Способ жидкостной хроматиграфии полимеров

 

п11 594989

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьоез Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.02.76 (21) 2328266/18-25 (51) М. Кл.- В 01D 15/08 с нрисосдни< iliieAI заявки М

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 543.544.084.8 (088.8) (43) Опубликовано 28.02.78. Бюллетень ¹ 8 (45) Дата опубликования описания 10.03.78 (72) Авторы изобретения

П. П. Нефедов, М. Б. Тенников и Б. Г. Беленький

Институт высокомолекулярных соединений AH СССР (71) Заявитель

/ (54) СПОСОБ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМЛТОГРАФИ

ПОЛИМЕРОВ

ГосУлаРственный комитет (23) 11рио,, и сс, Изобретение относится к области жидкостной хроматографии полимеров и может быть использовано для высокоэффективного разделения по молекулярному весу.

В современной жидкостной хроматографии для получения высокоэффективного разделения макромолекул полимеров синтетического и биологического происхождения обычно используют рециркуляционную хроматографию, основанную на каком-либо одном принципе межфазного распределения: адсорбционном, эксклюзиоином, иои-обменном и т. п. Наиболее часто используется pellèêë ири эксклюзиоиной хроматографии, где максимальный коэффициент распределения меньше пли равен единице.

Известен способ рециркуляционной жидкостной хроматографии, основанный на многократном пропускании в одном направлении пробы анализируемого вещества через хроматографическую колонку.

Этот способ рсциркуляционной хроматографии ограничен использованием только одного механизма разделения полимеров, вследствие чего эффективность разделения достигается только за счет увеличения числа циклов.

С другой стороны, эффективность разделения снижается из-за того, что уже разделенные компоненты каждый цикл проходят через гидродинамически несовершенные камеры микронасоса. Для коротких колонок это размывание может свести иа нет эффективность разделения иа каждом цикле.

Цель изобретения — повышение степени

5 разделения полимеров, уменьшение размывания зон при постоянстве длины колонки, характеристик сорбента и состава подвижной фазы.

Известно, что при эксклюзиопной хроматоlO графии смесь разных молекул, двигаясь по колонке, заполненной пористым сорбсптом, будет разделяться за счет того, что малые молекулы будут быстрее проникать в матрицу геля, тогда как крупные молекулы будут иск15 лючаться из большинства пор. Таким образом, хроматографическая подвижность больших молекул будет выше, чем у малых. В адсорбционной хроматографии наоборот энергия взаимодействия пропорциональна числу звень20 ев в цепи полимера, поэтому из колонки будут

«ыходить cHà÷;iëà низкомолекуляриые, и потом высокомолекулярные фракции. В изобретении поставленная цель достигается в результате изменспия направления потока элюента и од25 новременно температуры; при этом механизм межфазпого распределения изменяется от эксклюзионного к адсорбционному и наоборот.

В этих условиях расстояние между движущимися по колонке зонами полимеров большого и малого молекулярного веса будет непрерыв594989

Температура, С

Смесь растворителей (хлороформ, тетрахлорметан), об. ч.

Диаметр пор, Л при адсорбции (т,) при эксклюзни

Сорбент

5,5:94,5

5:95

4,5:95,5

250

40 но увеличиваться при многократном прохождении полимерных фракций в прямом и обратном направлениях. В основе этого принципа лежит явление обращения механизма межфазного распределения полимерных молекул на пористых сорбснтах при изменении температуры, которое наблюдалось при изучении элюционпого поведения макромолекул полистирола па пористых кремнеземах.

В качестве сорбента в способе целесообразно использовать пористый кремнезем, например силикareëü, силохром или макропористое стекло.

В качествс элюснта предпочтительно использовать смесь полярного (хлороформ) и пеполярного (тетрахлорметан) растворителей в соотношении 4,5 — 5,5 к 94,5 — 95,5 об. ч.

Изменение механизма разделения с эксклюзиопного на адсорбционный производят при повышении температуры с 10 до 40 С, а обратный переход — при понижении от 40 до

10"" С.

На фиг. 1 представлена схема системы разделения по предлагаемому способу при эксклюзионном механизме разделения; на фиг. 2 — то же, при адсорбционпом механизме разделения.

Злюепт из бака 1 через насос 2 подается на кран-переключатель 3 н далее, захватывая

Силикагель (КСК)

Силохром

Макропорнстое стекло (МПС) Использование предлагаемого способа рециркуляционной хроматографии позволяет повысить эффективность хроматографического разделения молекул полимеров в соответствии с их молекулярным весом при использовании минимальных количеств макропористых сорбентов. Это делает способ технологичным и применимым в производстве для контроля получаемых полимеров либо для высокоэффективного фракционпровапия.

Формула изобретения

1. Способ жидкостной хроматографии полимеров, при котором разделяемую смесь в потоке элюепта пропускают через хроматографическую колонку, заполненную пористым сорбентом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разделения полимерог. и уменьшения размывания хроматографпческих зон, в момент начала выхода первого компонента смеси из колонки изменяют направление потока элюента в колонке па противопопробу пз дозатора 4, поступает в колонку 5, тсрмостатируемую при температуре Ti от спаренного ультратермостата 6. При этой температуре разделение в колонке происходит по эксклюзпонцому механизму. При появлении в детекторе 7 переднего фронта высокомолекулярной зоны переключают кран-переключатель 3 во второе положение, как показано на фиг. 2, и одновременно изменяют температуру

10 до Т2 от ультратсрмостата б. Вместе со сменой направления потока изменится и механизм разделения на адсорбционный. В результате уже частично разделившаяся в одном направлении проба начнет разделяться в дру15 гом направлении по другому механизму.

Были установлены критические области перехода от эксклюзиоппой к адсорбционной хроматографии для полистиролов на силикатных сорбентах (силикагель, макропористые стекла), при этом следует отметить, что сам принцип того илп другого типа разделения не привязан к типу сорбента. Конкретные примеры областей температур и состава элюента, 25 удовлетворяющие этому переходу, сведены в таблицу, в которой представлены экспериментально установленные условия для инверсии механизма хроматографического разделения от эксклюзии к адсорбцин для полистпролов. ложное с одновременным изменением темпе45 ратуры колонки, осуществляя при этом изменение механизма разделения с эксклюзионного на адсорбционный и наоборот, и чередуют цикл разделения с различными механизмами до полного разделения смеси.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сорбспта используют пористый кремнезем, например силикагсль, силохром, макропористое стекло.

3. Способ по пп. 1 и 2, отл и ч а ю щи и ся тем, что в качестве элюента используют смесь полярного, например хлороформ, и пеполярного, например тстрахлорметап, растворитель в соотношении 4,5 — 5,5 к 94,5 — 95,5 об. ч.

4. Способ по пп. 1 — 3, отл и чаю щийся тем, что изменение механизма разделения с эксклюзионпого па адсорбционный производят нри повышении температуры от 10 до 40 С, а обратш и переход — — при понижении температуры от 40 до 10 С.

594989

Ppz. 1

Й/2

Корректоры: Л. Брахнина н 3. Тарасова

Редактор H. Коляда

Подписи ос

Изд. № 282 Тираж 964

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 254/3

Типография, пр, Сапунова, 2

ЫБ

Составитель Э. Скорняков

Тскред A. Камышникова

NIJLI