DIN 55672-3-2016 Gel permeation chromatography (GPC) - Part 3 Water as elution solvent《凝胶渗透色谱法(GPC) 第3部分 用水作洗脱溶剂》.pdf

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1、Mrz 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 14DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 71.040.50!%LRu“2414782www.din.deDIN 55672-3Gelpermeationschromatographie (GPC) Teil 3: W

2、asser als ElutionsmittelGel permeation chromatography (GPC) Part 3: Water as elution solventChromatographie par permation du gel Partie 3: Eluant leauAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 556723:200708 undDIN 556723 Berichtigung 1:200902www.beuth.deGesamtumfang 2

3、9 SeitenDDIN-Normenausschuss Beschichtungsstoffe und Beschichtungen (NAB)DIN-Normenausschuss Kunststoffe (FNK)DIN 55672-3:2016-03 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 5 4 Kurzbeschreibung . 5 5 Gerte . 5 6 Reagenzien (Elutionsmittel) 9 7 Kalibrieru

4、ng der Apparatur 9 8 Probenahme 11 9 Vorbereitung der Prfung 11 10 Analysenparameter 12 11 Datenerfassung und Auswertung 13 12 Przision . 16 13 Prfbericht . 17 Anhang A (normativ) Umrechnung der experimentellen Parameter bei abweichenden Sulendimensionen 20 Anhang B (informativ) Beispiel fr ein Date

5、nblatt eines Polymerstandards . 22 Anhang C (informativ) Erluterungen . 23 Literaturhinweise . 29 DIN 55672-3:2016-03 3 Vorwort Die Norm DIN 55672-3 wurde vom Arbeitskreis NA 002-00-02-03 AK Gelpermeationschromatographie“ im Arbeitsausschuss NA 002-00-02 AA Lackrohstoffe“ des DIN-Normenausschusses B

6、eschichtungsstoffe und Beschichtungen (NAB) ausgearbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Das angegebene Prfverfahren ist in e

7、rster Linie dazu gedacht, einheitliche Prfbedingungen festzulegen, die eine vergleichende Prfung, z. B. bei der Eingangskontrolle von Produkten, ermglichen. Die Prfbedin-gungen entsprechen dem derzeitigen Stand der Technik. In dieser Norm bedeutet % bei Angaben von Gehalten Massenanteil in Prozent.

8、DIN 55672, Gelpermeationschromatographie (GPC), besteht aus den folgenden Teilen: Teil 1: Tetrahydrofuran (THF) als Elutionsmittel Teil 2: N,N-Dimethylacetamid (DMAC) als Elutionsmittel Teil 3: Wasser als Elutionsmittel nderungen Gegenber DIN 55672-3:2007-08 und DIN 55672-3 Berichtigung 1:2009-02 wu

9、rden folgende nderungen vorgenommen: a) die Norm wurde an den aktuellen Stand der Technik, insbesondere der Software-Technik, angepasst; b) die Berichtigung 1:2009-02 zu 7.2 wurde eingearbeitet und die Anforderungen an Kalibrierstandards mit Mp 400 000 g/mol wurde in Mw/Mn 1,5 gendert; c) der Anwend

10、ungsbereich wurde przisiert; d) die Definition fr Gelpermeationschromatographie“ wurde berarbeitet; e) die Normenreihe ISO 16014 wurde in die Literaturhinweise aufgenommen; f) die Przisionsdaten und Erluterungen zur Przision wurden korrigiert; g) die Norm wurde redaktionell berarbeitet. Frhere Ausga

11、ben DIN 55672-3: 2007-08 DIN 55672-3 Berichtigung 1: 2009-02 DIN 55672-3:2016-03 4 1 Anwendungsbereich Die Norm legt das Verfahren und die Prfbedingungen zur Ermittlung der Molmassenverteilung und der Molmassenmittelwerte Mn(Zahlenmittel) und Mw(Gewichtsmittel) von wasserlslichen Polymeren durch Gel

12、permeationschromatographie (GPC)1)fest. Sie ist anwendbar auf neutrale Polymere und Polyanionen (z. B. Polycarboxylate, Polysaccharide, vollverseifte Polyvinylalkohole und hochmolekulare Polyethylenoxide); sie ist nicht anwendbar auf Polykat-ionen (z. B. Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylpyridin, Salze

13、des Poly(diallyl-N,N-dimethyl-azacyclopentan), Chitosan). Trotz guter Lslichkeit in der mobilen Phase und guter Wiederholbarkeit der resultierenden Chromato-gramme ist es auf Grund von spezifischen Wechselwirkungen (z. B. Adsorption) in dem System aus zu analysierender Probe/Elutionsmittel/Trennmate

14、rial mglich, dass dieses Verfahren auf einzelne Polymere nicht angewandt werden kann. Siehe auch Abschnitt 12. Das Prfverfahren ist kein Absolutverfahren, sondern erfordert eine Kalibrierung, die mit kommerziell verfgbaren, linear aufgebauten und nach unabhngigen Absolutverfahren charakterisierten P

15、ullulan-Standards durchgefhrt wird. Die Resultate knnen daher fr alle chemisch anders aufgebauten Polymer-proben nur als Relativwerte innerhalb gleichartig aufgebauter Probengruppen verwendet werden. Die Festlegungen dieser Norm sind nicht geeignet fr GPC-Analysen von Polymerproben mit Mw-Werten gre

16、r 106g/mol und/oder Polymeren, deren Elutionsgrenzen auerhalb des Kalibrierbereiches liegen (siehe 7.6 und Anhang C). Im Rahmen dieser Norm werden ferner keine Korrekturverfahren (z. B. Elimination der Peakverbreiterung) durchgefhrt. Wenn absolute Molmassenwerte bentigt werden, so ist auf ein Absolu

17、tverfahren (z. B. Mem-branosmometrie fr Mnoder Lichtstreuung fr Mw) zurckzugreifen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug

18、 genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (ein-schlielich aller nderungen). DIN 55672-1:2016-03, Gelpermeationschromatographie (GPC) Teil 1: Tetrahydrofuran (THF) als Elutions-mittel DIN 55672-2, Gelpermeationschromatographie (GPC) Tei

19、l 2: N,N-Dimethylacetamid (DMAC) als Elutions-mittel DIN EN ISO 1513, Beschichtungsstoffe Prfung und Vorbereitung von Proben DIN EN ISO 15528, Beschichtungsstoffe und Rohstoffe fr Beschichtungsstoffe Probenahme DIN ISO 5725-1, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnis

20、sen Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Begriffe DIN ISO 3696, Wasser fr analytische Zwecke Anforderungen und Prfungen 1) Im angelschsischen Schrifttum auch size exclusion chromatography of polymers“ SEC, bersetzt Grenaus-schlusschromatographie von Polymeren“. DIN 55672-3:2016-03 5 3 Begriffe Fr die A

21、nwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Gelpermeationschromatographie Trennung von Moleklen, die hauptschlich auf Ausschlusseffekten wie Unterschiede in der Moleklgre und/oder Form (Grenausschlusschromatographie) oder in der Ladung (Ionenausschlusschromatogra-phie) beruht QUELLE

22、: DIN 55672-1:2016-03, 3.1 3.2 Polykation wasserlsliches Polymer, das permanente positive Ladungen trgt oder auf Grund seines pKB-Wertes unter den Messbedingungen temporre kationische Strukturen bildet 3.3 Polyanion wasserlsliches Polymer, das permanente negative Ladungen trgt oder auf Grund seines

23、pKS-Wertes unter den Messbedingungen temporre anionische Strukturen bildet 3.4 neutrales Polymer wasserlsliches Polymer, das keine Ladungen enthlt und das unter den Messbedingungen keine geladenen Gruppen oder Strukturen bilden kann 4 Kurzbeschreibung Die molekulardispers gelsten Molekle einer Polym

24、erprobe werden nach der Gre der solvatisierten Poly-merknuel in dem Elutionsmittel an einer porsen Trennmatrix fraktioniert. Dabei knnen kleine Molekle hufiger in die Poren der Trennmatrix diffundieren und werden so strker retardiert als groe Molekle. Groe Molekle werden frher, kleine Molekle spter

25、eluiert. Das Elutionsvolumen ist eine eindeutige Funktion der Knuelgre der analysierten Molekle unter den gegebenen Versuchsbedingungen. Auf Grund des vorher zu bestimmenden Polymergehaltes der zu untersuchenden Probe wird eine verdnnte Lsung (Massenkonzentration 6,0 (2) Dabei ist Ve, Mxdas Elutions

26、volumen, in cm3, fr die Pullulan-Molmasse Mx; Ve, (10 Mx)das Elutionsvolumen, in cm3, fr die zehnfache Molmasse; Ac die Sulenquerschnittsflche (en. cross-sectional area of the column“), in cm2; Mxist so zu whlen, dass das Peakmaximum der zu untersuchenden Polymerprobe etwa in der Mitte zwischen dies

27、en beiden Elutionsvolumina liegt. 5.6 Temperiereinrichtungen Die Analysen werden bei Raumtemperatur (15 C bis 35 C) oder bei erhhter Temperatur bis maximal 40 C durchgefhrt; dabei darf sich die Sulentemperatur whrend einer Analyse nicht um mehr als 1 C ndern (siehe Anhang C). DIN 55672-3:2016-03 9 5

28、.7 Detektor Als Detektor wird das Differentialrefraktometer vorgeschrieben. Das Kvettenvolumen darf nicht grer als 0,010 ml sein (siehe Anhang A). ANMERKUNG Bezglich der Beschrnkung auf einen einzigen Detektortyp siehe Anhang C. Bei den unten angegebenen Injektionsmengen muss der Rauschpegel bei der

29、 niedrigsten einstellbaren elek-trischen Dmpfung kleiner sein als 1 % der maximalen Hhe des Polymerpeaks. Die von dem Detektionssystem ausgehenden Signale werden durch ein elektronisches Datensystem erfasst; Einzelheiten siehe Abschnitt 11. 6 Reagenzien (Elutionsmittel) Als Elutionsmittel wird eine

30、Lsung von Natriumchlorid (Qualitt zur Analyse“), c(NaCl) = 0,1 mol/l, in Wasser der Qualitt 1 nach DIN ISO 3696 (Leitfhigkeit 80 C sollte vermieden werden. Ausnahmeflle sind im Prfbericht zu begrnden. In der Regel ist fr die Einwaage eine nahezu lsemittelfreie Polymerprobe zu benutzen. Liegen jedoch

31、 L-sungen vor und handelt es sich um empfindliche Proben, knnen die Originallsungen direkt oder in einer schonend bei Raumtemperatur unter Vakuum konzentrierten Form eingewogen werden. Der Polymergehalt der Ausgangslsungen ist durch eine gesonderte Bestimmung zu ermitteln; das angewandte Verfahren i

32、st im Prfbericht anzugeben. Kommt es bei derartigen Proben zu einer berlappung von System- und Polymer-peak, so ist die Auswertung auf den ungestrten Polymerbereich zu beschrnken und die Auswertegrenze in Molmasseneinheiten des Kalibrierpolymeren anzugeben. Bei Vergleichsversuchen verschiedener Prob

33、en ist diese Auswertegrenze identisch zu whlen. Unlsliche Begleitstoffe (z. B. Pigmente, Fllstoffe, Schlagfestkomponenten) werden durch geeignete Ma-nahmen (prparative Ultrazentrifugation, Filtration, Membranfiltration) aus der Injektionslsung entfernt. Auch bei optisch klaren Lsungen wird generell

34、eine Membranfiltration ber Porengren zwischen 2 m und 0,2 m empfohlen. Diese Manahmen sowie die Vorkehrungen zur Einhaltung der vorgegebenen Injek-tionskonzentrationen sind im Prfbericht festzuhalten. Wenn die Probe unlsliche Polymeranteile (z. B. Mikrogel) enthlt, so ist ausdrcklich darauf hinzuwei

35、sen, dass die GPC-Resultate sich nur auf die lslichen Anteile beziehen. Die gemachten Beobachtungen sind zu be-schreiben. Die Injektionslsungen mssen innerhalb von 48 h eingesetzt werden. 9.2 Vorbereitung der Analysenapparatur Die Apparatur wird mit den im Abschnitt 10 angegebenen Parametern in Betr

36、ieb genommen. Vorab wird solange Elutionsmittel durch die gesamte Apparatur gepumpt, bis bei der fr die Analysen vorgesehenen Detektorempfindlichkeit der in 5.7 festgelegte Rauschpegel unterschritten wird und die in 7.5 angegebene Basislinienbedingung voraussichtlich eingehalten werden kann. Von die

37、sem Zeitpunkt an knnen die Analysen durchgefhrt werden. 10 Analysenparameter Die Konzentration der Injektionslsung muss 0,5 mg/ml bis 5,0 mg/ml betragen. Das Injektionsvolumen muss auf den benutzten Sulensatz abgestimmt werden und darf nicht mehr als 100 l je (300 7,8) mm-Sule betragen; ein Wert von

38、 insgesamt 250 l darf aber nicht berschritten wer-den (siehe Anhang A). Bei engen Verteilungen und bei hohen Molmassen hngt das Elutionsvolumen empfindlich von der injizierten Polymermenge ab; werden bei der zu analysierenden Probe derartige Effekte beobachtet, so ist die Injektionskonzentration sol

39、ange zu halbieren, bis die Auswirkungen auf den Mw-Wert kleiner als 5 % werden. Von jeder Probe werden mehrere Injektionen vorgenommen. Im Prfbericht wird die Gesamtanzahl der In-jektionen angegeben; die drei letzten Injektionen werden einzeln ausgewertet und die Resultate einzeln an-gegeben; ihre I

40、njektionsreihenfolge muss erkennbar sein. ber die bliche, im Abschnitt 11 beschriebene GPC-Auswertung der Chromatogramme hinaus sind die Chromatogrammflchen zu bestimmen und gegebenenfalls auf die gleiche Injektionsmenge zu normieren. Die Flchen aufeinanderfolgender Analysen drfen sich bei identisch

41、en Auswertegrenzen um nicht mehr als 3 % unterscheiden. Ist eine stetige Zu- oder Abnahme der Chromatogrammflchen aufeinanderfolgender Analysen zu beobachten, so mssen solange weitere Analysen durchgefhrt werden, bis ein im Rahmen DIN 55672-3:2016-03 13 dieser Fehlergrenzen konstantes Niveau erreich

42、t ist. Derartige Erscheinungen und andere Beobachtungen, die auf eventuell vorliegende Adsorptionswechselwirkungen zwischen injizierter Probe und Trennmaterial-oberflche nach 5.5 hinweisen, sind im Prfbericht anzugeben. ANMERKUNG Diese zustzlich zu DIN 55672-1 eingefhrte Bedingung ist im Anhang C nh

43、er begrndet. 11 Datenerfassung und Auswertung 11.1 Allgemeines Die Erfassung des Chromatogramms erfolgt mit einer elektronischen Datenerfassungsanlage. Die Speiche-rung beginnt vor der Ausschlussgrenze der Sulenkombination und endet nach Rckkehr auf die Basislinie nach Elution des letzten Systempeak

44、s. Die Dichte der als quidistant vorausgesetzten Messpunkte betrgt mindestens 20 Messpunkte fr eine M-Dekade der benutzten Kalibrierkurve; dabei mssen auf einen auszuwertenden Einzelpeak mindestens 25 Messpunkte entfallen. Die Auflsung der Detektorsignalamplitude betrgt mindestens 1 : 500 zwischen k

45、leinstem noch nachzuwei-senden Messwert und Peakmaximum im Nettochromatogramm nach Abzug der Basislinie. Die Rohdaten der Proben- und der Kalibrieranalysen sind mindestens ein Jahr so aufzuheben, dass eine Aus-wertung wiederholt werden kann. 11.2 Berechnung des Nettochromatogramms aus den Rohdaten 1

46、1.2.1 Ermittlung der Basislinie Der Verlauf des Nullsignals des Detektors (Basislinie) wird als Gerade zwischen den Elutionsbereichen vor Ausschlussgrenze und nach dem letzten Systempeak festgelegt, d. h. Bereichen, in denen bei idealer GPC-Trennung keine Elution stattfinden kann. Die Basislinie mus

47、s in diesen Bereichen jeweils fr mindestens 10 % der Gesamtanalysendauer mit dem De-tektorsignal zusammenfallen, anderenfalls ist die Analyse als ungeeignet zu verwerfen. Sind innerhalb dieses Intervalls Abweichungen von der so bestimmten Basislinie zu erkennen, so ist die Analyse ebenfalls zu ver-w

48、erfen. Die Rechnungen selbst knnen mit Basisliniensttzstellen durchgefhrt werden, die innerhalb dieses Bereiches auf der so gefundenen Basislinie liegen. Die Gesamtheit aller Differenzen i-ter Originalmesspunkt interpolierter Basislinienpunkt an dieser Stelle zwischen hoch- und niedermolekularer Aus

49、wertegrenze wird im Folgenden als Nettochromatogramm be-zeichnet. 11.2.2 Nachbearbeitung der Messwerte bzw. des Nettochromatogramms Eine Nachbearbeitung oder Korrektur der Originalmesswerte oder des Nettochromatogramms (z. B. Elimi-nation der Peakverbreiterung, Korrektur von Konzentrationsverschiebungen usw.) wird im Rahmen dieser Norm nicht du