кварцевая труба-заготовка подается в графитовую печь сопротивления или высокочастотную индукционную печь, или пламя кислородноводородной горелки, где заготовка размягчается, и из нее вытягивают капилляр, диаметром которого контролируется устройством контроля диаметра капилляра, Для увеличения прочности капилляра и более качественной поверхности кварцевой трубы-заготовки, последнюю целесообразно обработать раствором фтористоводородной кислоты и пламенем кислородноводородной горелки. Использование для термического расплавления трубы-заготов10

45 ки графитовой печи сопротивления или индукционной высокочастотной печи, поддерживающих температуру в печи с точностью

+1ОС, и одновременно прибора контроля и регулировки диаметра капилляра позволяет осуществлять получение капилляра любого заданного диаметра с точностью 2, независимо от качестве геометрических параметров трубы-заготовки.

Вытягивание капилляра осуществляется со скоростью 30-200 м!мин. Затем капилляр проходит через фильеру с калиброванными отверстиями, где происходит нанесение зпоксидианакрилатной смолы на капилляр. Далее капилляр с нанесенным на

его поверхность слоем полимерной соли поступает в печь УФ-отверждения. состоящую из ртутно-кварцевых ламп, или печь радиационного отверждения быстрыми электронами и УФ-излучением, где происходит отверждение полимерной смолы, Высокая скорость фотопол имеризации зпоксидианакрилатных смол позволяет увеличить производительность вытяжной установки в 4-8 и более раз.

Затем фильерным способом наносится вторичное покрытие ароматического кардоеого растворимого полиамида с последу бщей сушкой в трехфаэной термической печи при температуре 200" С. Готовый кварцевый капилляр с двойным защитно-упрочняющим покрытием наматывается на приемную катушку. После изготовления кварцевого капиллярна предлагаемым способом на его внутреннюю поверхность наносят сорбент.

Пример 1. Кварцевую трубку-заготовку с наружным диаметром 14 мм и толщиной стенки 1,3 мм подают в графитовую печь сопротивления и вытягивают капилляр со скоростью 80 м/мин. В качестве защитного покрытия используют эпоксидианакрилатн.ую смолу.

Отверждение проводят в печи УФ-отверждения из 4-х ртутных ламп ДРТ- 1000 или лампы ДНП б/90 А в течение 0,3 сек.

Вторичное покрытие наносят фильерным способом, используя 207; раствор ароматического кардового полиамида в диметил50 формамиде (ДМФА). Температура сушки в печи 200-300"С. Стационарную фазу на внутреннюю сторону наносят статическим или динамическим способом, Полученный капилляр имеет следующие характеристики — внутренний диаметр - 200 мкм; — толщина стенки - 80 мкм; — толщина защитного двойного покрытия - 60 мкм, Пример 2; Заготовку по а@имвру 1 подают в гиамя кислородно-водородной ro1831683 ан

40 релки и вытягивают капилляр со скоростью

200 м/мин. В качестве защитно-упрочняющего покрытия используют эпоксидианметакрилатную смолу при радиационном отверждении быстрыми электронами. Вторичное покрытие наносят из 207 раствора ароматического кардового полиамида формулы 2 в ДЫФА. Температура сушки в печи

- 300ОС. После изготовления капилляра на его внутреннюю поверхность наносят сорбент статическим или динамическим способом.

Полученный капилляр имеет следующие характеристики: — внутренний диаметр - 50 мкм; — толщина защитного покрытия - 80 кмм.

Качество получаемых согласно данному изобретению кварцевых капилляров для хроматографии оценивалось по следующим показателям: механической прочности, температурой стабильности. адгезии полимеров к.кварцу.

Капилляры по данному изобретению имеют следующие характеристики: внутренний диаметр - 50-500 мкм; — толщина стенки - 50-150 мкм; .— толщина защитного покрытия - 40.130 мкм; — длина капилляра - 25,50 и 100 м: — радиус изгиба - 5-170 мм; — механическая прочность при перемотке без нагрузки - 1 разлом на 15 км. — при внутреннем диаметре 500 мкм — 1 разлом на 150 м; — механическая прочность при нагрузке — 1 — разлом на 15 км капилляра при диаметре 50-200 мкм: — 1 - разлом на 1 км при диаметре

320 мкм: — 1 - разлом а 150 м при диаметре

500 мкм;

5 — температурная стабильность: 500 циклов нагрева и охлаждения и ри температурах

20-350 С.

Удалить защитное покрытие с поверхности капилляра механическим способом

10 невозможно без разрушения последнего, Формула изобретения

1. Капиллярная колонка для хроматог15 рафии, содержащая кварцевый капилляр с наружным защитным покрытием из термостойкого полимера и сорбент внутри него, отличающаяся тем, что защитное покрытие выполнено двуслойным, причем

20 первый слой выполнен из эпоксидианакрилатной смолы, а второй — из ароматического кардового полиамида, 2. Способ изготовления капиллярной колонки для хроматографии, включающий

25 вытягивание капилляра из термически размягченной кварцевой трубки-заготовки, обработку его наружной поверхности путем нанесения покрытия из термостойкого полимера с последующим его отверждени30 ем и нанесение стационарной фазы сорбента на внутреннюю поверхность капилляра, отличающийся тем, что на наружную поверхность капилляра наносят эпоксидианакрилатную смолу, проводят фотохимиче35 ское или радиационное отверждение, а затем наносят ароматический кардовый полиамид с последующей термообработкой покрытия.

1831683

Составитель Е. Рожковская

Техред М;Моргентал Корректор М, Ткач

Редактор

Производственно-иэдательский комбинат "Патент™, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Закаэ 2550 Тираж, Подписное. . ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Рауыскав наб., 4/5