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!%LRf“2414767www.din.deDIN 55672-2Gelpermeationschromatographie (GPC) Teil 2: N
2、,NDimethylacetamid (DMAC) als ElutionsmittelGel permeation chromatography (GPC) Part 2: N,NDimethylacetamide (DMAC) as elution solventChromatographie par permation du gel Partie 2: Eluant au N,NDimthylactamide (DMAC)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 556722:20
3、0806www.beuth.deGesamtumfang 30 SeitenDDIN-Normenausschuss Beschichtungsstoffe und Beschichtungen (NAB)DIN-Normenausschuss Kunststoffe (FNK)DIN 55672-2:2016-03 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Kurzbeschreibung . 5 5 Gerte . 5 6 Reagenzien (
4、Elutionsmittel) 9 7 Kalibrierung der Apparatur 9 8 Probenahme 11 9 Vorbereitung der Prfung 12 10 Analysenparameter 12 11 Datenerfassung und Auswertung 13 12 Przision . 17 13 Prfbericht . 18 Anhang A (normativ) Umrechnung der experimentellen Parameter bei abweichenden Sulendimensionen 21 Anhang B (in
5、formativ) Beispiel fr ein Datenblatt eines Polymerstandards . 23 Anhang C (informativ) Erluterungen . 24 Literaturhinweise . 30 DIN 55672-2:2016-03 3 Vorwort Die Norm DIN 55672-2 wurde vom Arbeitskreis NA 002-00-02-03 AK Gelpermeationschromatographie“ im Arbeitsausschuss NA 002-00-02-AA 2 Lackrohsto
6、ffe“ des DIN-Normenausschusses Beschichtungsstoffe 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
7、angegebene Prfverfahren ist in erster Linie dazu gedacht, einheitliche Prfbedingungen festzulegen, die eine vergleichende Prfung, z. B. bei der Eingangskontrolle von Produkten, ermglichen. Die Prfbedingun-gen entsprechen dem derzeitigen Stand der Technik. Diese Norm ist in zahlreichen Passagen ident
8、isch mit DIN 55672-1, Gelpermeationschromatographie (GPC) Teil 1: Tetrahydrofuran (THF) als Elutionsmittel. Wegen der Benutzerfreundlichkeit hat der zustndige Ar-beitskreis beschlossen, die entsprechenden Passagen aus DIN 55672-1 zu wiederholen. In dieser Norm bedeutet % bei Angaben von Gehalten Mas
9、senanteil in Prozent. 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 55672-2:2008-06 wurden folgende nde
10、rungen vorgenommen: a) die Norm wurde an den aktuellen Stand der Technik, insbesondere der Software-Technik, angepasst; b) der Anwendungsbereich wurde przisiert; c) die Definition fr Gelpermeationschromatographie“ wurde berarbeitet; d) die Normenreihe ISO 16014 wurde in die Literaturhinweise aufgeno
11、mmen; e) die Norm wurde redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 55672-2: 1999-05, 2008-06 DIN 55672-2:2016-03 4 1 Anwendungsbereich Die Norm legt das Verfahren und die Prfbedingungen zur Ermittlung der Molmassenverteilung und der Molmassenmittelwerte Mn(Zahlenmittel) und Mw(Gewichtsmittel) von
12、 in N,N-Dimethylacetamid (DMAC) lslichen Polymeren durch Gelpermeationschromatographie (GPC)1)fest. Auf Grund spezifischer Wechselwirkungen (z. B. Adsorption) in dem System aus zu analysierender Pro-be/Elutionsmittel/Trennmaterial ist es mglich, dass dieses Verfahren trotz guter Wiederholbarkeit der
13、 re-sultierenden Chromatogramme auf einzelne Polymere nicht angewandt werden kann. Das Prfverfahren ist kein Absolutverfahren, sondern erfordert eine Kalibrierung, die mit kommerziell ver-fgbaren, linear aufgebauten und nach unabhngigen Absolutverfahren charakterisierten Polymethyl-methacrylat-Stand
14、ards durchgefhrt wird. Die Resultate knnen daher fr alle chemisch anders aufgebauten Polymerproben nur als Relativwerte innerhalb gleichartig aufgebauter Probengruppen verwendet werden. Die Festlegungen dieser Norm sind nicht geeignet fr GPC-Analysen von Polymerproben mit Mw-Werten grer 106g/mol und
15、/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 Absolutverfahren (z.
16、 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 An-wendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Au
17、s-gabe. 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 EN ISO 1513, Beschichtungsstoffe Prfung und Vorbereitung von
18、 Proben DIN EN ISO 15528, Beschichtungsstoffe und Rohstoffe fr Beschichtungsstoffe Probenahme DIN ISO 5725-1, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 1: All-gemeine Grundlagen und Begriffe 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Beg
19、riffe. 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: DIN 55672-1:2016-03, 3.1 1) Im angelschsischen S
20、chrifttum auch size exclusion chromatography of polymers“ = SEC, bersetzt Grenaus-schlusschromatographie von Polymeren“. DIN 55672-2:2016-03 5 4 Kurzbeschreibung Die molekulardispers gelsten Molekle einer Polymerprobe werden nach der Gre der solvatisierten Poly-merknuel in dem Elutionsmittel an eine
21、r 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 eluiert. Das Elutionsvolumen ist eine eindeutige Funktion der Knuelgre der analysierten Mo
22、lekle 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 e, xdas Elutionsvolumen, in cm3, fr die Polymethylmethacrylat-Molmasse Mx; e, (10 x)das Elutionsvolumen, in
23、cm3, fr die zehnfache Molmasse; Acdie 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 diesen beiden Elutionsvolumina liegt. 5.6 Temperiereinrichtungen Die Analysen werden b
24、ei 80 C durchgefhrt; dabei darf sich die Sulentemperatur whrend einer Analyse nicht um mehr als 1 C ndern (siehe Anhang C). Kalibrier- und Probenanalysen sind bei derselben Tempe-ratur auszufhren. ANMERKUNG Die Festlegung auf 80 C ist im Anhang C nher begrndet. 5.7 Detektor Als Detektor wird das Dif
25、ferentialrefraktometer vorgeschrieben. Das Kvettenvolumen darf nicht grer als 0,010 ml sein. ANMERKUNG Bezglich der Beschrnkung auf einen einzigen Detektortyp siehe Anhang C. Werden Copolymerproben oder Polymermischungen untersucht, so ist sicherzustellen, dass fr alle Kompo-nenten ein vergleichbar
26、groer Proportionalittsfaktor zwischen Eluatkonzentration und Detektorsignal (beim Differentialrefraktormeter: spezifisches Brechzahlinkrement dn/dc) vorliegt, d. h., dass fr die Pro-portionalittsfaktoren kibzw. kjaller Komponenten i bzw. j folgendes Verhltnis gilt: 0,2 ij 5 (3) Kann dieses Verhltnis
27、 fr die Analyse einer Probe oder Probengruppe nicht eingehalten werden, so darf auf einen anderen Detektor oder auf eine geeignete Detektorkombination ausgewichen werden. Sollen die Messungen derartiger Proben zwischen verschiedenen Laboratorien miteinander verglichen werden, so ist die Detektorausw
28、ahl zu vereinbaren. Diese Abweichung von der Norm ist im Prfbericht im Einzelnen zu begrnden; siehe Anhang C. Bei den unten angegebenen Injektionsmengen muss der Rauschpegel bei der niedrigsten einstellbaren elektrischen Dmpfung kleiner sein als 1 % der maximalen Hhe des Polymerpeaks. Da dieser Raus
29、chpegel insbesondere beim Differentialrefraktometer durch Druck-, Temperatur- und Durchflussschwankungen ver-grert wird, sind geeignete Manahmen zur Thermostatisierung und Pulsationsdmpfung zu treffen. DIN 55672-2:2016-03 9 Die von dem Detektionssystem ausgehenden Signale werden durch eine elektroni
30、sches Datensystem erfasst; Einzelheiten siehe Abschnitt 11. 6 Reagenzien (Elutionsmittel) Als Elutionsmittel wird eine Lsung von 5 g/l wasserfreiem Lithiumbromid LiBr in N,N-Dimethylacetamid (DMAC) Qualitt zur Analyse“, Wassergehalt 80 C sollte vermieden werden. Ausnahmeflle sind im Prfbericht zu be
31、-grnden. In der Regel ist fr die Einwaage eine nahezu lsemittelfreie Polymerprobe zu benutzen. Liegen jedoch 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 Pol
32、ymergehalt der Ausgangslsungen ist durch eine gesonderte Bestimmung zu ermitteln; das angewandte Verfahren ist im Prfbericht anzugeben. Kommt es bei derartigen Proben zu einer berlappung von Lsemittel- und Poly-merpeak, so ist die Auswertung auf den ungestrten Polymerbereich zu beschrnken und die Au
33、swertegren-ze in Molmasseneinheiten des Kalibrierpolymeren anzugeben. Bei Vergleichsversuchen verschiedener Pro-ben ist diese Auswertegrenze identisch zu whlen. Unlsliche Begleitstoffe (z. B. Pigmente, Fllstoffe, Schlagfestkomponenten) werden durch geeignete Ma-nahmen (prparative Ultrazentrifugation
34、, Filtration, Membranfiltration) aus der Injektionslsung entfernt. Auch bei optisch klaren Lsungen wird generell eine Membranfiltration ber Porengren zwischen 2 m und 0,2 m empfohlen. Diese Manahmen sowie die Vorkehrungen zur Einhaltung der vorgegebenen Injek-tionskonzentration sind im Prfbericht fe
35、stzuhalten. Diese Manahmen sowie die Vorkehrungen zur Ein-haltung der vorgegebenen Injektionskonzentrationen sind im Prfbericht festzuhalten. Wenn die Probe unlsliche Polymeranteile (z. B. Mikrogel) enthlt, so ist ausdrcklich darauf hinzuweisen, dass die GPC-Resultate sich nur auf die lslichen Antei
36、le 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 Betrieb genommen. Vorab wird solange Elutionsmittel durch die g
37、esamte 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 diesem Zeitpunkt an knnen die Ana-lysen durchgefhrt werden. 10
38、 Analysenparameter Die Konzentration der Injektionslsung muss 0,1 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 insgesamt 250 l darf aber nicht berschritten wer-den (sie
39、he Anhang A). DIN 55672-2:2016-03 13 Bei engen Verteilungen und bei hohen Molmassen hngt das Elutionsvolumen empfindlich von der injizier-ten Polymermenge ab; werden bei der zu analysierenden Probe derartige Effekte beobachtet, so ist die Injek-tionskonzentration solange zu halbieren, bis die Auswir
40、kungen auf den Mw-Wert kleiner als 5 % werden. Sollten bei speziellen Polymeren auf Grund ungnstiger Detektorkoeffizienten hhere Injektionsmengen notwendig sein, so ist im Prfbericht ausdrcklich darauf hinzuweisen. Von jeder Probe werden mehrere Injektionen vorgenommen. Im Prfbericht wird die Gesamt
41、anzahl der In-jektionen angegeben; die drei letzten Injektionen werden einzeln ausgewertet und die Resultate einzeln an-gegeben; ihre Injektionsreihenfolge muss erkennbar sein. Bei Vergleichsversuchen zwischen verschiedenen Laboratorien sind die Injektionen aus mindestens zwei ge-trennt angesetzten
42、Injektionslsungen vorzunehmen. 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 identischen Auswerte
43、grenzen 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 dieser Fehlergrenzen konstantes Niveau erreicht ist. Derartige Erscheinungen und
44、 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 nher begrndet. 11 Datenerfassung und
45、 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 Systempeaks. Die Dichte der als quidistant v
46、orausgesetzten Messpunkte betrgt mindestens 20 Messungen 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 kleinstem noch nachzu-weisenden Mess
47、wert 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 der Nettochromatogramms aus den Rohdaten 11.2.1 Ermittlung der Basislinie Der
48、 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. DIN 55672-2:2016-03 14 Die Basislinie muss in diesen
49、Bereichen jeweils fr mindestens 10 % der Gesamtanalysendauer mit dem Detektorsignal 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 verwerfen. Die Rechnungen selbst knnen mit Basislinie
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