JP2000146940A - Method for determining amount of diethyleneglycol in polyester - Google Patents
Method for determining amount of diethyleneglycol in polyesterInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステル中の
ジエチレングリコール含量を測定する方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for measuring the content of diethylene glycol in a polyester.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートをはじめと
するポリエステル製造時の副生成物として分子鎖中に微
量に存在するジエチレングリコールは、ポリエステルの
機械特性や熱特性に悪影響を与えるため、その紡糸工程
でのトラブルを防止する上で、その含量を把握すること
が重要である。2. Description of the Related Art Diethylene glycol, which is present in minute amounts in the molecular chain as a by-product during the production of polyesters such as polyethylene terephthalate, adversely affects the mechanical and thermal properties of polyesters. It is important to understand its content to prevent it.
【0003】ポリエステル系高分子に含まれるジエチレ
ングリコール量については、加水分解、ヒドラジン分解
等によりポリエステルを化学分解し、分解生成物をガス
クロマトグラフィーで分析することにより、ジエチレン
グリコール含量を決定する手法が広く知られている。ま
た、溶剤に可溶なポリエステルであれば、ポリエステル
の溶液を液体高分解能1H−NMRでも定量する事がで
きる。[0003] With respect to the amount of diethylene glycol contained in the polyester-based polymer, it is widely known to determine the diethylene glycol content by chemically decomposing the polyester by hydrolysis, hydrazine decomposition, or the like, and analyzing the decomposition products by gas chromatography. Have been. If the polyester is soluble in a solvent, the polyester solution can be quantified by liquid high-resolution 1 H-NMR.
【0004】しかしながら、上記の化学分解−ガスクロ
マトグラフィー法による組成の定量分析は、分析時間が
長く、また操作が煩雑であるという欠点を有する。ま
た、液体高分解能1H−NMRによる定量は装置が高価
であり、また溶剤可溶性のものに適用範囲が限定される
という欠点を有する。[0004] However, the above-mentioned quantitative analysis of the composition by the chemical decomposition-gas chromatography method has disadvantages that the analysis time is long and the operation is complicated. Further, quantification by liquid high-resolution 1 H-NMR has the disadvantage that the apparatus is expensive and the range of application is limited to those soluble in solvents.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
液体高分解能1H−NMRのような高価な装置を使わず
に、ポリエステル中の微量のジエチレングリコール含量
を短時間で簡便に測定する方法を提供することにある。Accordingly, the present invention provides
It is an object of the present invention to provide a method for easily and simply measuring a small amount of diethylene glycol in a polyester without using an expensive apparatus such as liquid high-resolution 1 H-NMR.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、有機アルカリ
試薬の存在下でポリエステルを熱分解した生成物を熱分
解ガスクロマトグラフィーを用いることによる、ポリエ
ステル中のジエチレングリコール含量の測定方法にあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention resides in a method for measuring the content of diethylene glycol in a polyester by using pyrolysis gas chromatography of a product obtained by pyrolyzing a polyester in the presence of an organic alkali reagent.
【0007】さらに本発明は、上記のポリエステル中の
ジエチレングリコール含量の測定方法において、ポリエ
ステルが、エチレングリコールを構成成分とする重合体
で、重合の副生成物として微量含まれるジエチレングリ
コール含量の測定方法にある。Further, the present invention relates to a method for measuring the content of diethylene glycol in the above-mentioned polyester, wherein the polyester is a polymer containing ethylene glycol as a constituent component and the content of diethylene glycol contained as a by-product in the polymerization in a trace amount. .
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明において利用する熱分解ガ
スクロマトグラフィーは、ポリエステル等の縮合系高分
子をはじめとする各種高分子の共重合組成を測定する方
法として従来から使用されている。例えば、液晶ポリエ
ステルの共重合組成の分析法に関して(1)H.Ohtani,
R.Fujii,S.Tsuge:J.High Res.Chromatogr.,14,388(199
1)によって紹介されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Pyrolysis gas chromatography used in the present invention has been conventionally used as a method for measuring the copolymer composition of various polymers such as polyesters and other condensation polymers. For example, regarding the method for analyzing the copolymer composition of liquid crystal polyester, (1) H. Ohtani,
R. Fujii, S. Tsuuge: J. High Res. Chromatogr., 14, 388 (199
Introduced by 1).
【0009】またポリカーボネートの共重合組成の分析
法に関して(2)Y.Ito,H.Ogasawara,Y.Ishida,H.Ohtan
i,S.Tsuge:Polym.J.,28,1090(1996)や(3)Y.Ishida,
S.Kawaguchi,Y.Ito,H.Ohtani,S.Tsuge:J.Anal.Appl.Pyr
olysis,40-41,321(1997)によって紹介されている。Further, regarding the method of analyzing the copolymer composition of polycarbonate, (2) Y. Ito, H. Ogasawara, Y. Ishida, H. Ohtan
i, S.Tsuge: Polym.J., 28,1090 (1996) and (3) Y.Ishida,
S.Kawaguchi, Y.Ito, H.Ohtani, S.Tsuge: J.Anal.Appl.Pyr
olysis, 40-41, 321 (1997).
【0010】本発明はポリエステル等の縮合系高分子を
はじめとする各種高分子の共重合組成を測定する上記の
測定方法をさらに発展させることにより、ポリエステル
中の重合の副生成物として含有する微量のジエチレング
リコール含量を測定する新規な方法を提供するものであ
る。The present invention further develops the above-mentioned measuring method for measuring the copolymer composition of various polymers such as polyesters and other condensation polymers, and thereby makes it possible to minimize the amount of traces contained as by-products of polymerization in polyesters. The present invention provides a novel method for measuring the diethylene glycol content of water.
【0011】本発明ではポリエステルに有機アルカリ試
薬を添加して熱分解装置で加水分解とメチル誘導体化を
同時に行うが、この時に使用する有機アルカリ試薬はテ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの溶液であ
り、中でもポリエステルの分解生成物を効率よくメチル
誘導体化するにはそのメタノール溶液が望ましい。In the present invention, hydrolysis and methyl derivatization are simultaneously carried out in a pyrolyzer by adding an organic alkali reagent to the polyester. The organic alkali reagent used at this time is a solution of tetramethylammonium hydroxide, especially In order to efficiently decompose the decomposition product of the compound into a methyl derivative, a methanol solution thereof is desirable.
【0012】使用する熱分解装置は、試料ホルダーが熱
分解温度に曝される直前まで室温付近の温度に保たれ気
化及び分解などによる試薬の損失を最小限に抑えられる
縦型加熱炉型熱分解装置が望ましい。また、液状の有機
アルカリ試薬を使用するため、試薬が流出しにくいカッ
プ状の試薬ホルダーが望ましい。The pyrolysis apparatus used is a vertical heating furnace type pyrolysis that maintains the temperature near room temperature until just before the sample holder is exposed to the pyrolysis temperature and minimizes loss of reagents due to vaporization and decomposition. A device is desirable. Further, since a liquid organic alkali reagent is used, a cup-shaped reagent holder from which the reagent hardly flows out is desirable.
【0013】熱分解温度は、高すぎると有機アルカリ試
薬が瞬時に分解してしまい、ポリエステルの加水分解と
分解生成物のメチル誘導体化が効率よく行われない上
に、熱による副反応が起きやすくなるためできるだけ低
温であることが望ましいが、200℃以下では生成物の
揮発性が低くなるため、ガスクロマトグラフへの導入が
瞬時に起こらずピークがテーリングするため定量性が低
くなる。If the thermal decomposition temperature is too high, the organic alkali reagent is instantaneously decomposed, so that hydrolysis of the polyester and derivatization of the decomposition product with methyl are not performed efficiently, and a side reaction due to heat is likely to occur. Therefore, it is desirable that the temperature be as low as possible. However, when the temperature is 200 ° C. or lower, the volatility of the product is low, so that introduction into the gas chromatograph does not occur instantaneously, and the peak is tailed.
【0014】種々の検討の結果、熱分解温度を300℃
〜600℃で上記の測定が可能であることを確認した
が、最適の温度は400℃前後である。ポリエステルは
粒状のままでもかまわないが、その場合はなるべく微粉
化して有機アルカリ試薬との接触面積を高めることが望
ましい。さらには、溶剤に可溶なポリエステルの場合
は、ヘキサフルオロイソプロパノール等の溶剤にいった
ん溶解してからマイクロシリンジ等で試料ホルダーに入
れた後に溶剤を揮発させれば、試料量を一定にでき、且
つ薄膜を生成することにより有機アルカリ試薬との接触
面積を高める事ができ、その熱分解及び分解生成物のメ
チル誘導体化をスムースに行えるため測定精度を高める
ことができる。As a result of various studies, the thermal decomposition temperature was set to 300 ° C.
It has been confirmed that the above measurement is possible at ~ 600 ° C, but the optimal temperature is around 400 ° C. The polyester may be in a granular state, but in that case, it is desirable to pulverize as much as possible to increase the contact area with the organic alkali reagent. Furthermore, in the case of a polyester soluble in a solvent, the amount of the sample can be made constant by dissolving it in a solvent such as hexafluoroisopropanol and then volatilizing the solvent after putting it in a sample holder with a microsyringe or the like, and By forming the thin film, the contact area with the organic alkali reagent can be increased, and the thermal decomposition and the methyl derivatization of the decomposition product can be performed smoothly, so that the measurement accuracy can be improved.
【0015】[0015]
熱分解温度:400℃ 供給試薬量:50μg(25mg/mlのヘキサフルオ
ロイソプロパノール溶液を2μl) 有機アルカリ試薬:25%テトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイドのメタノール溶液を4μl インジェクション温度:300℃ 検出部温度:300℃ カラムオーブンの昇温温度:35℃で5分間保持して、
5℃/分で昇温して280℃で6分間保持する。 分離カラム:J&W社製DB−1701(30m×0.
25mm I.D.膜厚0.25μm) キャリアーガス:He 1ml/min(定流量制御) スプリット比:1/40 ガスクロマトグラフィー検出器:FIDThermal decomposition temperature: 400 ° C. Supply reagent amount: 50 μg (2 μl of a 25 mg / ml hexafluoroisopropanol solution) Organic alkaline reagent: 4 μl of a 25% methanol solution of tetramethylammonium hydroxide Injection temperature: 300 ° C. Detection unit temperature: 300 ° C. Column oven heating temperature: Hold at 35 ° C for 5 minutes,
The temperature is raised at a rate of 5 ° C./min and maintained at 280 ° C. for 6 minutes. Separation column: DB-1701 manufactured by J & W (30m × 0.
25 mm D. Carrier gas: He 1 ml / min (constant flow rate control) Split ratio: 1/40 Gas chromatography detector: FID
【0016】〔実施例1〕表1に示す仕込み組成のエチ
レングリコールを構成成分とするポリエステルを有機ア
ルカリ試薬の共存下で熱分解して生じた生成物を熱分解
ガスクロマトグラフィーにより得たパイログラムを図1
に示した。エチレングリコールに対するジエチレングリ
コールのピークエリア比を測定した。その結果を、液体
高分解能1H−NMRにより求めたジエチレングリコー
ルとエチレングリコールとのモル比とあわせて表2に示
す。Example 1 A pyrogram obtained by pyrolysis gas chromatography of a product obtained by pyrolyzing a polyester containing ethylene glycol having the composition shown in Table 1 as a constituent in the presence of an organic alkali reagent. Figure 1
It was shown to. The peak area ratio of diethylene glycol to ethylene glycol was measured. The results are shown in Table 2 together with the molar ratio of diethylene glycol to ethylene glycol determined by liquid high resolution 1 H-NMR.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】[0018]
【表2】 [Table 2]
【0019】表2の液体高分解能1H−NMRによるジ
エチレングリコールとエチレングリコ−ルとのモル比を
横軸に、有機アルカリ試薬の共存下での熱分解ガスクロ
マトグラフィ−によるエチレングリコールに対するジエ
チレングリコールのピークエリア比を縦軸に取って作成
した検量線を図2に示す。The peak area of diethylene glycol to ethylene glycol determined by pyrolysis gas chromatography in the presence of an organic alkali reagent is plotted on the horizontal axis with the molar ratio between diethylene glycol and ethylene glycol determined by liquid high-resolution 1 H-NMR in Table 2. FIG. 2 shows a calibration curve prepared by taking the ratio on the vertical axis.
【0020】図2に示したように液体高分解能1H−N
MRによるジエチレングリコールとエチレングリコール
とのモル比を横軸に、有機アルカリ試薬の共存下での熱
分解ガスクロマトグラフィーによるエチレングリコール
に対するジエチレングリコールのピークエリア比は、R
2=0.9988と良好な直線関係が見られ、回帰式y
=1.1233x−0.0034が得られた。ここで回
帰式中のxとyは、xはエチレングリコールに対するジ
エチレングリコールのモル比(液体高分解能1H−NM
Rから求めた)であり、yはエチレングリコールに対す
るジエチレングリコールのピークエリア比(有機アルカ
リ試薬の共存下での熱分解ガスクロマトグラフィーから
求めた)である。As shown in FIG. 2, liquid high resolution 1 H-N
The molar ratio of diethylene glycol to ethylene glycol by MR is plotted on the horizontal axis, and the peak area ratio of diethylene glycol to ethylene glycol by pyrolysis gas chromatography in the presence of an organic alkali reagent is represented by R
2 = 0.9988, which is a good linear relationship, and the regression equation y
= 1.1233x-0.0034. Here, x and y in the regression equation are as follows: x is the molar ratio of diethylene glycol to ethylene glycol (liquid high resolution 1 H-NM
R) and y is the peak area ratio of diethylene glycol to ethylene glycol (determined from pyrolysis gas chromatography in the presence of an organic alkali reagent).
【0021】従って、未知の試料を熱分解ガスクロマト
グラフィ−で分析すれば、エチレングリコールとジエチ
レングリコールのピークエリアの比が出てくるので、そ
れを回帰式のyに代入してx(モル比)を求めます。P
ET中のエチレングリコールの組成比(モル)は仕込み
の段階で分かっているので、PET中のジエチレングリ
コールの組成比(モル)が計算でき、後はモル比を重量
比に換算すればジエチレングリコール含量が分かる。Therefore, when an unknown sample is analyzed by pyrolysis gas chromatography, the ratio of the peak areas of ethylene glycol and diethylene glycol comes out, and it is substituted for y in the regression equation to obtain x (molar ratio). I will ask. P
Since the composition ratio (mol) of ethylene glycol in ET is known at the stage of preparation, the composition ratio (mol) of diethylene glycol in PET can be calculated. .
【0022】〔比較例1〕表1及び表3に示す仕込み組
成のエチレングリコールを構成成分とするポリエステル
のヒドラジン分解−ガスクロマトグラフィーによりジエ
チレングリコール含量を測定した。その結果を表4に示
す。Comparative Example 1 The diethylene glycol content of a polyester containing ethylene glycol having the composition shown in Tables 1 and 3 was measured by hydrazinolysis-gas chromatography. Table 4 shows the results.
【0023】[0023]
【表3】 [Table 3]
【0024】〔実施例2〕比較例1と同じ試料の実施例
1と同じ条件での有機アルカリ試薬の共存下での熱分解
ガスクロマトグラフィーにより、エチレングリコールに
対するジエチレングリコールのピークエリア比を測定
し、実施例1で求めた回帰式からエチレングリコールに
対するジエチレングリコールのモル比を求めた。さら
に、求めたモル比と仕込み組成からジエチレングリコー
ル含量を得た。その結果を表4に示す。Example 2 The peak area ratio of diethylene glycol to ethylene glycol was measured by pyrolysis gas chromatography of the same sample as in Comparative Example 1 under the same conditions as in Example 1 in the presence of an organic alkali reagent. From the regression equation determined in Example 1, the molar ratio of diethylene glycol to ethylene glycol was determined. Further, the diethylene glycol content was obtained from the obtained molar ratio and the charged composition. Table 4 shows the results.
【0025】表4に示すように、有機アルカリ試薬の共
存下での熱分解ガスクロマトグラフィーより求めたジエ
チレングリコール含量は、ヒドラジン分解−ガスクロマ
トグラフィーにより求めた値と同じ数値を示しており、
信頼できる正確な分析値であることが分かる。なお、ヒ
ドラジン分解−ガスクロマトグラフィーの測定時間が一
昼夜必要であったのに対し、有機アルカリ試薬の共存下
での熱分解ガスクロマトグラフィーは2時間程度と短時
間であった。As shown in Table 4, the content of diethylene glycol determined by pyrolysis gas chromatography in the presence of an organic alkali reagent is the same as the value determined by hydrazine decomposition-gas chromatography.
It turns out that the analysis value is reliable and accurate. In addition, while the measurement time of hydrazine decomposition-gas chromatography was required day and night, pyrolysis gas chromatography in the coexistence of an organic alkali reagent was as short as about 2 hours.
【0026】[0026]
【表4】 [Table 4]
【0027】[0027]
【発明の効果】上記の通り本発明の方法は、エチレング
リコールを構成成分とするポリエステル中に重合の副生
成物として存在する微量のジエチレングリコールの含量
の測定を短時間かつ簡便にし、製品の品質管理、製造の
効率化を促すものである。As described above, the method of the present invention makes it possible to measure the content of a trace amount of diethylene glycol present as a by-product of polymerization in a polyester containing ethylene glycol as a component in a short time and easily, and to control the quality of the product. It promotes the efficiency of manufacturing.
【図1】実施例1における試料Aの有機アルカリ試薬の
共存下での熱分解ガスクロマトグラフィーによるパイロ
グラム。FIG. 1 is a pyrogram obtained by pyrolysis gas chromatography of a sample A in Example 1 in the presence of an organic alkali reagent.
【図2】液体高分解能1H−NMRによるエチレングリ
コールに対するジエチレングリコールのモル比と、有機
アルカリ試薬の共存下での熱分解ガスクロマトグラフィ
ーによるエチレングリコールに対するジエチレングリコ
ールのピークエリア比との関係を示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the molar ratio of diethylene glycol to ethylene glycol by liquid high-resolution 1 H-NMR and the peak area ratio of diethylene glycol to ethylene glycol by pyrolysis gas chromatography in the presence of an organic alkali reagent.
Claims (5)
を熱分解して得た生成物を熱分解ガスクロマトグラフィ
ーを用いて、ポリエステル中のジエチレングリコール含
量を測定することを特徴とするポリエステル中のジエチ
レングリコール含量の測定方法。1. A diethylene glycol content in a polyester obtained by pyrolyzing a polyester in the coexistence of an organic alkali reagent and measuring the diethylene glycol content in the polyester by pyrolysis gas chromatography. Measurement method.
構成成分とする重合体で、重合の副生成物として微量の
ジエチレングリコールを含有しているものを用いること
を特徴とする請求項1記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein a polymer containing ethylene glycol as a constituent component of the polyester and containing a small amount of diethylene glycol as a by-product of polymerization is used.
モニウムハイドロオキサイドを用いることを特徴とする
請求項1又は2のいずれか1項記載のポリエステル中の
ジエチレングリコール量の定量方法。3. The method for quantifying the amount of diethylene glycol in a polyester according to claim 1, wherein tetramethylammonium hydroxide is used as the organic alkali reagent.
600℃の温度を用いることを特徴とする請求項3記載
のポリエステル中のジエチレングリコール含量の定量方
法。4. A polyester having a thermal decomposition temperature of 300 to 300.
4. The method according to claim 3, wherein a temperature of 600 [deg.] C. is used.
レングリコール成分をメチル誘導体化して、ジエチレン
グリコール成分量を定量化することを特徴とする請求項
1記載のポリエステル中のジエチレングリコール量の定
量方法。5. The method for quantifying the amount of diethylene glycol in a polyester according to claim 1, wherein the amount of the diethylene glycol component is quantified by converting the diethylene glycol component generated by thermal decomposition of the polyester into a methyl derivative.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10325709A JP2000146940A (en) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | Method for determining amount of diethyleneglycol in polyester |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10325709A JP2000146940A (en) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | Method for determining amount of diethyleneglycol in polyester |
Publications (1)
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JP2000146940A true JP2000146940A (en) | 2000-05-26 |
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JP10325709A Pending JP2000146940A (en) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | Method for determining amount of diethyleneglycol in polyester |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101126679B1 (en) | 2009-08-24 | 2012-03-29 | 주식회사 엘지화학 | Method for analyzing polyester-based resins |
-
1998
- 1998-11-16 JP JP10325709A patent/JP2000146940A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101126679B1 (en) | 2009-08-24 | 2012-03-29 | 주식회사 엘지화학 | Method for analyzing polyester-based resins |
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