Способ нанесения инертного покрытия из фторопласта на внутреннюю поверхность трубки

 

(„,75О369

ОП ИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05,78 (21) 2611595/23-25 с присоелинением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.80. бюллетень № 27

Дата опубликования описания,25.07.80 (51) М. Кл.

G 01 N 31/08

Государственный комнтет но делам нзоорвтеннй н открытий (53) УДК 543.544 (088.8) С. N. Волков, В. N. Горяев, N. М. Зеленков, В. И. Аникеев и А. B. Пазарчик (72) Авторы изобретения

Белорусский rocyllapcTBeHBblA институт народного хозяйства им. В, В. Куйбышева (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ИНЕРТНОГО ПОКРЫТИЯ

ИЗ ФТОРОППАСТА НА ВНУТРЕННЮЮ

ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБКИ

Изобретение относится к газовой хроматографии и может быть использовано для анализа сильнополярных и высококипящих соединений с применением стеклян. ных или металлических капиллярных хроматографических колонок. Материал, ис5 пользуемый для изготовления хроматографических колонок, например стекло, про» являет: высокую адсорбпионную активность по отношению к полярным соединеt0 ниям, что вызывает искажение формы хроматографических пиков и ухудшает разделение. Для устранения укаэанной активности в настоящее время на внутреннюю поверхность капиллярной колонки наносят обычно промежуточные слои из неорганических солей, сажи или полимеров. Материал промежуточного слоя должен обладать достаточно высокой температурой разложения, чтобы исключить возмож ность попадания продуктов разложения детектор хроматографа и как можно более

7 высокой температурой плавления, чтобы промежуточный слой при проведении ана2 лиза оставался твердым и т. е. эффективно изолировал внутреннюю поверхность колонки от анализируемых газов и паров.

Сдним из лучших материалов для промежуточного слоя могут считаться фторопласты, сочетающие в себе низкую адсорбционную активность и значительную термостойкость, причем последняя тем выше, чем больше молекулярная масса полимера.

Известен способ нанесения промежуточного слоя из фторопласта (политрифторхлорэтилена) на внутреннюю поверхность капиллярной колонки путем пропускания через колонку соответствующих мономеров" и полимеризующих веществ и последующего синтеза полимера на стенке колонки при пониженном давлении (1» .

Указанный способ методически сложен, предполагают работу с высокотоксичными соединениями, не гарантирует получения однородной по толщине и физикохимическим свойствам пленки по всей длине капилляра, особенно при получении

3 75 пленки фторопласта с высокой молекуляр ной массой. 1

Более простым и надежным является способ, заключающий в продавливании раствора полимера через капиллярную колонку с последующей отгонкой растворителя (2), Однако таким методом можно наносить только фторопласты сравнительно низкой молекулярной массы, имеющие о температуру плавления не выше 160 С, поскольку только такие фторопласты способны растворяться в растворителях с образованием истинных растворов.

Таким образом, существующие способы не позволяют наносить такой фторопласт, как политетрафторэтилен с молекулярной массой 500 тыс. и вьш е. Этот полимер дает возможность работать при темперао турах до 350 С, но практически нерастворим ни в одном иэ обычных растворителей.

Задачу нанесения промежуточного слоя из политетрафторэтилена на внутреннюю поверхность капиллярной колонки можно решить путем использования водной суспепэии политетрафторэтилена, применяемой в технике для получения защитных покрытий металлов.

Прототипом изобретения является способ нанесения инертного покрытия из фторопласта на внутреннюю поверхность трубкп, при котором внутреннюю поверхность очищенной трубки обрабатывают водпой суспенэией политетрафторэтилена с последующей сушкой и спеканием образовавшегося полимера при 370-380 СГ3). о

С41нако очень малый внутренний диаметр хроматографических капиллярных колонок (0,1-0,5 мм) и их значительная длина (30 — 100 м} не позволяет использовать обычные варианты укаэанного способа (методами полива поверхности или погружения детали в суспензию политетрафторэтилена) для нанесения промежуточного слоя на внутреннюю поверхность колонок.

Целью изобретения является обеспечение нанесения пленки политетрафторэтилена на внутреннюю поверхность капиллярных хроматографических колонок.

Поставленная цель достигается тем, что через капиллярную хроматографическую колонку сжатым газом продавливают суспензию политетрафторэтилена в воде, полностью заполняя ее внутренний объем,, затем суспензию вытесняют несмешиваю0369 4 щейся с водой летучей жидкостью,. а . сушку образующейся пленки производят в токе сухого инертного газа, что суспензию продавливают со скоростью 5-

-10 см/с, что сушку в токе инертного газа производят при температуре 2530 С.

После заполнения колонки суспенэию

Вытесняют иэ нее летучей и несмешиваю10 шейся с водой жидкостью, например, диэтиловым эфиром, которую также подают в колонку с помощью сжатого газа, На внутренней поверхности колонки образуется цри этом сплошная пленка суспензии политетрафторэтилена. После удаления столбика суспензии из колонки с помощью сжатого газа удаляют указанную жидкость и внутреннюю поверхность колонки с оставшейся на ней пленкой сушат при медленном токе сухого инертного газа и температуре не выше 30 С. Скорость о газа при этом должна быть достаточно низкой для предотвращения разрыва жидкой пленки суспенэии и образования камель. Температура сушки не должна превышать укаэанной величины, так как применение более высоких температур вызывает быстрое разрушение пленки.

После сушки колонку помещают в термоо стат и быстро нагревают до 370-380 С для спекания полученной пленки политетрафторэтилена Колонку выдерживают при указанной температуре в течение 1035

Для более полного покрытия поверхности указанные операции повторяют несколько раз в той же последовательности.

Пример. Наносили промежуточный

40 слой на внутреннюю поверхность стеклянной капиллярной колонки с внутренним диаметром 0,3 мм и длиной 60 мм. Для нанесения использовали водную суспензию политетрафторэтилена марки "Ф-4Д

45 (МРТУ 6-05-1246-69). Колонку предварительно промывали эфиром, метанолом, ацетоном и дистиллированной водой. Затем, без предварительного просушивания, колонку с помощью сжатого газа (7 атм)

50 заполняли водной суспензией политетрафторэтилена. Скорость движения мениска суспензии вдоль колонки около 10 см/мин.

После заполнения колонки суспензию пропускали через колонку еще несколько

55 минут и после этого вытесняли диэтиловым эфиром. Затем из колонки удаляли о эфир и сушили при 25-30 С в течение 5ч при пропускании через нее гелия с

750369 6

Формула изобретения

Составитель Э. Скорняков

Редактор П. Горькова Техред И. Нинц

Корректор Г. Назарова

Заказ 4641/34 Тираж 1019 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 обьемной скоростью 2-3 мл/мин. Высушенную таким образом колонку помещали в термостат и нагревали до 380 С о о со скоростью 20 /мин. При этой температуре колонку выдерживали в течение

15 мин и затем быстро охлаждали.

При исследовании обработанной таким образом внутренней поверхности стеклянной капиллярной колонки под микроскопом было обнаружено появление сплошной прозрачной пленки политетрафторэтилена.

Для более полного покрытия поверхности указанные операции повторяли дважды.

На стенки колонки, покрытой политетрафторэтиленом, наносили статическим методом неподвижную фазу (Апиеэон L), колонку подсоединяли к хроматографу

"Хром — 41" и использовали для анализа высококипящих (т. кип. = 200-350 С) продуктов реакции переэтерификации диметилтерефталата этиленгликолем (этиленгликоль, диметилтерефталат, диэтиленгликоль, метилгидроксиэтиловый эфир терефталевой кислоты, диэтиленгликолиевый эфир терефталевой кислоты).

Хроматографические пики указанных соединений четко отделялись друг от друга и были полностью симметричны. Таким образом, предлагаемый способ нанесения промежуточного слоя обеспечивает воэможность нанесения пленки политечрафторэтилена, что позволяет осуществлять анализ сильно полярных и высококипящих соединений при температурах до 350 С, о а это значительно расширяет круг ве— ществ, анализируемых методом газовой хроматографии.

1. Способ нанесения инертного покрытия из фторопласта на внутреннюю поверхность трубки, при котором внутреннюю поверхность предварительно очищенной трубки обрабатывают водной суспензией политетрафторэтилена с последующей сушкой и спеканием полимера при 37010 380 С, отличающийся тем, что, с целью обеспечения нанесения пленки политетрафторэтилена на внутреннюю поверхность капиллярной хроматографической колонки, водную суспензию поли1 тетрафторэтилена продавливают сжатым газом через капиллярную колонку, полностью заменяя ее внутренний объем, затем суспенэию вытесняют несмешивающейся с водой летучей жндкостью, а сушку щ образующейся пленки производят в токе сухого инертного газа.

2. Сцособпоп. 1, отлич аюшийся тем, что суспенэию продавливают со скоростью 5-10 смlмин.

25 3. Способ по п.п. 1-2, о т л и ч а юшийся тем, что, сушку в токе инертного газа производят при температуре 2530 С.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.l 6юЬ K. 3(elan СЫж Acta

1968, 41, 4, р. 417;

35 2. Федякин А. А. Заводская лаборатория", 1974,40, с. 1066.

3. Негматов С. С. Технология получения полимерных покрытий Ташкент, 1975, с. 146 (прототип).