JP2001208736A - フッ素系有機化合物の分子量測定方法 - Google Patents

フッ素系有機化合物の分子量測定方法

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JP2001208736A
JP2001208736A JP2000020565A JP2000020565A JP2001208736A JP 2001208736 A JP2001208736 A JP 2001208736A JP 2000020565 A JP2000020565 A JP 2000020565A JP 2000020565 A JP2000020565 A JP 2000020565A JP 2001208736 A JP2001208736 A JP 2001208736A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】サイズ排除クロマトグラフィ(SEC)による
フッ素系有機化合物の分子量測定方法として、正確な測
定方法を提供する。 【解決手段】移動相としてジクロロペンタフルオロプロ
パンを必須成分とする溶媒を用い、かつ、分子量測定用
標準試料としてとしてMw/Mnで表される分子量分布値
が1.1未満のペルフルオロポリエーテルを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フッ素系有機化合
物の分子量測定方法に関する。詳しくは、サイズ排除ク
ロマトグラフィ(SEC)により、フッ素系有機化合物
の分子量、および分子量分布値を測定する方法に関す
る。本発明の方法は、フッ素系有機化合物の研究、製
造、および品質管理等に用いうる有用な分子量測定方法
である。
【0002】
【従来の技術】SECで有機化合物の分子量または分子
量分布値を測定する場合には、分子量または分子量分布
値が既知である標準化合物、すなわち、分子量測定用標
準試料のクロマトグラムを測定し、その溶出時間から検
量線を得て、つぎに同条件で測定した試料の溶出時間を
検量線にあてはめて測定する方法、または、粘度検出器
や光散乱検出器を用いて直接求める方法がある。
【0003】SECでの測定においては、分析対象であ
る有機化合物を移動相に溶解させる必要がある。該有機
化合物がフッ素系有機化合物の場合には、これを溶解す
る溶媒としてフッ素系の溶媒が選択される。そして、該
溶媒としてジクロロペンタフルオロプロパン(以下、H
CFC225という。)を選択した例が報告されている
(特開平5−20673)。
【0004】SECでの測定において用いる分子量測定
用標準試料としては、種々の非フッ素系化合物が市販さ
れている。このうち、本発明者らはHCFC225を用
いてSEC分析を行う場合には、分子量測定用標準試料
としてポリメチルメタクリレート(以下、PMMAとい
う)の使用が好ましいことを提案している(特開平11
−174034)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、分子量が同一
であるフッ素系有機化合物と非フッ素系有機化合物とを
比較した場合、フッ素系有機化合物は一般に分子サイズ
が小さい性質がある。このため、分子サイズの差を利用
したSEC分析において、フッ素系有機化合物の分子量
を非フッ素系有機化合物からの換算値として求めると、
大きな誤差を生じる問題が認められた。
【0006】実際にペルフルオロポリエーテル(以下、
PFPEという)の分子量をPMMA換算分子量とする
と、分子量1900程度の化合物が、分子量1100程
度と小さく求まる問題が認められた。
【0007】粘度検出器や光散乱検出器は、近年は性能
が向上しているが、信号強度が分子量に比例することか
ら、分子量の比較的小さい化合物であるオリゴマーの測
定が難しい問題があった。たとえば、分子量が5000
未満のPFPEは光散乱検出器で検出できない問題があ
った。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、SECにおけ
る上記問題を解決する目的でなされたものであり、フッ
素系有機化合物の分子量または分子量分布値の測定を、
より正確に行いうる新しい方法を提供する。
【0009】すなわち本発明は、フッ素系有機化合物の
分子量をサイズ排除クロマトグラフィにより測定する方
法において、移動相としてジクロロペンタフルオロプロ
パンを必須成分とする溶媒を用い、かつ、分子量測定用
標準試料としてMw/Mnで表される分子量分布値が1.
1未満のペルフルオロポリエーテルを用いることを特徴
とするフッ素系有機化合物の分子量測定方法を提供す
る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の分析対象であるフッ素系
有機化合物としては、分子中にフッ素原子を含む種々の
構造の有機化合物を採用できる。また該フッ素系有機化
合物は、移動相に実質的に完全に溶解しうる化合物であ
るのが好ましい。
【0011】本発明におけるフッ素系有機化合物として
は、フッ素系オリゴマーまたはフッ素系高分子化合物が
好ましい。フッ素系有機化合物の分子量は1×102
1×105であるのが好ましい。フッ素系オリゴマーと
しては、ペルフルオロポリエーテル、フルオロシリコー
ン等が好ましく、フッ素系高分子化合物としては、含フ
ッ素アクリル系重合体や、含フッ素アクリル系共重合体
等が挙げられる。本発明によれば、従来の方法よりも正
確な値で、フッ素系有機化合物が1種である場合にはそ
の分子量を、2種以上である場合には、それらの分子量
を、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw
として、求められる。
【0012】SECによる測定を行う場合には、フッ素
系有機化合物は、溶媒に溶解させた後にSECに付す。
フッ素系有機化合物を溶解させる溶媒としては、分析対
象となるフッ素系有機化合物が溶解しうる溶媒であれば
特に限定されず、移動相と同一であっても異なっていて
もよく、移動相と同一の溶媒を用いるのが好ましい。
【0013】本発明においては、移動相としてHCFC
225を必須成分とする溶媒を用いる。HCFC225
は、分子式がC3HF5Cl2である塩素化フッ素化炭化
水素から選択される1種または2種以上である。HCF
C225としては、分子式が同一で構造が異なる数種類
の異性体が存在するが、本発明のHCFC225として
はHCFC225ca(CF3CF2CHCl2)、HC
FC225cb(CF2ClCF2CFHCl)、または
それらの混合物が挙げられる。
【0014】これらのHCFC225としては、市販品
であるアサヒクリンAK−225(旭硝子社製、商品
名)やアサヒクリンAK−225SECグレード(旭硝
子社製、商品名)等を用いるのが好ましい。
【0015】さらに、ペルフルオロポリエーテルのSE
C測定を行う場合には、広範囲のフッ素系有機化合物を
良好に溶解しうるHCFC225であるアサヒクリンA
K−225 SECグレード1(旭硝子社製、商品名)
を移動相とするのが好ましい。そして該グレード1に対
する溶解性が低いフッ素系有機化合物を扱う場合には、
HCFC225であるアサヒクリンAK−225 SE
Cグレード2(旭硝子社製、商品名)を移動相とするの
が好ましい。
【0016】移動相としては、HCFC225のみであ
ってもよく、また、必要に応じてフッ素系有機化合物に
溶解性を向上させる目的で他の有機溶媒を含ませてもよ
いが、本発明においては移動相は実質的にHCFC22
5からなるのが好ましい。他の有機溶媒を含ませる場合
には、HCFC225と他の有機溶媒との合計量中に、
他の有機溶剤を10体積%以下とするのが好ましい。
【0017】他の有機溶媒としては、アセトン、アセト
ニトリル、ジオキサン、酢酸エチル、ジエチルエーテ
ル、エタノール、メタノール、n−ヘキサン、メチル−
tert−ブチルエーテル、シクロペンタン、テトラヒ
ドロフラン、フッ素化アルコール(ペンタフルオロプロ
パノール、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノー
ル、2,2,2−トリフルオロエタノール、1,1,
1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノー
ル)、ペルフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン等
が挙げられる。
【0018】本発明においては、分子量測定用標準試料
として、分子量分布値(Mw/Mnで表される値、以下同
じ)が1.1未満のペルフルオロポリエーテルを用い
る。分子量分布値が1.1未満のペルフルオロポリエー
テルは、市販のペルフルオロポリエーテルを精製するこ
とにより得られる。ペルフルオロポリエーテルの分子量
分布値の下限は1である。ペルフルオロポリエーテルと
しては、ペルフルオロ(ポリアルキレンオキシド)の分
子末端を変性させた種々の化合物が挙げられる。さら
に、ペルフルオロポリエーテルの分子量は1×103
1×105であるものが好ましい。
【0019】さらに、本発明の方法でより正確な分子量
および分子量分布値を測定するためには、分子量測定用
標準試料として、ペルフルオロポリエーテルとともに分
子量が1000以下の低分子量化合物(好ましくは、分
子量が30〜1000の低分子量化合物)を用いるのが
好ましい。この低分子量化合物を併用することによって
低分子量領域の正確な分子量および分子量分布値が測定
できる。低分子量化合物としては、特に限定されず、分
子量が既知である化合物(フッ素系化合物、非フッ素系
化合物)が用いうる。また、該低分子化合物として、前
記の必須の分子量測定用標準試料よりも分子量が小さい
ペルフルオロポリエーテルを用いてもよい。
【0020】低分子量化合物としては、より正確な検量
線を得られることから含フッ素化合物が好ましく、ペル
フルオロポリエーテルと類似構造である分子量が100
0以下の含フッ素化合物が特に好ましく、とりわけ分子
量が1000以下の2−(ペルフルオロアルキル)エチ
ルアルコールが好ましい。低分子量化合物は1種のみを
用いてもよく、2種以上を用いてもよく、2種以上の低
分子量化合物を用いる場合には、構造が異なる化合物で
あってもよい。
【0021】SECに用いられるカラムとしては、汎用
の高分子ゲルを充填したSEC用カラムが挙げられ、多
孔性ポリスチレン−ジビニルベンゼン系共重合体ゲルを
充填したSEC用カラムが好ましい。該カラムとして
は、PLゲル MIXED−Eカラム(ポリマーラボラ
トリーズ社製、商品名)を用いるのが好ましく、さらに
このカラムを2本直列に連結すると、分離性能が向上し
て、より好ましい。
【0022】SEC装置としては、汎用の装置が使用で
きる。SEC装置における検出器としては、示差屈折率
(RI)検出器、紫外線吸光検出器、可視光線吸光検出
器、赤外線吸光検出器、光散乱強度検出器等が挙げられ
る。移動相の送液速度は、カラムサイズ、カラム充填剤
の種類等に応じて適宜決定され、毎分0.1〜10ml
であるのが好ましい。その他の分析条件は、通常の測定
条件を最適化して採用するのが好ましい。
【0023】本発明の方法によりSEC分析を行う場合
には、分析対象となるフッ素系有機化合物をSECに付
し、そのカラム保持時間から、フッ素系有機化合物の分
子量を測定できる。フッ素系有機化合物が分子量の異な
る2種以上の化合物からなる場合には、その分子量の広
がり具合を分子量分布値として求めうる。フッ素系有機
化合物の分子量値および分子量分布値は、該化合物の性
能評価や品質管理等に用いられる有用な数値であり、本
発明の方法によれば、これらの数値を、より正確な値と
して求めうる。
【0024】
【実施例】[例1]移動相としてアサヒクリンAK−2
25 SECグレード1を用い、SEC用カラムとし
て、ポリマーラボラトリー社製のPLゲル5μm MI
XED−E(内径7.5mm、長さ30cm)を2本直
列に連結したものを用い、分子量測定用標準試料とし
て、分子量分布値が1.1未満であるペルフルオロポリ
エーテル4種[(SECピークトップの分子量:分子量
分布値);(2046:1.04)、(3622:1.
07)、(6501:1.03)、(9638:1.0
4)]、および、分子量分布値が1.1以上であるペル
フルオロポリエーテル1種(SECピークトップの分子
量が1318:分子量分布値が1.16)、を用いて分
析した。
【0025】移動相流速を毎分1.0ml、カラム温度
を37℃とし、検出器として示差屈折率(RI)検出器
を用い、極性を−とした。送液ポンプにかかる圧力は約
102kg/cm2であった。得られたクロマトグラム
をまとめて図1に示す。
【0026】つぎに、同様の条件で2−(ペルフルオロ
ヘキシル)エタノールと2−(ペルフルオロデシル)エ
タノールを分析した。先に測定したペルフルオロポリエ
ーテルの測定結果とあわせて検量線を作成した。検量線
(PFPEで示される検量線)を図2に示す。
【0027】[例2](参考例) 例1と同様のSEC測定条件で、単分散PMMAと酢酸
イソブチルのSECを測定し、それらの測定結果から検
量線を作成した。検量線(PMMAで示される検量線)
を図2に示す。
【0028】PFPEと2−(ペルフルオロアルキル)
エタノールから得た検量線は、PMMAと酢酸イソブチ
ルによる検量線に比べて同一保持時間に対して高分子量
側にある。すなわち、フッ素系有機化合物であるPFP
Eは、同一分子量の非フッ素系有機化合物であるPMM
Aに比較して、保持時間が長い。
【0029】[例3]ペルフルオロポリエーテル(19
−NMR測定によるMnが1888。PMMA換算分子
量はMn=1090)をアサヒクリンAK−225 S
ECグレード1(旭硝子製、商品名)に1質量%の濃度
で溶解させたものを用いて、例1と同じ条件で分析し
た。得られたクロマトグラムを図3に示す。例1で得た
検量線を用いてペルフルオロポリエーテルの分子量を求
めた結果、PFPE換算分子量は、Mnが1750であ
り、19F−NMR測定によるMn値に近い値が測定でき
た。また、Mwは3230であった。
【0030】
【発明の効果】本発明方法によれば、フッ素系有機化合
物の分子量および分子量分布値を、より正確に測定でき
る。また本発明方法は、良好な作業環境、かつ地球環境
への影響が少ない条件で実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】例1に係るペルフルオロポリエーテル5種のク
ロマトグラム。
【図2】例1で得た検量線(PFPE)および例2で得
た検量線(PMMA)。
【図3】例3に係るペルフルオロポリエーテルのクロマ
トグラム。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フッ素系有機化合物の分子量をサイズ排除
    クロマトグラフィにより測定する方法において、移動相
    としてジクロロペンタフルオロプロパンを必須成分とす
    る溶媒を用い、かつ、分子量測定用標準試料としてMw
    /Mnで表される分子量分布値が1.1未満のペルフル
    オロポリエーテルを用いることを特徴とするフッ素系有
    機化合物の分子量測定方法。
  2. 【請求項2】フッ素系有機化合物の分子量が、1×10
    2〜1×105である請求項1に記載の分子量測定方法。
  3. 【請求項3】フッ素系有機化合物が、ペルフルオロポリ
    エーテルまたはフルオロシリコーンである請求項1また
    は2に記載の分子量測定方法。
  4. 【請求項4】分子量測定用標準試料として、Mw/Mn
    表される分子量分布値が1.1未満のペルフルオロポリ
    エーテルとともに、分子量が1000以下の低分子有機
    化合物を用いる請求項1、2または3に記載の分子量測
    定方法。
  5. 【請求項5】分子量が1000以下の低分子有機化合物
    が、分子量が1000以下の2−(ペルフルオロアルキ
    ル)エチルアルコールである請求項1〜4のいずれかに
    記載の分子量測定方法。
  6. 【請求項6】分子量とともに分子量分布値も測定する方
    法である請求項1〜5のいずれかに記載の分子量測定方
    法。
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