Способ жидкостной хроматиграфии полимеров Советский патент 1978 года по МПК B01D15/08 

1

Изобретение относится к области жидкостной хроматографии нолимеров и может быть использовано для высокоэффективного разделения по молекулярному весу.

В совремеиной 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, эксклюзионном, ион-обменном и т. п. Наиболее часто используется рецикл при эксклюзионной хроматографии, где максимальный коэффициент распределения меньше или равен единице.

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

Этот способ рециркуляционной хроматографии ограничен использованием только одного механизма разделения нолимеров, вследствие чего эффективность разделения достигается только за счет увеличения циклов. С другой стороны, эффективность разделения снижается из-за того, что уже разделенные комноненты каждый цикл проходят через гидродинамически несовершенные камеры микронасоса. Для коротких колонок это размывание может свестн на нет эффективность разделения па каждом цикле.

Цель изобретения - повышение степени

разделения нолнмеров, уменьшение размывания зон при постоянстве длины колонки, характеристик сорбента н состава подвил иой фазы. Известно, что при эксклюзионной хроматографии смесь разных молекул, двигаясь по колонке, заполненной пористым сорбентом, будет разделяться за счет того, что малые молекулы будут быстрее проникать в матрицу геля, тогда как крупные молекулы будут исключаться из большинства нор. Таким образом, хроматографическая нодвижность больших молекул будет выше, чем у малых. В адсорбционной хроматографни наоборот энергия взаимодействия пронорциональна числу звеньев в цепи полимера, поэтому из колонкп будут р, сначала низкомолекулярпые, а потом высокомолекулярные фракции. В изобретении поставлениая цель достигается в результате изменения направления потока элюента и одновременно температуры; при этом механизм межфазного раснределення изменяется от эксклюзионного к адсорбционному и наоборот. В этих условиях расстояние между движущимися по колонке зонами полимеров большого

и малого молекулярного веса будет ненрерывно увеличиваться при многократном прохождении полимерных фракций в прямом и обратном направлениях. В основе этого принципа лелчпт явление обращения механизма межфазного распределения полимерных молекул на пористых сорбентах при изменении температуры, которое паблюдалось при изучении элюционного поведения макромолекул полистирола па пористых кремнеземах.

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

В качестве злюента предпочтительно использовать смесь поляриого (хлороформ) и неполяриого (тетрахлорметан) растворителей в соотношении 4,5-5,5 к 94,5-95,5 об. ч.

Изменение механизма разделеиия с эксклюзионного на адсорбционный производят при повышепии температуры с 10 до 40°С, а обратиый переход - ири понижении от 40 до 10°С.

На фиг. 1 представлена схема системы разделения по предлагаемому способу при эксклюзиоииом механизме разделения; на фиг. 2 - то же, при адсорбционном механизме разделения.

Элюеит пз бака 1 через насос 2 подается на крап-переключатель 3 и далее, захватывая

пробу из дозатора 4, поступает в колонку 5, термоетатируемую ири температуре 7 от спаренного ультратермоетата 6. При этой температуре разделепие в колонке происходит по эксклюзпониому механизму. При появлении в детекторе 7 переднего фропта высокомолекулярной зоны переключают крап-переключатель 3 во второе положепне, как показапо на фиг. 2, и одновременно изменяют темиературу

до TZ от ультратермостата 6. Вместе со сменой направления потока изменится и мехаппзм разделения на адсорбционный. В результате уже частично разделившаяся в одном направлении проба начнет разделяться в другом направлении по другому механизму.

Были установлены критические области перехода от экеклюзиоиной к адсорбционной хроматографии для полистиролов па силпкатных сорбеитах (еиликагель, макропористые стекла), прп этом следует отметить, что сам принцип того или другого типа разделения не привязан к типу еорбента. Конкретные примеры областей температур и еостава элюента,

удовлетворяющие этому переходу, сведены в таблицу, в которой предетавлены экспериментально установленные условия для инверсии механизма хроматографичеекого разделения от эксклюзии к адсорбции для полистиролов.

Использование предлагаемого способа рециркуляционной хроматографии позволяет повысить эффективность хроматографичеекого разделения молекул полимеров в соответствии с их молекулярным вееом при использовании минимальных количеств макропористых сорбентов. Это делает способ технологичным и применимым в производстве для коптроля получаемых полимеров либо для высокоэффективного фракционирования.

Формула и 3 о б р е т е и и я

4.Способ по пп. 1 -3, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что изменение мехаиизма разделения с ЭКСКЛЮЗИОН1ЮГО на адсорбционный производят при повышении темпе)атуры от 10 до 40°С, а обратный переход - при но1 нженни температуры от 40 до 10°С.