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聚酯、聚醚多元醇的測定之分子量的測定
由于各種聚氨酯產品的性能和用途不同,聚酯或聚醚的結構(線性或多官能力)和分子量也不同。例如,聚氨酯或聚醚通常用于分子量為500~3000的聚氨酯彈性體。軟聚氨酯泡沫要求聚醚分子量為2000~4000,而硬聚氨酯泡沫要求聚醚具有一定的官能力,分子量小于1300。因此,測量原料多元醇的分子量對于工藝原料的選擇、配方設計和計算至關重要。
聚酯和聚醚都是端羥基聚合物,因此分子量可以通過測定的羥值來計算。M=56.11*n*1000/羥值(校正)類型n為聚合物的官能(或末端羥基數);M為分子量。在已知羥基值的前提下,該方法快速簡單地計算分子量。在未知羥基值的情況下,分子量可以通過凝膠滲透色譜(GPC)和氣相滲透色譜(VPO)等儀器來確定。
1.凝膠滲透色譜(GPC)
GPC分級是根據溶質分子的大小進行的淋浴色層法。樣品配備一定濃度的稀溶液,用溶劑淋浴,并連續通過色譜柱。交聯聚苯乙烯凝膠顆粒或球形多孔硅藻土硅藻土,具有一定的粒度和一定的間隙率,或帶有間隙玻璃珠。填充物形成適當的孔徑分布,其分布大致適合樣品中溶質分子的大小分布。隨著溶劑的淋浴,溶質分子逐漸擴散到橡膠顆粒的表面和內部。溶質中最大的分子難以進入人體間隙,只能在橡膠表面流動,即第一次被溶劑淋浴。溶質中的中等分子只能進入較大的間隙,容易被溶劑淋浴,溶質中最小的分子擴散到橡膠顆粒間隙的深處,在填充柱中停留時間最長,最終被淋浴。這樣,就達到了分級的目的。使用示差折光儀測量淋浴液中的聚醇含量,并制作含量-2。
根據moor公式找出樣品的洗滌體積與分子量的對應關系。Ve=a-b1gm。
類型A,B為常數,洗滌體積VE為1gm圖,洗滌體積與分子量之間的關系可以稀釋在線性范圍內,采用標準樣品,制作校正曲線,獲得聚醇樣品洗滌體積與級分子量的對應關系。采用校準曲線處理數據,可獲得聚醇分子量微分布曲線,計算樣品數均分子量(Mn)、重均分子量(MW)、分子量分布多分散指數(D)、分子量分區含量等指標。然而,凝膠滲透色譜法是一種相對的方法。在確定未知樣品時,必須用標準樣品校準柱系。為了使給定的GPC柱能夠廣泛應用于不同類型的聚合物(線性類型、等),以表示大分子尺寸的M與洗滌體積相關的M,可以得到一般的校正曲線。這樣,在不同的條件下(不同的)。圖18-2顯示了聚醚多元醇和甲苯二異氰酸酯(TDI)和六亞甲基二異氰酸酯(HDI)通過擴鏈反應獲得的預聚物GPC譜圖。由此可見,擴鏈后的預聚物分子量和分子量分布明顯高于聚醚多元醇。
四氫呋喃、三氯甲烷等有機溶劑常用于凝膠滲透色譜,部分GPC柱也可用水作溶劑。
聚醇的官能度可以通過使用示差折射和紫外光雙檢測器凝膠滲透色譜法來確定。首先,聚醇樣品采用3、5-二硝基苯甲酰氯處理,提高紫外光吸收(羥基在紫外光區域無吸收),將蒸餾后的三氯甲烷制成稀溶液,進行凝膠滲透色譜分析,利用示差折射和紫外光雙檢測器監測GPC柱中樣品的分離,并使用雙記錄器跟蹤記錄,獲得水平坐標為洗滌體積。(保留時間),縱坐標分別為折射率信號(與濃度相關)和紫外線吸收信號(與官方能量組相關)兩條曲線。如果將洗滌和提取的體積劃分為幾個級別,然后在級別間隔的基礎上處理兩條曲線,則可以。獲取樣品中各種官能組分的相對含量、數均官能(FN)和重均官能(FW)數據,計算多分散指數(DF)。從這些數據可以看出,不同批號樣品的官能分布存在明顯差異。
2.氣相滲透法(以下簡稱VPO法)
該方法具有良好的分子量重現性,可測量5萬分子量,適用于多種聚合物。氣相滲透法的原理是基于在恒溫容器中填充揮發性溶劑的飽和蒸氣,并將一滴不揮發性溶液和一滴純溶劑放入溶劑的飽和蒸氣中。由于溶液中的溶劑飽和。
如果蒸汽壓力低于純溶劑的飽和蒸汽壓力,溶劑分子將自飽和蒸汽凝聚在溶液滴表面,釋放凝聚熱,提高溶液滴溫度,提高蒸汽壓力,形成溫差△T=T2ーT1。當蒸汽壓力接近相等時,溫度上升停止。△T與蒸汽壓力下降成比例,即與溶質濃度(mol/kg)成比例,△T=A*(M1/M2)*C。類型A為比例系數;M1為溶劑分子量;M2為溶質分子量;C為溶質濃度。
這是氣相滲透法測量分子量的基礎。見圖18-3。兩個熱敏電阻RT1和RT2裝配在飽和蒸氣相中,與其他電阻形成惠斯登橋(見圖18-4)。如果在兩個熱敏電阻上滴一滴相同的溶劑,則兩個熱敏電阻的溫度相同。用零電阻將檢流計調整到零點,然后在一個熱敏電阻上滴一滴具有一定樣品濃度的溶液,在另一個熱敏電阻上仍只滴一滴溶劑,導致兩個液滴之間的溫度不同(△T),樣品溶液滴溫度升高,熱敏電阻值降低,導致橋梁失平,失平信號△G與△T成正比(△Goc△T)。如此△G=K*(c/M)C型為樣品濃度;M為分子量;K為儀器常數。K僅與測試溫度、溶劑、電壓、氣化室幾何參數和元件的熱損失有關,可用已知分子量的樣品校準。這樣,未知物體的分子量就可以在K值確定后根據相同的條件來確定。
K常數校準:選擇一種已知分子量并可溶于多種有機溶劑的樣品,將其配備一定濃度的溶液,將注射器滴入氣化室的熱敏電阻上,用另一個注射器將同一溶劑滴入另一個熱敏電阻上。平衡后,寫下流量計△G,計算K=M*△G/C,其中M為已知標準樣分子量。
為了測量低分子量化合物,該方法可以先用標準樣品制作濃度(mol/kg)和△G標準曲線,并根據相同條件測量未知物。與標準曲線相比,計算未知物的分子量非常簡單。





