ГОСТ Р ИСО 11344-2022 Каучуки и термоэластопласты. Определение молекулярно-массовых характеристик методом гель-проникающей хроматографии

Обложка ГОСТ Р ИСО 11344-2022 Каучуки и термоэластопласты. Определение молекулярно-массовых характеристик методом гель-проникающей хроматографии
Обозначение
ГОСТ Р ИСО 11344-2022
Наименование
Каучуки и термоэластопласты. Определение молекулярно-массовых характеристик методом гель-проникающей хроматографии
Статус
Действует
Дата введения
2023.07.01
Дата отмены
-
Заменен на
-
Код ОКС
83.040.10

ГОСТ Р ИСО 11344-2022

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАУЧУКИ И ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТЫ

Определение молекулярно-массовых характеристик методом гель-проникающей хроматографии

Raw rubbers and thermoelastoplasts. Determination of the molecular-mass distribution by gel permeation chromatography

ОКС 83.040.10

Дата введения 2023-07-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "РСТ"), Техническим комитетом по стандартизации ТК 160 "Продукция нефтехимического комплекса" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 160 "Продукция нефтехимического комплекса"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 июня 2022 г. N 539-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11344:2016* "Каучук синтетический. Определение молекулярно-массового распределения полимеров растворной полимеризации методом гель-проникающей хроматографии" (ISO 11344:2016 "Rubber, raw synthetic - Determination of the molecular-mass distribution of solution polymers by gel permeation chromatography", IDT).

Стандарт разработан подкомитетом ПК 2 "Испытания и анализ" Технического комитета ТК 45 "Каучук и резиновые изделия" Международной организации по стандартизации (ИСО).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Предупреждение 1 - Пользователи настоящего стандарта должны быть знакомы с нормальной лабораторной практикой. В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за разработку соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

Предупреждение 2 - В некоторых процедурах, описанных в настоящем стандарте, могут использоваться или образовываться вещества или отходы, которые могут представлять опасность для окружающей среды. Следует использовать документацию по безопасному обращению и утилизации данных веществ после использования.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения молекулярной массы в пересчете на полистирол и молекулярно-массового распределения полимеров растворной полимеризации, полностью растворимых в тетрагидрофуране и имеющих диапазон молекулярных масс от 5·10
до 1·10
.

Целью настоящего стандарта не является объяснение теории гель-проникающей хроматографии.

2 Сущность метода

Макромолекулы полимера в зависимости от их размера разделяются на фракции на колонке для гель-проникающей хроматографии. Определенное количество разбавленного раствора полимера вводят в поток растворителя, который переносит его через колонку с постоянной скоростью. Концентрацию разделенных молекулярных компонентов в потоке растворителя измеряют подходящим детектором. Используя калибровочную кривую, по времени удерживания и соответствующей концентрации определяют среднечисленную молекулярную массу
и среднемассовую молекулярную массу
анализируемого материала.

3 Общие положения

3.1 Гель-проникающая хроматография (ГПХ) [или эксклюзионная хроматография (SEC)] представляет собой особый тип жидкостной хроматографии, которая позволяет разделять фракции полимера в зависимости от размера молекул.

3.2 Не все молекулы полимера имеют одинаковую массу, их массы образуют диапазон различных значений, поэтому классическое понятие молекулярной массы не применимо к полимерным материалам. Вместо этого определены различные средние молекулярные массы, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Определения различных видов молекулярной массы

Вид молекулярной массы

Определение

Среднемассовая молекулярная масса
;
Среднечисленная молекулярная масса
;
z-Средняя молекулярная масса
;
Пиковая молекулярная масса

Молекулярная масса в максимуме пика

Где
- число молекул c молекулярной массой
;

- площадь интервала времени удерживания под хроматограммой (слайса), соответствующего молекулярной массе
.

Молекулярно-массовое распределение является важным параметром при определении свойств полимера. Оно может быть представлено индексом полидисперсности
, определяемым по формуле
. (1)

Примечание - Полимеры состоят из макромолекул с разными молекулярными размерами. Даже так называемые монодисперсные полистиролы имеют индекс полидисперсности 1,1 по сравнению со значением 1,0 для чистого соединения с единственной молекулярной массой. При увеличении диапазона размеров молекул полимера увеличивается и индекс полидисперсности.

4 Реактивы и материалы

4.1 Тетрагидрофуран (ТГФ) с 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенолом [бутилгидрокситолуол (БГТ)] или без него, растворитель для подвижной фазы квалификации ч.д.а.

4.2 ТГФ с 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенолом, растворитель для образца квалификации ч.д.а. (раствор ТГФ с БГТ).

Раствор 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола в ТГФ доступен в продаже. Для целей настоящего стандарта раствор называют ТГФ с БГТ.

Альтернативно раствор готовят добавлением от 100 до 500 мг БГТ к 1 дм
ТГФ. Приготовление такого раствора также эффективно, если не получен заметный пик БГТ.
4.3 Набор аттестованных стандартных образцов полистирола (не менее 10) с молекулярными массами в диапазоне от 5·10
до 1·10
(в зависимости от диапазона молекулярных масс испытуемого образца) и очень узким молекулярно-массовым распределением (
менее 1,10); пример такого набора приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Набор аттестованных стандартных образцов полистирола

Номер стандартного образца

Фактическая молекулярная масса
Индекс полидисперсности

1

1030000

1,05

2

770000

1,04

3

336000

1,03

4

210000

1,03

5

156000

1,03

6

66000

1,03

7

30300

1,03

8

22000

1,03

9

11600

1,03

10

7000

1,04

11

5050

1,05

5 Аппаратура

Обычная лабораторная аппаратура, а также следующее:

5.1 Жидкостный хроматограф для гель-проникающей хроматографии, включающий указанные в 5.1.1-5.1.8.

5.1.1 Резервуар с растворителем вместимостью, достаточной для выполнения анализа без повторного заполнения.

Примечание - Необходим большой запас ТГФ, чтобы избежать частых пополнений. Изменения количества растворенного воздуха или примесей из-за добавления свежего растворителя вызывают значительные изменения показателя преломления и также могут влиять на время удерживания. Пузырьки воздуха в головке насоса уменьшают количество перекачиваемого растворителя (что приводит к ошибкам в объеме и времени удерживания) и могут заблокировать насос, когда объем пузырьков воздуха достигает чрезмерного уровня.

После добавления свежего растворителя требуется выждать такое количество времени, которое необходимо для получения стабильной базовой линии.

5.1.2 Автоматическая система дегазации или продувки гелием резервуара с растворителем для стабилизации потока растворителя, главным образом для предотвращения образования пузырьков в растворителе.

5.1.3 Насос для обеспечения постоянной скорости течения растворителя ТГФ, программируемой в диапазоне от 0,1 до 2,0 см
/мин с высокой степенью прецизионности.
5.1.4 Инжектор или автоматический пробоотборник с петлевым дозатором вместимостью 100 мм
(100 мкл).
5.1.5 Колонки, заполненные жесткими пористыми сферами правильной формы. Размер пор набивочного материала колонки выражают в ангстремах (
м), в диапазоне молекулярной массы или в предельной молекулярной массе исключения по размеру. Набивочные сферы изготавливают из сшитого полистирола, полученного полимеризацией стирола с дивинилбензолом. Сферы должны иметь номинальный диаметр от 3 до 10 мкм. Колонки обычно имеют длину от 150 до 300 мм. Размер пор выбирают в зависимости от диапазона анализируемых молекулярных масс.
Примечание 1 - При определении повторяемости и воспроизводимости настоящего метода использовали четыре колонки с размерами пор
,
,
* и
. Растворитель сначала поступает в колонку с самым большим размером пор, а выходит из колонки с самым маленьким размером пор. Допускается использовать другие подходящие колонки, доступные у многих поставщиков.

Примечание 2 - Рекомендуемые характеристики колонки:

- линейный диапазон в исследуемой области: от 1000 до 400000000;

- гарантированная эффективность колонки: более 2400 теоретических тарелок для колонок длиной 150 мм и 4800 теоретических тарелок для колонок длиной 300 мм; для мультимодальных объектов для колонки длиной 300 мм эффективность должна быть не менее 10000 теоретических тарелок; эффективность колонки выражают числом теоретических тарелок
(см. рисунок 1).

Число теоретических тарелок вычисляют по формуле

, (2)
где
- объем удерживания до максимума пика;
- ширина пика на половине высоты (для
и
используют одинаковые единицы измерения).

Результат выражают как число теоретических тарелок на полную длину колонки;

- число колонок: от двух до четырех колонок (длиной от 150 до 300 мм, внутренним диаметром от 4,6 до 8,0 мм).

1 - ввод образца

. (3)
Рисунок 1 - Определение числа теоретических тарелок
методом половинной высоты

5.1.6 Детектор

Используют разные типы детекторов, например дифференциальный рефрактометр или УФ-детектор.

5.1.7 Интегратор, способный интегрировать не менее 150 слайсов во время элюирования анализируемого полимера.

5.1.8 Персональный компьютер и программное обеспечение, позволяющие избежать долгих и сложных расчетов вручную.

5.2 Фильтры ПТФЭ размером пор 0,50 или 0,45 мкм.

5.3 Шприцы вместимостью 10 см
(10 мл) и 250 мм
(250 мкл).

5.4 Автоколлектор (опционально) со стеклянными виалами.

5.5 Мешалка подходящего типа.

6 Условия проведения испытания

Скорость потока: от 0,2 до 1,0 см
/мин.
Объем ввода: 100 мм
(100 мкл) раствора или другой объем, подходящий для используемой колонки.
Объем ввода должен соответствовать количеству используемых колонок. Общий объем ввода не должен превышать объема петли. Концентрация вводимого раствора образца должна быть от 0,1 до 5,0 г/дм
.

Температура колонки: 40°С-45°С.

7 Проведение испытания

7.1 Дегазация растворителя

Дегазируют 1 дм
растворителя под вакуумом и/или в ультразвуковой бане в течение 30 мин.

Для получения постоянной базовой линии дегазацию растворителя желательно проводить за 12 ч до использования. Периодически следует промывать колонки в течение 8 ч растворителем ТГФ, дегазированным, как указано выше, для удаления пероксидов, оставшихся в колонке.

При наличии автоматической онлайн-системы дегазации дегазацию, описанную выше, допускается не проводить.

7.2 Калибровка

7.2.1 Для калибровки используют стандартные образцы полистирола (4.3), растворенные в растворе ТГФ с БГТ (4.2). Для обеспечения постоянного размера пика взвешивают разное количество каждого отдельного стандарта в зависимости от его молекулярной массы, например: 1 г/дм
[0,025 г в 25 см
раствора (4.2)] для молекулярных масс примерно до 1000000,5 г/дм
[0,125 г в 25 см
раствора (4.2)] для молекулярных масс менее 30000. Градуировочный график должен охватывать весь диапазон молекулярных масс анализируемого полимера.

7.2.2 Осторожно встряхивают растворы.

7.2.3 Фильтруют каждый раствор через ПТФЭ-фильтр (5.2), прикрепленный к шприцу вместимостью 10 см
.

Примечание - Стандартные растворы хранят в холодильнике при температуре от 6°С до 7°С не более 3 мес.

7.2.4 Процедура калибровки, описанная в 7.2.4.1-7.2.4.5, приведена в качестве примера.

7.2.4.1 Готовят 11 растворов полистирола в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3 - Растворы стандартных образцов полистирола

Номер раствора

Концентрация, г в 25 см
раствора (см. 4.2)
Фактическая молекулярная масса

1

0,025

1030000

2

0,025

770000

3

0,030

336000

4

0,050

210000

5

0,050

156000

6

0,075

66000

7

0,125

30300

8

0,125

22000

9

0,125

11600

10

0,125

7000

11

0,125

5050

7.2.4.2 При использовании ручного ввода отбирают из каждой виалы по 250 мм
(250 мкл) раствора стандартного образца, промывают петлевой дозатор и вводят по 100 мкл раствора. Определяют время удерживания, соответствующее пику каждого стандарта. При использовании автоматического пробоотборника следуют инструкциям изготовителя. При необходимости повторяют калибровку.

7.2.4.3 При повторе калибровки определяют среднее время удержания БГТ в каждом повторе и усредняют значение по всем повторам.

7.2.4.4 Строят график зависимости среднего времени удерживания в минутах от соответствующего значения
для каждого стандартного образца и вычисляют наилучшую эмпирическую кривую (см. рисунок 2).

- время удерживания, мин;
-

Рисунок 2 - Калибровочная кривая

7.2.4.5 Коэффициент корреляции должен быть выше 0,9995. В противном случае повторяют процедуру калибровки для стандартов, наиболее отстоящих от кривой на расстояние, соответствующее разности между сертифицированными (фактическими) молекулярными массами и вычисленными молекулярными массами (см. таблицу 4) с использованием полинома третьей степени, представляющего наилучшую эмпирическую кривую на рисунке 2.

Для данных, представленных на рисунке 2, наилучшая эмпирическая кривая задана следующим полиномом третьей степени:

. (4)

Для этих данных коэффициент корреляции составляет 0,99953.

Таблица 4 - Калибровочные данные, соответствующие графику на рисунке 2

Фактическая молекулярная масса
Время удерживания
, мин

Вычисленная молекулярная масса

1030000

22,08

1049591

770000

22,89

749228

336000

25,15

323397

210000

26,15

231316

156000

27,58

147045

66000

30,18

66955

30300

32,76

29978

22000

33,68

22039

11600

35,46

11542

7000

36,64

7163

5050

37,47

4979

7.3 Приготовление испытуемого раствора

7.3.1 Концентрация испытуемого раствора, указанная в 7.3.2, подходит для большинства случаев, но может варьироваться в зависимости от испытуемого полимера, ожидаемого диапазона молекулярных масс, объемов колонок, типа детектора и объема раствора.

7.3.2 Помещают 0,075 г образца в градуированную колбу вместимостью 50 см
и добавляют примерно 35 см
профильтрованного (см. 7.2.3) раствора ТГФ с БГТ (4.2).
7.3.3 Аккуратно перемешивают раствор в шейкере до полного растворения полимера, затем доводят до метки 50 см
профильтрованным раствором ТГФ с БГТ.

Встряхивают раствор при комнатной температуре для обеспечения полного растворения и гомогенизации; для образцов со средней молярной массой менее 70000 г/моль можно использовать магнитную мешалку. Не допускается использовать ультразвук из-за риска деструкции, также не следует использовать нагревание. Исключения, например для ПВХ, должны быть обоснованы в протоколе испытаний.

Удаляют нерастворимые посторонние вещества из вводимого раствора подходящими способами, например ультрацентрифугированием, фильтрованием или мембранной фильтрацией. Даже если раствор кажется прозрачным, рекомендуется всегда фильтровать его через мембранные фильтры. Если образец содержит нерастворимые полимерные частицы, например микрогель, в протоколе испытаний должно быть четко указано, что результаты ГПХ относятся только к растворимым компонентам. Внешний вид таких образцов должен быть описан в протоколе испытаний.

7.4 Проведение анализа

7.4.1 Пропускают растворитель через колонки (скорость потока от 0,2 до 1,0 см
/мин) до стабилизации базовой линии.

Примечание - Для некоторых детекторов и наборов колонок потребуется до 7 ч.

7.4.2 После стабилизации базовой линии проводят анализ, как описано ниже, при условиях, указанных в разделе 6.

7.4.2.1 Отбирают шприцем 10 см
испытуемого раствора, приготовленного по 7.3.

7.4.2.2 Фильтруют раствор через PTFE-фильтр (5.2) непосредственно в виалу.

7.4.2.3 При использовании ручного ввода вводят 250 мм
(250 мкл) раствора для промывки петлевого дозатора, а затем вводят 100 мкл и начинают анализ. При необходимости повторяют испытание.
Объем удерживания очень чувствителен к количеству вводимого полимера. Если для конкретного образца наблюдают аномальные формы пиков, следует изменить (увеличить или уменьшить) концентрацию вводимого раствора до тех пор, пока разброс вычисленных значений
не будет снижен до значения менее 5%.

7.4.2.4 При использовании автоматического пробоотборника следуют инструкциям изготовителя. При необходимости повторяют процедуру.

7.4.2.5 Молекулярные параметры обычно вычисляет интегратор (5.1.7) с использованием данных, полученных при калибровке.

Примечание - Для вычисления необходимых параметров образца программное обеспечение хроматографа использует калибровочную кривую.

8 Представление результатов

8.1 Результаты считают приемлемыми, если время удерживания маркера БГТ находится в пределах ±30 с от значения, полученного при калибровке (см. 7.2). Если это не достигнуто, очищают колонки свежим растворителем, пропуская его не менее 3 ч, а затем снова определяют время удерживания маркера БГТ.

8.2 В случае подтверждения аномального времени удерживания повторно калибруют систему с использованием стандартных образцов полистирола (см. 7.2).

8.3 Программное обеспечение хроматографа позволяет вычислять большое количество данных о молекулярно-массовом распределении (см. приложение А).

8.4 В протоколе испытания указывают:

a) среднемассовую молекулярную массу
;
b) среднечисленную молекулярную массу
;
c) z-среднюю молекулярную массу
;
d) индекс полидисперсности
;
e) пиковую молекулярную массу
;

f) площадь пика в процентах, соответствующую присутствующим молекулярным фракциям.

8.5 Если подходящее программное обеспечение недоступно, результаты вычисляют с использованием процедуры, приведенной в приложении В (вычисление вручную).

8.6 Сравнение результатов, полученных с помощью автоматической процедуры и процедуры вручную, приведено в приложении С.

9 Прецизионность

См. приложение D.

10 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать:

a) обозначение настоящего стандарта;

b) все детали, необходимые для идентификации испытуемого образца;

c) тип и количество использованных колонок;

d) тип использованного детектора;

e) набор использованных стандартных образцов полистирола;

f) полученные результаты молекулярной массы:

1) среднемассовую молекулярную массу
,
2) среднечисленную молекулярную массу
,
3) индекс полидисперсности
;

g) любые отклонения от указанной процедуры;

h) любую операцию, не включенную в настоящий стандарт или считающуюся необязательной;

i) дату проведения испытания;

j) использованную процедуру вычисления (программное обеспечение или ручная).

Приложение А

(справочное)

Молекулярно-массовые параметры, определенные на хроматографе с программным обеспечением

А.1 Общие положения

Программное обеспечение хроматографа позволяет вычислять молекулярно-массовые параметры полимера по его хроматограмме ГПХ и использовать специальную калибровочную кривую, полученную по 7.2.

А.2 Получение хроматограммы

Устанавливают условия проведения испытаний и начинают анализ. Во время анализа кривая ГПХ отображается в реальном времени на экране компьютера (см. рисунок А.1).

- время удерживания, мин;
- отклик детектора

Рисунок А.1 - Полученная хроматограмма ГПХ

А.3 Анализ хроматограммы

А.3.1 В конце цикла (время цикла - 55,0 мин) программным обеспечением вычисляют молекулярные параметры после установки следующих параметров:

a) интервал времени по базовой линии, включающей в себя все пики на хроматограмме.

Примечание 1 - В примере (см. рисунок А.2) данный интервал составляет от 22,0 до 29,5 мин;

b) соответствующее количество точек данных вокруг экстремумов базовой линии в данном интервале времен, которые позволят программному обеспечению нарисовать прямую линию от одного экстремума к другому для устранения шума;

c) время удерживания пика БГТ с максимальным диапазоном изменения (окно), позволяющее считать хроматограмму приемлемой.

Примечание 2 - В примере (см. рисунок А.2) время удерживания пика маркера БГТ составляет 45,41 мин с допуском (окном) ±30 с. Для вычислений допуск ±30 с является предельным, однако на практике используют более узкий допуск ±20 с;

d) начальная и конечная точки для интегрирования хроматограммы.

Примечание 3 - В примере (см. рисунок А.2) начальная точка составляет 23,54 мин, а конечная точка - 28,30 мин;

e) общее количество слайсов хроматограммы между начальной и конечной точками, определенными по перечислении d).

Примечание 4 - В примере (см. рисунок А.2) количество слайсов равно 30; как правило, оптимальное количество слайсов составляет 150.

На рисунке А.2 показана хроматограмма после разделения на слайсы. В таблице А.1 показаны все параметры каждого слайса, составляющего хроматограмму.

- время удерживания, мин;
- отклик детектора

Базовая линия: начало: 22,00 мин, конец: 29,50 мин.

Количество точек данных в интервале базовой линии: 44.

Время удерживания контрольного пика: 45,41 мин, окно: 30 с.

Контрольный пик обнаружен при: 45,42 мин.

Обработка. Начало: 23,54 мин; конец: 28,30 мин.

Количество слайсов: 30.

Рисунок А.2 - Анализ хроматограммы ГПХ

Таблица А.1 - Характеристики слайсов хроматограммы ГПХ

Время удерживания

(в центре слайса), мин

Площадь слайса

Молекулярная масса

23,6219

4306

562357

23,7805

4043

529530

23,9391

3862

498958

24,0977

4875

470462

24,2563

15380

443878

24,4149

72628

419057

24,5735

268561

395863

24,7321

708384

374171

24,8907

1395968

353868

25,0493

2135893

334849

25,2079

2553702

317020

25,3664

2316451

300303

25,5250

1578818

284597

25,6836

859802

269839

25,8422

420762

255962

26,0008

210947

242904

26,1594

119798

230607

26,3180

78122

219019

26,4766

55340

208092

26,6352

40511

197780

26,7938

30408

188043

26,9524

23412

178842

27,1110

18926

170142

27,2695

15512

161916

27,4281

12895

154123

27,5867

10632

146741

27,7453

8459

139744

27,9039

6722

133107

28,0625

5232

126809

28,2211

3764

120829

Определено по калибровочной кривой (см. рисунок 2).

А.4 Результаты анализа хроматограммы ГПХ

Окончательные результаты анализа хроматограммы ГПХ приведены в таблице А.2.

Таблица А.2 - Результаты анализа хроматограммы ГПХ

Показатель

Значение

Среднечисленная молекулярная масса

316343

Среднемассовая молекулярная масса

322380

z-Средняя молекулярная масса

327646

Пиковая молекулярная масса

323115

Характеристическая вязкость

1,1460

Индекс полидисперсности

1,0191

1,0163

Приложение В

(справочное)

Вычисление молекулярно-массовых параметров по процедуре вручную

В.1 Если программное обеспечение недоступно, результаты можно получить по процедуре, приведенной в В.2-В.8.

В.2 Разделяют хроматограмму (см. рисунок А.1), которая представляет собой график зависимости отклика детектора от времени удерживания в минутах, на равные интервалы времени (слайсы). В приведенном ниже примере хроматограмма была разделена на 16 слайсов (разность между временами удерживания соседних слайсов составляет 0,1586 мин, что равно 9516 мс).

В.3 Для каждого из слайсов строят вертикальную линию от центральной точки на оси времени удерживания до пересечения с хроматограммой. Определяют отклик детектора в точке пересечения и умножают на 1000 для получения
(см. пример на рисунке В.1).

Рисунок В.1 - Пример анализа хроматограммы вручную

В.4 Записывают время в минутах до центральной точки каждого слайса и переводят значение в миллисекунды.

В.5 Для каждого из этих времен вычисляют значение
по формуле (4), калибровочной кривой, показанной на рисунке 1
. (В.1)

В.6 Вычисляют площадь
каждого слайса по формуле
, (В.2)
где
- разность между временами удерживания соседних слайсов (9516 мс);
- отклик детектора.

Результаты вычислений по В.3-В.6 приведены в таблице В.1.

Таблица В.1 - Слайсы хроматограммы ГПХ

Номер слайса

Время удерживания

(в центре слайса)

Отклик детектора
Площадь слайса
(определенное по В.5)

1

24,4149

7,75

73749

419057

2

24,5735

27,46

261309

395863

3

24,7321

72,60

690862

374171

4

24,8907

133,56

1270957

353868

5

25,0493

218,19

2076296

334849

6

25,2079

268,22

2552382

317020

7

25,3664

247,61

2356257

300303

8

25,5250

164,38

1564240

284597

9

25,6836

89,36

850350

269839

10

25,8422

46,10

438688

255962

11

26,0008

23,05

219344

242904

12

26,1594

12,32

117237

230607

13

26,3180

7,45

70894

219019

14

26,4766

5,32

50625

208092

15

26,6352

4,26

40538

197780

16

26,7938

2,84

27025

188043

Примечание -
0,1586 мин=9516 мс.

В.7 Для каждого слайса определяют значения
и
, как показано в таблице В.2.

В.8 Вычисляют среднечисловую молекулярную массу, среднемассовую молекулярную массу и индекс полидисперсности по следующим формулам (см. 3.2):

; (В.3)
; (В.4)
. (В.5)

Таблица В.2 - Параметры слайсов хроматограммы ГПХ

Номер слайса

Площадь слайса

(из таблицы В.1)

(из таблицы В.1)

1

73749

419057

0,1760

3,0905

2

261309

395863

0,6601

10,3442

3

690862

374171

1,8464

25,8500

4

1270957

353868

3,5916

44,9751

5

2076296

334849

6,2007

69,5245

6

2552382

317020

8,0512

80,9156

7

2356257

300303

7,8463

70,7591

8

1564240

284597

5,4963

44,5178

9

850350

269839

3,1513

22,9457

10

438688

255962

1,7139

11,2287

11

219344

242904

0,9030

5,3279

12

117237

230607

0,5084

2,7035

13

70894

219019

0,3237

1,5527

14

50625

208092

0,2433

1,0534

15

40538

197780

0,2050

0,8017

16

27025

188043

0,1437

0,5081

Сумма

12660753

-

41,0608

396,0991

Приложение С

(справочное)

Сравнение результатов, полученных с использованием автоматической процедуры (хроматографа с программным обеспечением) и процедуры вручную

Результаты, полученные с помощью двух процедур, описанных в приложениях А и В настоящего стандарта, очень близки, о чем свидетельствуют следующие данные:

Автоматическая процедура

Процедура вручную

Среднечисленная молекулярная масса

316343

318085

Среднемассовая молекулярная масса

322380

322666

Индекс полидисперсности

1,019

1,014

Приложение D

(справочное)

Прецизионность (только для процедуры с использованием хроматографа с программным обеспечением)

D.1 Общие положения

Прецизионность была установлена по результатам программы межлабораторных испытаний (ITP). В программе использовали два образца бутадиен-стирольного блок-сополимера (SBR растворной полимеризации) с бимодальным молекулярно-массовым распределением.

D.2 Результаты ITP по определению прецизионности

D.2.1 Детали программы

В программе испытывали два образца бутадиен-стирольного блок-сополимера (SBR растворной полимеризации) с бимодальным молекулярно-массовым распределением, обозначенных следующим образом:

- S.SBR1 (97) линейный бутадиен-стирольный блок-сополимер;

- S.SBR2 (97) радиальный бутадиен-стирольный блок-сополимер.

Образцы каждого материала были отобраны от однородной гомогенной партии.

Для определения повторяемости получали три результата испытаний одним и тем же методом на номинально идентичных испытуемых материалах при одинаковых условиях (одни и те же оператор, аппаратура и лаборатория) в течение определенного периода времени.

Для определения воспроизводимости получали три результата испытаний одним и тем же методом на номинально идентичных испытуемых материалах в разных условиях (разные операторы, аппаратура и лаборатории) в течение определенного периода времени.

Вычисляли среднемассовую молекулярную массу
, среднечисленную молекулярную массу
и индекс полидисперсности
.

D.2.2 Результаты определения прецизионности

Результаты определения прецизионности приведены в таблице D.1 для среднемассовой молекулярной массы
, в таблице D.2 - для среднечисленной молекулярной массы
и в таблице D.3 - для индекса полидисперсности
. Если нет других указаний, доверительная вероятность составляет 95%.

Для достижения прецизионности, приведенной в таблицах D.1, D.2 и D.3 в других анализах, необходимо уделить особое внимание выбору используемых колонок.

Пояснения символов для таблиц D.1-D.3:

- внутрилабораторное стандартное отклонение, единицы измерения;
- повторяемость, единицы измерения;
- повторяемость, проценты от среднего значения;
- межлабораторное стандартное отклонение (для общего межлабораторного разброса), единицы измерения;
- воспроизводимость, единицы измерения;
- воспроизводимость, проценты от среднего значения.
Таблица D.1 - Результаты определения прецизионности - среднемассовая молекулярная масса

Испытуемый материал

Среднее значение

Внутрилабораторная

прецизионность

Межлабораторная

прецизионность

S.SBR1 (97)

167,67

2,06

5,84

3,48

2,97

8,40

5,01

S.SBR2 (97)

361,22

3,85

10,90

3,02

5,60

15,85

4,39

Таблица D.2 - Результаты определения прецизионности - среднечисленная молекулярная масса

Испытуемый материал

Среднее значение

Внутрилабораторная

прецизионность

Межлабораторная

прецизионность

S.SBR1 (97)

138,42

1,57

4,44

3,20

25,43

71,97

52,00

S.SBR2 (97)

268,47

8,44

23,88

8,90

42,65

120,71

44,96

Таблица D.3 - Результаты определения прецизионности - индекс полидисперсности

Испытуемый материал

Среднее значение

Внутрилабораторная

прецизионность

Межлабораторная

прецизионность

S.SBR1 (97)

1,11

0,01

0,03

2,33

0,05

0,15

13,73

S.SBR2 (97)

1,26

0,03

0,07

5,71

0,11

0,30

24,11

Библиография

[1]

ISO/TR 9272

Rubber and rubber products - Determination of precision for test method standards (Резина и резиновые изделия. Определение прецизионности для стандартов на методы испытаний)

_________________

Действует ISO 19983:2017 "Rubber - Determination of precision of test methods" (Резина. Определение прецизионности методов испытаний).

УДК 678.71:678.012.4:006.354

ОКС 83.040.10

Ключевые слова: каучуки и термоэластопласты, определение молекулярно-массовых характеристик методом гель-проникающей хроматографии