Особенности изучения олигомеров
В последние десятилетия широкое распространение получили синтетические низкомолекулярные полимеры с функциональными концевыми группами - реакционноспособные олигомеры. Поскольку степень полимеризации этих соединений составляет обычно 10-15, термин “олигомеры” носит условный характер и подчеркивает их низкую, по сравнению с обычными полимерами, молекулярную массу.
В зависимости от степени полимеризации, размеров мономерного звена, а также эффективности используемых колонок хроматограммы олигомеров при их разделении методом ГПХ могут быть либо разрешены относительно присутствующих в них полимер - гомологов (или их части), либо чаще, как это имеет место при анализе высокомолекулярных соединений, быть полностью неразрешенными. Калибровочная процедура, методы коррекции и интерпретации хроматограмм при определении ММР олигомеров в целом аналогичны методам, используемым в случае ВМС. Вместе с тем малая ММ, наличие функциональных полярных групп, а главное, характерное для этих соединений наличие нескольких типов неоднородностей(по функциональности, топологии, микроструктуре) вносят определенную специфику в их анализ и в ряде случаев требуют учета дополнительных факторов.
Поскольку элюентный объем в Г1ТХ является функцией не только ММ, но и других параметров макромолекул, используемая калибровочная зависимость справедлива лишь при условии структурной и химической однородности калибровочного и анализируемого образцов во всем исследуемом интервале молекулярных масс или при одинаковой зависимости параметров неоднородности от ММ. Если для данного олигомера это условие выполняется, то калибровка колонок может быть осуществлена любым методом, в том числе с помощью универсальной калибровочной зависимости. В противном случае следует избегать косвенных методов и проводить калибровку с помощью узких фракций исследуемого образца, охарактеризованных по ММ. Кроме того, калибровочная зависимость для олигомеров, обладающих каким-либо типом неоднородности, может отличаться от линейной даже на тех колонках, на которых для других типов олигомеров она обладала линейностью.
Другим фактором, который необходимо учитывать при хроматографировании олигомеров, является их высокая адсорбируемость. Если адсорбционные центры статистически распределены по цепи, то энергия взаимодействия макромолекул с поверхностью сорбента возрастает с ростом ММ, и адсорбция приводит к ухудшению разделения, а в пределе - к разделению по адсорбционному механизму, сопровождающемуся инверсией порядка элюирования. Если же адсорбционные центры сосредоточены на концах макромолекул, то при неизменности энергии адсорбции изменение энергии Гиббса из-за снижения энтропии с уменьшением ММ увеличивается. При этом слабая адсорбция не препятствует анализу и, более того, несколько увеличивает селективность в низкомолекулярной области. Внешне адсорбционные эффекты проявляются в зависимости формы хроматограмм от полярности растворителя,* исключить их удается путем применения в качестве сорбента органических гелей, а в качестве подвижных фаз - растворителей достаточно высокой полярности.
Определенные трудности при хроматографическом анализе олигомеров может вызвать использование в качестве детектора дифференциального рефрактометра, сигнал которого пропорционален не только концентрации анализируемого вещества в элюате, но и разности показателей преломления вещества и растворителя. Влияние молекулярной массы на показатель преломления, а следовательно, и сигнал детектора, возрастает по мере уменьшения ММ. При анализе ММР олигомеров вследствие их низкой молекулярной массы эта зависимость может привести к искажению формы хроматограмм, завышению значений М„ и занижению коэффициента полидисперсности. Единственным практически приемлемым выходом из этого положения является использование при анализе олигомеров в качестве подвижной фазы растворителя с показателем преломления, максимально отличающимся от показателя преломления образца.