GPC系統和多角度光散射檢測器測定熱塑性聚氨酯分子量

汽車、鞋類、地毯和家具領域的制造商不斷追求銷售更多可持續產品，因此可再生或生物基聚合物的需求將繼續保持成倍的增長。其中引起關注的一類聚合物是熱塑性聚氨酯或TPU。TPU是一種彈性體，在強度和手感方面與橡膠相似，同時具有耐磨、耐油，在低溫仍保持良好彈性，較高的承載能力，粘合性好，易涂畫，良好的耐久性和抗沖擊性等優異的性能。一個批次TPU材料的最終使用性能，比如拉伸強度、延展性、熱傳導性、耐化學藥品、韌性等都與其大分子結構，如分子量、支化，交聯程度和聚合物尺寸有關。使用東曹的EcoSEC GPC系統和多角度光散射檢測器（MALS），對兩個不同批次TPU樣品的分子量進行測試。

如下圖A所示，通過90度角檢測到的光散射信號得到兩個不同批次TPU樣品的分子量分布，并標注在GPC譜圖中。從圖中可以看出樣品A的絕對平均分子量（1.64×105 g/mol）要大于樣品B（1.42×105 g/mol）。樣品A和樣品B的分子量分布都具有多分散性，并且如圖A所示分子量隨著洗脫時間的延長而減小。另外，兩個批次的分子量多分散性指數，PDI，顯示樣品的分子量分布都是PDI=1.6。

增加了MALS檢測器的EcoSEC GPC系統可以同時得到聚合物尺寸的信息，均方回轉半徑RG。兩批TPU樣品A和B的RG=20 nm。通過90度角檢測到的光散射信號，得到均方回轉半徑的分布，并標注在GPC譜圖中。均方回轉半徑的多分散分布指數可以用來表示樣品尺寸的多分散性，這將會影響TPU的最終使用性能。如圖B所示，隨著洗脫時間的延長，兩個TPU樣品的分子尺寸都在減小，且樣品的分子尺寸具有多分散性。樣品A的分子尺寸PDI數值（1.3）明顯要高于樣品B（1.1）。同時圖B也表示，TPU樣品在GPC色譜柱中的洗脫行為完全符合尺寸排阻的機理，聚合物尺寸隨著洗脫時間的延長而減小。