Un avenir durable pour l'analyse des polymères


le plastique de près les perles de plastique, les polymères composés, les grains de polymère et le plastique polymère.

Polymer analysis is the study of the chemical and physical properties of polymers, large molecules made up of repeating units called monomers. This can include techniques such as molecular weight determination, chemical structure and impurities testing, and thermal analysis. Emerging analytical technologies can also be used for direct analysis of polymer constituents of volatile or non-volatile nature. This field of research is critical in understanding and improving the properties of these materials, which have a wide range of applications in industries such as packaging, textiles, construction, and transportation.

Waters is helping plastics manufacturers with the insights they need to design higher-performing biomaterials. The polymer industry increasingly recognizes the importance of sustainability, and polymer analysis is essential in developing sustainable solutions. Waters offers several techniques to promote sustainable polymer analysis ranging from thermal analyzers (TA) to gel permeation chromatography (GPC) and mass spectrometry (MS). Comprehensive analytical testing solutions for polymeric materials from Waters play a vital role in ensuring the safety and quality of the products that billions of people rely on every day, including food, water, pharmaceuticals, cosmetics, and materials.

La chimie analytique pour un environnement plus sûr

We are also helping scientists develop materials that can save energy. Waters advanced polymer chromatography (ACQUITY Advanced Polymer Chromatography (APC) System paired with ACQUITY APC Columns™) offers several distinct advantages for lab scientists. The pairing will:

  • Accélérer l'analyse jusqu'à 20 fois par rapport à la méthode traditionnelle SEC/GPC
  • Utiliser beaucoup moins de solvants pour l'analyse
  • Réduire la complexité des opérations et l'encombrement des équipements
  • En fin de compte, le coût de l'analyse par échantillon sera réduit.
Système de chromatographie des polymères ACQUITY de Waters
Le système ACQUITY™ Advanced Polymer Chromatography™ (APC™) permet d'effectuer des séparations basées sur la taille à la résolution la plus élevée pour la caractérisation chromatographique des polymères et des oligomères, le tout plus rapidement que jamais, afin que vous puissiez innover plus vite tout en améliorant les opérations de laboratoire.

Simplifier la caractérisation des polymères

Deux techniques sont de plus en plus utilisées dans l'analyse des polymères durables : GPC et MS.

La CPG, également connue sous le nom de chromatographie d'exclusion de taille (SEC), est une technique qui sépare les molécules de polymère en fonction de leur taille, afin de déterminer la distribution du poids moléculaire (PM). Grâce à ces informations, les laboratoires peuvent comprendre les propriétés des polymères et développer de nouvelles solutions durables, comme la réduction des déchets de ressources dans la production et l'optimisation des possibilités d'utilisation de matériaux polymères recyclés.

With MS, it is possible to characterize the composition and structure of polymer molecules and combine this technique with GPC/SEC for more comprehensive analysis, like identifying and quantifying the presence of impurities, additives, and low MW species in a polymer sample – all of which are critical for polymer sustainability. MS can also be used to analyze the breakdown products of polymers during recycling and biodegradation, which can provide insight into the sustainability of these processes.

While advanced MS instruments are critical for the research and development stages, for routine analytical testing, small footprint quadrupole mass spectrometers such as the Waters ACQUITY QDa Detector™ are best suited to address the cost, complexity of operation and size concerns while meeting polymer analysis requirements. The significantly smaller footprint of the ACQUITY QDa Detector is ideal, making MS more accessible and easier to use than ever.

waters corporation acquity qda detector
Le détecteur ACQUITY™ QDa™ fonctionne en harmonie avec la chromatographie et permet aux scientifiques analytiques de générer régulièrement des données de spectres de masse de la plus haute qualité, sans avoir besoin d'une formation ou d'une expertise particulière.

Avantages par rapport à l'analyse d'un système unique

GPC and MS are extremely valuable in polymer analysis, but they’ve traditionally been performed as separate steps on distinct analytical instruments, adding significant cost and complexity. By combining GPC and MS into a single system, polymer analysis can be more efficient and cost-effective. Waters scientists tested a single system approach, demonstrating how an ACQUITY APC System, combined with the Waters ACQUITY UPLC Refractive Index (RI) Detector™  and the Waters ACQUITY QDa Detector, can accelerate polymer analysis by accurately measuring polymer MW distribution and detecting polymer additives simultaneously.

Cette approche est très bénéfique car elle

  • Élimine la nécessité d'utiliser plusieurs instruments
  • Réduction des étapes de préparation des échantillons
  • Augmente la précision et l'exactitude de l'analyse

En outre, l'utilisation d'un seul système pour l'analyse GPC et MS permet aux laboratoires de

  1. Obtenez des informations sur la masse molaire et la composition chimique du polymère en un seul passage, pour une compréhension plus complète des propriétés du polymère. Cela peut être particulièrement utile pour identifier et quantifier la présence d'impuretés, d'additifs et d'espèces à faible MW dans un échantillon de polymère.
  2. Gérer et fournir la corrélation des MW avec la structure chimique, ce qui permet d'obtenir des informations précieuses sur la relation entre les propriétés des polymères et la durabilité.

Aider nos clients à résoudre leurs problèmes les plus difficiles et à réduire leur impact sur l'environnement

Overall, polymer analysis is a complex and multifaceted application that plays a vital role in advancing the properties and sustainability of these materials. Waters analytical solution for routine polymer analysis combines the benefits of the ACQUITY APC system with the ACQUITY UPLC Refractive Index (RI) Detector and ACQUITY QDa Detector in a single system, and enables accelerated qualitative and quantitative analyses of both MW and additive concentrations in minutes per sample. This efficient and cost-effective analytical configuration allows for fast, invaluable information useful for the development of more environmentally sound and sustainable solutions in the polymer industry. These are ways in which Waters continues to meet the challenges of the future.


Références

  1. ACQUITY Advanced Polymer Chromatography System Brochure, 720006774.
  2. Pyrolyse-chromatographie gazeuse-spectrométrie de masse à haute résolution avec ionisation douce pour une caractérisation plus sûre des polymères, 720007599.
  3. Analyse directe en temps réel des composés organiques volatils provenant de plastiques biosourcés à l'aide de la détection de masse ACQUITY QDa à ionisation douce, 720007504.
  4. RADIAN ASAP pour le criblage spectral simple des formulations de polymères, 720007270.
  5. Une approche consolidée pour les tests analytiques des plastiques industriels recyclés, 720007813.
  6. Un système unique pour la caractérisation de la distribution du poids moléculaire et des additifs dans les polymères, 720006818.
  7. Une nouvelle stratégie pour la caractérisation fiable des matières extractibles des plastiques recyclés après consommation en utilisant LC-QToF, 720007837.
  8. Capacités des instruments du détecteur ACQUITY QDa, 720006797.
  9. Lo K., Ritchie M., Sato N. 2020. Un système unique pour la caractérisation de la distribution de la masse moléculaire et des additifs dans les polymères. Note d'application de Waters Corporation, 720006818.

Ressources supplémentaires :

Blog : La spectrométrie de masse gagne en popularité pour l'analyse des polymères

Blog : La nouvelle solution ACQUITY Premier réduit la variabilité pour les analytes sensibles aux métaux