ICS37.040.20 G80 中华人民共和国国家标准 GB/T30787—2014 数字印刷材料用成膜树脂 平均分子量 及其分布的测定 凝胶渗透色谱法 BinderResinappliedindigitalprintingmaterials—Thedetermination averagemolecularweightanditsdistribution—Gelpermeationchromatography 2014-07-08发布 2014-12-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国数码影像材料与数字印刷材料标准化技术委员会(SAC/TC432)归口。 本标准起草单位:乐凯华光印刷科技有限公司。 本标准主要起草人:王怀功、李合成、高峰、方磊、张刚、张丽、兰晓丽、黄剑莉。 ⅠGB/T30787—2014 数字印刷材料用成膜树脂 平均分子量 及其分布的测定 凝胶渗透色谱法 1 范围 本标准规定了用凝胶渗透色谱测定数字印刷材料用成膜树脂分子量及其分布的方法。 本标准适用于由苯酚、甲酚、二酚或其中的两种或者三种混酚与甲醛反应制得的成膜树脂。适用的 平均重均分子量范围在2000~40000、数据分子量在500~5000、分布系数在4.0~8.0。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T3723 工业用化学产品采样安全通则 GB/T6679 固体化工产品采样通则 GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T21863—2008 凝胶渗透色谱法(GPC) 用四氢呋喃做淋洗液 3 术语和定义 GB/T21863—2008中3.1界定的术语和定义适用于本文件。 4 方法原理 凝胶渗透色谱法是利用聚合物分子通过填充有特种多孔性填料的色谱柱,在色谱柱上按照分子尺 寸大小进行分离,分子体积(分子量)大的先流出,小的由于在色谱柱中停留的时间长而后流出,流出物 经过检测,并自动记录被测样品的分子量和分子量分布等参数,得到一张GPC色谱图。由这张谱图根 据用已知分子量的聚苯乙烯标准样品得到的标准曲线,计算得到待测样品的相对分子量及分子量分布 等数据。 5 采样 采样方法按GB/T6679和GB/T3723的规定执行。 6 试剂 四氢呋喃,色谱纯,使用前需脱气。 苯,分析纯。 窄分布聚苯乙烯标样,分布系数D≤1.10。 1GB/T30787—2014 7 仪器 凝胶渗透色谱仪:仪器的基本组成是恒流泵、储液瓶、进样系统、检测器、色谱柱和数据处理系统。 对仪器组成的具体要求为: ———恒流泵:流量稳定性应小于0.1%,并通过国家认可的计量检定; ———储液瓶:储液瓶应能耐受四氢呋喃的腐蚀,应有足够的储量,以保证多天实验使用。贮槽应能 防尘、防潮、避光。连接泵的导管应有过滤装置,确保无任何悬浮粒子进入恒流泵; ———进样系统:在操作过程中无泄漏和样品残存,确保进样重复性; ———检测器:检测器性能高于以下参数:紫外可见光检测的灵敏度为2×10-4紫外吸收单位 (ODU),基线飘移小于4×10-4(ODU·h-1); ———色谱柱:色谱柱的分离范围应覆盖样品的分子量范围,其柱效不应低于10000;测定柱效依据 的条件和公式见附录A; ———数据处理系统:采用高信噪比,线性记录仪,纸速不稳定性小于1%的记录仪,或者GPC专用 计算机软件以便自动处理以上数据。 8 测试步骤 8.1 仪器准备 8.1.1 流动相:用0.45μm的滤膜过滤流动相四氢呋喃,并脱气30min。 8.1.2 开机:先打开泵控制器,待指示灯亮后,依次打开输液泵、检测器。 8.1.3 更换流动相:用8.1.1准备好的流动相清洗泵头、管路,确保管路里没有气泡。 8.1.4 设定流速为0.1mL/min,待柱压上升并稳定后,再将流速设定为0.2mL/min,依次类推,逐渐将 流速升高到1.0mL/min。保持该流速,稳定仪器24h以上,待基线稳定后,进样分析。 8.2 绘制标准曲线 8.2.1 标准溶液的制备 绘制标准曲线用的标准样品应符合6的要求。所用标准样品的Mw,其标称值分别是166000、 37600、6610、1890、546、78。 8.2.2 分析条件的设定 设定色谱柱温度为35℃,流速为1.0mL/min,检测器波长为280nm,并设定合适的记录时间,以 保证样品峰能够全部记录下来,而又不浪费时间。 8.2.3 绘制标准曲线 分别称取8.2.1标准聚苯乙烯各40mg、43mg、63mg、73mg、100mg,放入50mL容量瓶中,并加 入100mg苯,用四氢呋喃溶解并稀释至刻度,避光保存。待仪器稳定后,取20μL标准溶液进样,由计 算机自动采集数据,并计算出标准曲线。标准曲线见附录B。 8.3 样品测定 8.3.1 设定与标准曲线相同的分析条件 8.3.2 在仪器稳定过程中,称量待测样品25mg于50mL容量瓶中,用四氢呋喃溶解,样品浓度 2GB/T30787—2014 为0.5mg/mL。 8.3.3 取100μL样品,注意去除气泡,注入20μL定量管中,仪器开始分析,并自动采集数据。然后准 备下一个样品。 8.3.4 前一个样品采集结束后,重复8.3.2~8.3.3步骤。分析下一个样品,直到所有样品分析完毕。 8.4 计算结果 用上述条件得到成膜树脂的分析结果,其典型的色谱图如附录C。分子量及其分布的计算由GPC 工作站完成,依据的公式如式(1)、式(2)和式(3): 数均分子量:Mn=∑N i=1Hi ∑N i=1(Hi/Mi)……………………(1) 重均分子量:Mw=∑N i=1(Hi·Mi) ∑N i=1Hi……………………(2) 分布系数:D=Mw Mn……………………(3) 式中: Hi———谱线高度; Mi———对应的分子量。 数据处理按GB/T8170数值修约规则执行,两次测量结果偏差小于0.2%。 9 试验报告 试验报告应至少包括以下内容: a) 试样来源,标号和其他鉴别数据; b) 详细测试条件,包括仪器型号、检测器种类、灵敏度、淋洗液,测定温度、进样量(浓度、体积)、 流速、纸速、泵压力、柱塔板数、分辨率等; c) 测试结果:Mn、Mw、D,以两位有效数字表示; d) 测试日期、操作人员; e) 根据实际需要,可另附副本,包括测试的原始数据、图表等。 10 安全注意事项 试验应注意安全,注意以下事项: a) 室内电源应良好接地,仪器应有单独接地线; b) 应在通风柜中使用有毒、易燃易爆有机试剂; c) 仪器在平衡过夜的时候,要把溶剂出口塑料管插入储液瓶中,并固定; d) 样品溶液、流动相在配置和使用过程中应注意避光。 3GB/T30787—2014 附 录 A (资料性附录) 色谱柱柱效测定方法 柱效的测试条件和计算方法为:用苯或邻二氯苯作标定样品,塔板数N按式(A.1)、式(A.2)计算: N=16VR Wæ èçö ø÷2 ……………………(A.1) N=5.54VR Wyæ èçö ø÷2 ……………………(A.2) 式中: VR———色谱峰顶的淋出体积; W———色谱峰底宽; Wy———色谱峰半高宽。 柱分辨率的测定方法:用分子量至少相差一个数量级的两个聚苯乙烯标准样品(M1,M2)标定,由 式(A.3.3)计算R1,2:本方法的分离度为1.5,其他类型的色谱柱其分离度最少应大于1.2。 R1,2=3VR1-VR2 W1+W2é ëêêù ûúú1 lg(M2/M1)……………………(A.3) 式中: R1,2———分辨率; W1———聚苯乙烯标样(M1)的色谱峰底宽; W2———聚苯乙烯标样(M2)的色谱峰底宽。 4GB/T30787—2014 附 录 B (资料性附录) 标 准 曲 线 标准曲线图 5GB/T30787—2014 附 录 C (资料性附录) 成膜树脂的凝胶渗透色谱图 重均分子量(Mw)为7000的成膜树脂的凝胶渗透色谱图 重均分子量(Mw)为2300的成膜树脂的凝胶渗透色谱图 6GB/T30787—2014