JP6902034B2 - 異なる微細構造を有するオレフィン系ポリマーのクロマトグラフィーの分解能を増加させる方法 - Google Patents

異なる微細構造を有するオレフィン系ポリマーのクロマトグラフィーの分解能を増加させる方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6902034B2
JP6902034B2 JP2018530652A JP2018530652A JP6902034B2 JP 6902034 B2 JP6902034 B2 JP 6902034B2 JP 2018530652 A JP2018530652 A JP 2018530652A JP 2018530652 A JP2018530652 A JP 2018530652A JP 6902034 B2 JP6902034 B2 JP 6902034B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stationary phase
temperature
polymer
eluent
tlvsp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018530652A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018532126A (ja
Inventor
ロンジュアン・コン
アルベルト・パロット
チェリー・ホリス
Original Assignee
ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー, ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー filed Critical ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
Publication of JP2018532126A publication Critical patent/JP2018532126A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6902034B2 publication Critical patent/JP6902034B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/88Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/16Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the conditioning of the fluid carrier
    • B01D15/161Temperature conditioning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/34Size selective separation, e.g. size exclusion chromatography, gel filtration, permeation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/30Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/50Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
    • G01N30/52Physical parameters
    • G01N30/54Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D9/00Crystallisation
    • B01D9/0004Crystallisation cooling by heat exchange
    • B01D9/0013Crystallisation cooling by heat exchange by indirect heat exchange
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/30Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature
    • G01N2030/3076Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature using specially adapted T(t) profile
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/32Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed
    • G01N2030/324Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed speed, flow rate
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/88Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • G01N2030/8809Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample
    • G01N2030/884Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample organic compounds
    • G01N2030/885Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample organic compounds involving polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2015年9月1日に出願され参考として本明細書に組み込まれている米国仮出願第62/212,930号の利益を主張する。
コモノマー含有量及び分布(CCD)は、多くの場合短鎖分岐分布(SCBD)とも称されるが、オレフィン系ポリマーの性質を制御するキーパラメーターの1つである。精密で正確なCCD分析は、新製品開発に絶対必要である。現在の技術では結晶化系(CEF、例えば、Monrabal and Mayo et al.,Macromolecular Symposia,2012参照;及びTREF)または相互作用系技術(高温熱勾配相互作用クロマトグラフィー、HT−TGIC、または短い略語でTGIC(例えば、Cong and deGroot et al.,Macromolecules,2011,44,3062参照)を使用し、CCDを測定する。しかし、これらの技術は、次の欠点を有する:限定的分解能、一段分離、及び共溶出/共結晶化。
CEF及び全ての他の結晶化系分離技術における一番の課題は、共結晶化であり(例えば、Alghyamah and Soares,Macromolecular Chemistry and Physics,2014,215,465及びMacromolecular Chemistry and Physics,2015,216,38参照)、これはSCBD結果にエラーを引き起こす。他方では、オレフィン系ポリマーのHT−TGICの精度は、低分解能及び共溶出問題のせいで下がる。これらの課題が、正確なSCBDモデリングの実現を非常に難しくしている。したがって、CCD(またはSCBD)分析の分解能と、それに伴い精度を改善する新しいクロマトグラフィー技術が必要とされている。これの必要性は次の発明によって満たされている。
異なる微細構造の少なくとも2つのオレフィン系ポリマー及び/または異なる微細構造の少なくとも2つのオレフィン系ポリマーフラクションを含む、ポリマーサンプルから生成されたクロマトグラムの分解能インデックス(RI)を増加する方法が提供され;
前記方法は少なくとも以下のステップを含み、A)またはB)のうち1つが発生する。
A)n’=0であり、ステップf)がステップc)に続くように、次のステップd)及びステップe)は飛ばし、T3がT1よりも高い;
B)n’が≧1の整数であり、ステップd)及びステップe)は飛ばさず、ステップd)及びステップe)はn’>1回繰り返される;
a1)ポリマーサンプルを少なくとも1つの溶媒中に溶解させ、ポリマー溶液を形成するステップ;
a2)ポリマー溶液の少なくとも一部を、T1(℃)の温度にて固定相へと注入するステップであって、固定相を通る溶離液の流れはないステップ;
b)同時に固定相を冷却速度CRにてT2<T1である最低温度T2(℃)まで冷却しながら、固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって、固定相を通る溶離液の流れが温度T2にて止められるステップ;
c)温度がT2に達するときに、任意に時間t20の間、温度をT2にて維持し;固定相を通る溶離液の流れがないように維持しながら、加熱速度HRにて固定相の温度をT3>T2であるT3まで上昇させ;温度がT3に達するときに、時間t30の間、固定相を通る流量がないよう維持し;時間t30の間、温度をT3にて維持するステップ;
次のステップd)及びステップe)において、nは1〜n’である各n値に対し、ステップd)の溶離液の流量はFRであり;少なくとも1つのT3(n≧1)は、T1よりも高く;
d)同時に固定相を速度CRにてT2<T3n−1である最低温度T2まで冷却しながら、固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって;固定相を通る溶離液の流れが温度T2にて止められるステップ;
e)温度がT2に達するときに、任意に時間t2nの間、温度をT2にて維持し;固定相を通る溶離液の流れがないように維持しながら、加熱速度HRにて固定相の温度をT3>T2であるT3まで上昇させ;温度がT3に達するときに、時間t3nの間、固定相を通る流量がないよう維持し;時間t3nの間、固定相の温度をT3にて維持するステップ;
f)同時に固定相を速度CRにて温度T2まで冷却しながら、固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定し、温度が温度T2に達するときに、任意に時間t2fの間、温度をT2にて維持するステップ;
g)固定相の温度をT(T>T2及びT≧T1)まで増加させながら、固定相を通る溶離液の流量(FR)を少なくとも0.1ml/分まで増加させ、この温度増加の間、ポリマーサンプルを固定相から溶離させ;固定相が温度Tに達するときに、任意に時間tの間、温度をTにて維持し;クロマトグラムを生成するステップ;
分解能インデックス(RI)=((RC−R0)/R0)×100であり、式中、RI>0であり;RCはクロマトグラムにおける2つの最大ピーク高さの溶出時間の差であり;
R0は、RCの決定のために選択されたものと同一の2つの最大ピーク高さの溶出時間の差であり、これらの2つの最大ピーク高さは、以下のステップ:
c1)ポリマー溶液の少なくとも一部を、T1(℃)の温度にて固定相へと注入するステップであって、固定相を通る溶離液の流れはないステップと;
c2)同時に固定相を冷却速度CRにてT2<T1である最低温度T2(℃)まで冷却しながら、固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって、固定相を通る溶離液の流れが温度T2にて止められ、任意に時間t20の間、温度をT2にて維持するステップと;
c3)固定相の温度をT(T>T2及びT≧T1)まで増加させながら、固定相を通る溶離液の流量(FR)を少なくとも0.1ml/分の速度まで増加させ、この温度増加の間、ポリマーサンプルを固定相から溶離させ;固定相が温度Tに達するときに、任意に時間tの間、温度をTにて維持し;比較クロマトグラムを生成するステップ;
が分析に使用されたことを除き、RCのためのクロマトグラムと同一条件下で生成した比較クロマトグラム上に存在する。
HT−TGIC構成の概略図を示す。 比較分析における温度対時間プロファイル(サンプルをカラムに注入後)の概略を示す。 本発明の分析における温度対時間プロファイル(サンプルを固定相に注入後)の概略を示す。 サンプル#1及びサンプル#2での本発明の分析(点線−数サイクル)及び比較分析(破線)での冷却、加熱、及び溶出ステップの温度対時間プロファイル(サンプルをカラムに注入後)の概略を示す。 サンプル#1の未加工HT−TGICクロマトグラム(IR−5検出器測定チャンネルの直接出力(吸光度)対溶出時間(分))を示す。 サンプル#2の未加工HT−TGICクロマトグラム(IR−5検出器測定チャンネルの直接出力(吸光度)対溶出時間(分))を示す。 サイクル数が0及び3にて高多孔性グラファイト固定相を使用して測定した、サンプル#1のHT−TGICの未加工クロマトグラムを示す。 サイクル数が0及び3にて高多孔性グラファイト固定相を使用して測定した、サンプル#2のHT−TGICの未加工クロマトグラムを示す。 個々のポリマー成分に重ねた、比較分析でのサンプル#1(EO−A/EO−B=50/50重量:重量)のHT−TGICクロマトグラムを示す。 個々のポリマー成分に重ねた、総サイクル数=3の場合の、サンプル−1(EO−A/EO−B=50/50重量:重量)のHT−TGICクロマトグラムを示す。 個々のポリマー成分に重ねた、比較分析でのサンプル#2(EO−A/EO−C=50/50重量:重量)のHT−TGICクロマトグラムを示す。 個々のポリマー成分に重ねた、総サイクル数=3の場合の、サンプル#2(EO−A/EO−C=50/50重量:重量)のHT−TGICクロマトグラムを示す。 高多孔性固定相及び低多孔性固定相における1〜0.003ミクロンの範囲で累積孔径分布を示す。 本発明の分析での温度対時間プロファイル(サンプルを固定相に注入後)の概略における非線形の加熱速度及び冷却速度を示す。
吸着温度の全範囲をカバーする本明細書に記載される調節された熱勾配プロファイルの使用により、オレフィン系ポリマー及び/またはポリマー画分のクロマトグラフィー分離の分解能及び精度が劇的に向上し、それと共に、より正確なCCD及び/またはSCBD分析が実現することを発見した。現在のCEF、TREF、HT−TGIC、クロス分別、及びTGIC−GPC(TGIC−h−GPC)複合技術と比較して、この改善によりオレフィン系ポリマーの微細構造の特性決定を劇的に向上させる。
上述のように、異なる微細構造の少なくとも2つのオレフィン系ポリマー及び/または異なる微細構造の少なくとも2つのオレフィン系ポリマーフラクションを含む、ポリマーサンプルから生成されたクロマトグラム、好ましくはHT−TGICによって生成されたクロマトグラムの分解能インデックス(RI)を増加する方法が提供され;
前記方法は少なくとも以下のステップを含み、A)またはB)のうち1つが発生し(ここで、n’はステップd)の回数を表し、続いてステップe)を行う):
A)n’=0であり、ステップf)がステップc)に続くように、次のステップd)及びステップe)は飛ばし、T3がT1よりも高い;
B)n’が≧1の整数の場合、ステップd)及びステップe)は飛ばさず、ステップd)及びステップe)はn’>1回繰り返される[すなわち、n’=1の場合、ステップd)及びステップe)は飛ばさず、n’>1の場合、ステップd)及びステップe)は飛ばさず、ステップd)及びステップe)はステップf)の前にn’−1回繰り返される];
a1)ポリマーサンプルを少なくとも1つの溶媒中に溶解させ、ポリマー溶液を形成するステップ;
a2)ポリマー溶液の少なくとも一部を、T1(℃)の温度にて固定相へと注入するステップであって、固定相を通る溶離液の流れはないステップ;
b)同時に固定相を冷却速度CRにてT2<T1である最低温度T2(℃)まで冷却しながら、固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって、固定相を通る溶離液の流れが温度T2にて止められるステップ;
c)温度がT2に達するときに、任意に時間t20の間、温度をT2にて維持し;固定相を通る溶離液の流れがないように維持しながら、加熱速度HRにて固定相の温度をT3>T2であるT3まで上昇させ;温度がT3に達するときに、時間t30の間、固定相を通る流量がないよう維持し;時間t30の間、温度をT3にて維持するステップ;
次のステップd)及びステップe)において、nは1〜n’である各n値に対し、ステップd)の溶離液の流量はFRであり;少なくとも1つのT3(n≧1)は、T1よりも高く;
d)同時に固定相を速度CRにてT2<T3n−1である最低温度T2まで冷却しながら、固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって、固定相を通る溶離液の流れが温度T2にて止められるステップ;
e)温度がT2に達するときに、任意に時間t2nの間、温度をT2にて維持し、固定相を通る溶離液の流れがないように維持しながら、加熱速度HRにて固定相の温度をT3>T2であるT3まで上昇させ;温度がT3に達するときに、時間t3nの間、固定相を通る流量がないよう維持し;時間t3nの間、固定相の温度をT3にて維持するステップ;
f)同時に固定相を速度CRにて温度T2まで冷却しながら、固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定し、温度が温度T2に達するときに、任意に時間t2fの間、温度をT2にて維持するステップ;
g)固定相の温度をT(T>T2及びT≧T1)まで増加させながら、固定相を通る溶離液の流量(FR)を少なくとも0.1ml/分まで増加させ、この温度増加の間、ポリマーサンプルを固定相から溶離させ;固定相が温度Tに達するときに、任意に時間tの間、温度をTにて維持し;クロマトグラムを生成するステップ;
分解能インデックス(RI)=((RC−R0)/R0)×100であり、式中、RI>0であり;RCはクロマトグラムにおける2つの最大ピーク高さの溶出時間の差であり;
R0は、RCの決定のために選択されたものと同一の2つの最大ピーク高さの溶出時間の差であり、これらの2つの最大ピーク高さは、以下のステップ:
c1)ポリマー溶液の少なくとも一部を、T1(℃)の温度にて固定相へと注入するステップであって、固定相を通る溶離液の流れはないステップ;
c2)同時に固定相を冷却速度CRにてT2<T1である最低温度T2(℃)まで冷却しながら、固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって、固定相を通る溶離液の流れが温度T2にて止められ、任意に期間t20の間、温度をT2にて維持するステップ;
c3)固定相の温度をT(T>T2及びT≧T1)まで増加させながら、固定相を通る溶離液の流量(FR)を少なくとも0.1ml/分の速度まで増加させ、この温度増加の間、ポリマーサンプルを固定相から溶離させ;固定相が温度Tに達するときに、任意に時間tの間、温度をTにて維持し;比較クロマトグラムを生成するステップ;が分析に使用されたことを除き、RCのためのクロマトグラムと同一条件下で生成した比較クロマトグラム上に存在する。
本発明の方法は、本明細書に記載される2つまたはそれ以上の実施形態の組み合わせを含むことができる。
分解能インデックス(RI)の増加は、RC>R0で示されており、RC及びR0については、上述した通りである。
各温度T1、T2、T3などは固定相の温度であり、これは典型的には固定相が位置している対流式オーブンの気温である。
本発明の分析のための構成の概略図の例を、図1に示す。
一実施形態では、n’≧1であり、各n値について、nが1〜n’であり、TLVSP(計算)が、以下の等式B:
Figure 0006902034
を満たし、式中、i=1〜n’であり、TLVSP(計算)は固定相の計算された総液体体積(単位は「ml」)であり、
TLVSP(計算)≦TLVSP(測定)であり、TLVSP(測定)は固定相の測定された総液体体積(単位は「ml」)である。
一実施形態では、n’=0であり、TLVSP(計算)が、以下の等式A:
Figure 0006902034
を満たし、式中、TLVSP(計算)は固定相の計算された総液体体積(単位は「ml」)であり、
TLVSP(計算)≦TLVSP(測定)であり、TLVSP(測定)は固定相の測定された総液体体積(単位は「ml」)である。
一実施形態では、RIは、≧2%、または≧3%、または≧4%、または≧5%、または≧6%、または≧7%、または≧8%、または≧9%、または≧10%である。
一実施形態では、RIは、≧12%、または≧13%、または≧14%、または≧15%、または≧16%、または≧17%、または≧18%、または≧19%、または≧20%、または≧21%、または≧22%、または≧23%、または≧24%、または≧25%、または≧26%、または≧27%、または≧28%、または≧29%である。
一実施形態では、RIは、≧30%、または≧35%、または≧40%、または≧45%、または≧50%、または≧55%、または≧60%、または≧65%、または≧70%、または≧75%、または≧80%、または≧85%、または≧90%、または≧95%、または≧100%である。
一実施形態では、固定相は、≦25%、または≦20%、または≦19%、または≦18%、または≦17%、または≦16%、または≦15%、または≦14%、または≦13%、または≦12%の多孔性を有する。
一実施形態では、固定相は、≦10.0m/g、または≦9.0m/g、または≦8.0m/g、または≦7.0m/g、または≦6.0m/g、または≦5.0m/g、または≦4.0m/gの総細孔面積を有する。
一実施形態では、固定相は、≦20.0m/g、または≦19.0m/g、または≦18.0m/g、または≦17.0m/g、または≦16.0m/g、または≦15.0m/g、または≦14.0m/g、または≦13.0m/g、または≦12.0m/g、または≦11.0m/g、または≦10.0m/g、または≦9.0m/g、または≦8m/gのBET表面積を有する。
一実施形態では、固定相は、≦200μm、または≦100μm、または≦90μm、または≦80μm、または≦70μm、または≦60μm、または≦50μm、または≦40μm、または≦30μm、または≦20μmのD50値を有する。
一実施形態では、サポート物質は、≧2ミクロン、または≧5ミクロンのD50を有する。
一実施形態では、サポート物質は、<28μm、または<25μmのD50を有する。
一実施形態では、サポート物質は、2〜30ミクロン、更に5〜30ミクロン、更に5〜25ミクロンのD50を有する。
一実施形態では、固定相は、グラファイト状炭素、モリブデン硫化物、または炭化ケイ素を含む。
一実施形態では、n’は、0より大きく、更に1より大きく、更に2より大きく、更に3より大きい。
一実施形態では、n’は、1〜10、または1〜8、または1〜6である。
一実施形態では、n’は、1〜5、または1〜4、または1〜3、または1〜2である。
一実施形態では、n’が増加するとRI値は増加する。
一実施形態では、ステップb)及びステップc2)において、CRは、0.1℃/分〜15.0℃/分、または0.1℃/分〜12.0℃/分、または0.1℃/分〜10.0℃/分、または0.1℃/分〜8.0℃/分、または0.1℃/分〜5.0℃/分から選択される。
一実施形態では、ステップb)及びステップc2)において、CRは、1.0℃/分〜15.0℃/分、または1.0℃/分〜12.0℃/分、または1.0℃/分〜10.0℃/分、または1.0℃/分〜8.0℃/分、または1.0℃/分〜5.0℃/分から選択される。
一実施形態では、ステップc)において、HRは、1.0℃/分〜100℃/分、更に1.0℃/分〜50℃/分、更に1.0℃/分〜20℃/分、更に1.0℃/分〜10℃/分、更に1.0℃/分〜5.0℃/分から選択される。
一実施形態では、ステップc)において、t30は、≧1.0分、更に≧2.0分、更に≧3.0分、更に≧4.0分、更に≧5.0分、更に≧6.0分、更に≧7.0分、更に≧8.0分、更に≧9.0分、更に≧10分である。
一実施形態では、ステップd)において、CRは、0.1℃/分〜15.0℃/分、または0.1℃/分〜10.0℃/分、または0.1℃/分〜5.0℃/分から選択される。
一実施形態では、ステップd)において、CRは、1.0℃/分〜15.0℃/分、または1.0℃/分〜10.0℃/分、または1.0℃/分〜5.0℃/分から選択される。
一実施形態では、ステップe)において、HRは、1.0℃/分〜100℃/分、更に1.0℃/分〜50℃/分、更に1.0℃/分〜20℃/分、更に1.0℃/分〜10℃/分、更に1.0℃/分〜5.0℃/分である。
一実施形態では、ステップe)において、t3nは、≧1.0分、更に≧2.0分、更に≧3.0分、更に≧4.0分、更に≧5.0分、更に≧6.0分、更に≧7.0分、更に≧8.0分、更に≧9.0分、更に≧10分である。
一実施形態では、ステップf)において、CRは、0.1℃/分〜5.0℃/分、更に0.1℃/分〜4.0℃/分、更に0.1℃/分〜3.0℃/分から選択される。
一実施形態では、ステップf)において、CRは、1.0℃/分〜5.0℃/分、更に1.0℃/分〜4.0℃/分、更に1.0℃/分〜3.0℃/分から選択される。
一実施形態では、ステップf)において、t2fは、≧1.0分、更に≧2.0分である。
一実施形態では、ステップf)において、t2fは、≦100分、更に≦50分、更に≦20分、更に≦10分である。
一実施形態では、少なくとも2つのオレフィン系ポリマーは、異なる短鎖分岐分布を有し、及び/または少なくとも2つのオレフィン系ポリマー画分は、異なる短鎖分岐分布を有する。
一実施形態では、ポリマーサンプルは、異なる短鎖分岐分布を有する少なくとも2つのオレフィン系ポリマーを含む。
一実施形態では、ポリマーサンプルは、異なる短鎖分岐分布を有する少なくとも2つのオレフィン系ポリマー画分を含む。
一実施形態では、ポリマーサンプルは、少なくとも2つのオレフィン系ポリマーを含み、各オレフィン系ポリマーが、それぞれ独立して、次のエチレン系ポリマーまたはプロピレン系ポリマーから選択される。2つのポリマーは、異なる触媒系及び/または異なる重合条件(例えば、温度、圧力、モノマーレベル及び/または水素レベル)を使用して調製される。例えば、in−situポリマーブレンド、及びポストリアクタポリマーブレンドがある。
一実施形態では、ポリマーサンプルは、少なくとも2つのオレフィン系ポリマーを含み、各オレフィン系ポリマーが、それぞれ独立して、次のエチレン/α−オレフィンインターポリマー、プロピレン/α−オレフィンインターポリマー、またはプロピレン/エチレンインターポリマーから選択される。
一実施形態では、ポリマーサンプルは、少なくとも2つのオレフィン系ポリマーを含み、各オレフィン系ポリマーが、それぞれ独立して、次のエチレン/α−オレフィンコポリマー、プロピレン/α−オレフィンコポリマー、またはプロピレン/エチレンコポリマーから選択される。
一実施形態では、ポリマーサンプルは、少なくとも2つのオレフィン系ポリマー画分を含み、各オレフィン系ポリマー画分が、それぞれ独立して、次のエチレン系ポリマー画分またはプロピレン系ポリマー画分から選択される。ポリマー画分とは、ポリマーの別の部分と比較して、異なる微細構造、例えば異なる密度、異なる量のコモノマー、及び/または分子量の非連続的な差を有する重合ポリマーの一部を指し、当該ポリマーは1つの触媒系及び1組の重合条件を使用して調製される。例えば、TREF(昇温溶出分別法)によって決定した、高密度画分及び低密度画分を有する、チーグラー−ナッタ触媒系を使用し重合したポリマーがある。
一実施形態では、ポリマーサンプルは、少なくとも2つのオレフィン系ポリマー画分を含み、各オレフィン系ポリマー画分が、それぞれ独立して、次のエチレン/α−オレフィンインターポリマー画分、プロピレン/α−オレフィンインターポリマー画分、またはプロピレン/エチレンインターポリマー画分から選択される。
一実施形態では、ポリマーサンプルは、少なくとも2つのオレフィン系ポリマー画分を含み、各オレフィン系ポリマー画分が、それぞれ独立して、次のエチレン/α−オレフィンコポリマー画分、プロピレン/α−オレフィンコポリマー画分、またはプロピレン/エチレンコポリマー画分から選択される。
一実施形態では、クロマトグラムは、相互作用系クロマトグラフィー分析、例えば温度相互作用クロマトグラフィーを使用して生成される。
一実施形態では、クロマトグラムは、HT−TGICを使用して生成される。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーは、それぞれ独立して、0.850〜0.980g/cc、または0.860〜0.960g/cc、または0.870〜0.940g/ccの密度を有する(1cc=1cm)。
温度勾配装置(例えば、PolymerCharのCEFにて使用されるGCオーブン(Agilent Technologies))は、制御された方法でカラム(例えば、クロマトグラフィーカラム)を熱処理、または冷却するために使用される機器である。その他の例は、Hewlett PackardのGCオーブン、及びATREFオーブンである(例えば、GillespieらのUS2008/0166817A1を参照)。
溶媒勾配装置(例えば、PolymerCharより入手可能な、混合機を備えたデュアルポンプシステム(Agilent Technologies))は、2つまたはそれ以上の溶媒を制御された方法で混合するために使用される機器であり、このとき、溶媒混合物は、カラム(例えば、クロマトグラフィーカラム)中の溶離液として使用される。例としては、HT−LC機器(PolymerChar)のShimadzu LC−20 ADバイナリポンプ(Roy et al,Development of Comprehensive Two−Dimensional High Temperature Liquid Chromatography x Gel Permeation Chromatography for Characterization of Polyolefins,Macromolecules 2010,43,3710−3720参照)及びAgilentバイナリポンプが挙げられる。
一実施形態では、サポート物質を通って流れる液体は、強溶離液である。強溶離液の例としては、1,2−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン、及びテトラクロロエチレンが挙げられるが、これらに限定されない。
一実施形態では、サポート物質を通って流れる液体は、弱溶離液である。弱溶離液としては、デカノール、ジフェニルエーテル、及びデカンが挙げられるが、これらに限定されない。
一実施形態では、サポート物質を通って流れる液体は、強溶離液及び弱溶離液の混合物である。弱溶離液の例としては、デカノール/1,2,4−トリクロロベンゼン、ジフェニルエーテル/1,2−ジクロロベンゼン、デカン/1,2−ジクロロベンゼンが挙げられるが、これらに限定されない。
一実施形態では、ポリマーサンプルの溶液中のポリマー濃度は、1ミリリットルの溶液あたり0.1ミリグラムより大きい。さらなる一実施形態では、ポリマーは、オレフィン系ポリマーである。
本発明の方法は、多量のポリマー(グラム、キログラム単位)がそのCCDに従って分画される、分取スケールで使用可能である。
一実施形態では、本明細書に記載される本発明の方法を含むポリマーの分取スケール生成もまた提供する。
本発明の方法は、その他の分析手法とオンラインまたはオフラインで連結することができる。例えば、選択された分子サイズのコポリマーを含有するSECカラムからの溶出液は、昇温溶出分別法(TREF)、結晶化溶出分別法(CEF)、HTLCの溶媒グラジエント法(US8,076,147)、または熱勾配相互作用クロマトグラフィー(TGIC)によって分析され、選択された分子サイズのコモノマー比を判定することができる。いずれも参照により本明細書に組み込まれる、Roy et al.,Development of Comprehensive Two−Dimensional High Temperature Liquid Chromatography x Gel Permeation Chromatography for Characterization of Polyolefins,Macromolecules(2010),43,3710−3720、及びGillespieら、「APPARATUS AND METHOD FOR POLYMER CHARACTERIZATION」、US2008/0166817A1も参照されたい。
当業者は、本明細書に記載される方法において、非線形の加熱または冷却速度を使用してよい。当業者は、本明細書に記載される方法において、加熱または冷却ステップのいずれかにて、非線形の流量を使用してよい。例えば、図11を参照されたい。
本発明の方法は、本明細書に記載される2つまたはそれ以上の実施形態の組み合わせを含むことができる。
サポート物質は、本明細書に記載される2つまたはそれ以上の実施形態の組み合わせを含むことができる。
オレフィン系ポリマー及びオレフィン系ポリマー画分
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、エチレン系ポリマーまたはポリマー画分である。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、エチレン/α−オレフィンインターポリマーまたはインターポリマー画分である。更なる実施形態では、α−オレフィンは、C3−C10α−オレフィンであり、好ましくは、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、及び1−オクテンから選択される。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、エチレン/α−オレフィンコポリマーまたはコポリマー画分である。更なる実施形態では、α−オレフィンは、C3−C10α−オレフィンであり、好ましくは、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、及び1−オクテンから選択される。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、プロピレン系ポリマーまたはポリマー画分である。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、プロピレン/α−オレフィンインターポリマーまたはインターポリマー画分である。更なる実施形態では、α−オレフィンは、C4−C10α−オレフィンであり、好ましくは、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、及び1−オクテンから選択される。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、プロピレン/α−オレフィンコポリマーまたはコポリマー画分である。更なる実施形態では、α−オレフィンは、C4−C10α−オレフィンであり、好ましくは、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、及び1−オクテンから選択される。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、プロピレン/エチレンインターポリマーまたはインターポリマー画分である。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、プロピレン/エチレンコポリマーまたはコポリマー画分である。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、0.980g/cc以下、または0.970g/cc以下、または0.960g/cc以下の密度を有する(1cc=1cm)。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、0.940g/cc以下、または0.930g/cc以下、または0.920g/cc以下の密度を有する(1cc=1cm)。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、0.910g/cc以下、または0.900g/cc以下、または0.890g/cc以下の密度を有する(1cc=1cm)。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、0.850g/cc以上、または0.860g/cc以上、または0.870g/cc以上の密度を有する(1cc=1cm)。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、0.850g/cc〜0.980g/cc、または0.860g/cc〜0.960g/cc、または0.870g/cc〜0.940g/ccの密度を有する(1cc=1cm)。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、13C NMRにより測定して、2モルパーセント〜29モルパーセントのα−オレフィンを含む。好ましいα−オレフィンは、上述されている。
一実施形態では、各オレフィン系ポリマーまたはポリマー画分は、それぞれ独立して、13C NMRにより測定して、5モルパーセント〜9モルパーセントのα−オレフィンを含む。好ましいα−オレフィンは、上述されている。
オレフィン系ポリマーとしては、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、不均一分岐直鎖ポリマー(例えばLLDPEなどのチーグラー−ナッタ重合ポリマーが挙げられ、The Dow Chemical Companyから入手可能な、DOWLEX線状低密度ポリエチレン(LLDPE)などの製品が挙げられる)、不均一分岐した実質的に直鎖ポリマー(例えば、The Dow Chemical Companyからどちらも入手可能な、AFFINITYポリオレフィンプラストマー及びENGAGEポリオレフィンエラストマー)、均一分岐直鎖ポリマー(例えば、ExxonMobilから入手可能なEXACTポリマー)、及びオレフィン多元ブロックコポリマー(例えば、The Dow Chemical Companyから入手可能なINFUSEオレフィンブロックコポリマー)が挙げられるが、これらに限定されない。
オレフィン系ポリマーとしては、更にポリプロピレンホモポリマー、耐衝撃性プロピレン系コポリマー、及びランダムプロピレン系コポリマーが挙げられる。
オレフィン系ポリマーは、本明細書に記載される2つまたはそれ以上の実施形態の組み合わせを含むことができる。
オレフィン系ポリマー画分は、本明細書に記載される2つまたはそれ以上の実施形態の組み合わせを含むことができる。
定義
相反する記載がなく、文脈から暗示されておらず、または当該技術分野において慣例的でない限り、全ての部及び百分率は、重量に基づくものであり、全ての試験方法は、本開示の出願日の時点において最新のものである。
用語「短鎖分岐」は、本発明で使用する場合、例えば、プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテン、及びドデセンなどのエチレン系不飽和モノマーの共重合によって生成される、ポリマー主鎖に化学的に結合する側基を指す。各短鎖分岐は、1つのこのようなモノマーをポリマー主鎖へ組み込むことにより生ずる。
用語「短鎖分岐分布」及び類似の用語は、本発明で使用する場合、ポリマーのポリマー分子中における短鎖分岐の分布を指す。
用語「ポリマー微細構造」及び「微細構造」に類似の用語は、本発明で使用する場合、ポリマーを作り上げるポリマー分子のモノマー構造を指す。典型的には、微細構造は、コモノマー(例えば、エチレン系不飽和モノマー)をポリマーの成長ポリマー鎖中に組み込むことによる、短鎖分岐の量及び分布を指す。組み込まれたコモノマーの量は、典型的に最終ポリマーの密度に影響する。したがって、典型的には、同一タイプのモノマー及びコモノマーを含むが異なる密度のポリマーは、異なるポリマー微細構造を有する。また、異なる触媒で調製されたポリマーは、典型的に異なるポリマー微細構造を有する。
用語「最大ピーク高さ」及び類似の用語は、クロマトグラムに関して本発明で使用する場合、濃度シグナル(強度)の極大値が観測される溶出時間または保持体積を指す。各極大値は、典型的には別々の「ピーク」またはピークショルダーを指定する。
用語「オレフィン系ポリマー画分」及び類似の用語は、本発明で使用する場合、異なるポリマー微細構造を有するポリマーの一部を指し、これは典型的には、異なる触媒を使用し及び/もしくは異なる重合条件下で調製されており、またはポリマーのバルクから分離されたポリマーの一部を指す。
用語「HT−TGIC」及び「TGIC」は、本発明で使用する場合、高温熱勾配相互作用クロマトグラムを指す(例えば、Cong,et al.,Macromolecules,11,44(8),3062参照)。
用語「CEFは、本発明で使用する場合、結晶化溶出分別を指す(例えば、Monrabal.,et al.,Macromol.Symp.2007,257,71参照)。
用語「TREF」は、本発明で使用する場合、昇温溶出分別を指す(例えば、Wild et al,Journal of Polymer Science,Poly.Phys.Ed.,Vol.20,p.441(1982)参照)。
用語「クロマトグラム」及び類似の用語は、本発明で使用する場合、ポリマーサンプルをポリマー画分に分離する間に生成され、溶出時間または溶出体積または溶出温度の関数として強度(典型的には、ポリマー画分の濃度に対応する赤外吸光度)を示すプロファイルを指す。
用語「分画及び分画すること」は、本発明で使用する場合、例えば寸法及び/もしくはモノマー含有量、または化学組成など、これらの分子特性に従ってポリマーサンプル中の構成成分を分離することを指す。
用語「保持時間」または「溶出時間」は、本発明で使用する場合、分離カラムまたはカラム(複数)からのポリマー画分溶出の時間を指す。
用語「保持体積または溶出体積」は、本明細書で使用する場合、分離カラム(複数)から溶出された溶出液の体積を指す。体積=流量×溶出時間
用語「固定相」は、本発明で使用する場合、クロマトグラフプロセス中に固形体として流体流中に存在する物質を指す。
用語「溶媒」は、本発明で使用する場合、別の物質(溶質)を溶解させることができる物質を指す。
用語「溶離液」は、本発明で使用する場合、1つ以上の物質を固定サポート物質から移動または溶出するために、クロマトグラフィープロセス中で使用される溶媒または2つもしくはそれ以上の溶媒の混合物を指す。
用語「ポリマー」は、本発明で使用する場合、同じ種類であろうと異なる種類であろうと、モノマーを重合することにより調製されたポリマー化合物を指す。したがってポリマーという一般名は、用語ホモポリマー(1種類のモノマーだけで調製されたポリマーを指すために用いられ、微量の不純物がポリマー構造に組み込まれる可能性があると理解される)を包含し、用語インターポリマーは、本明細書下文に定義される通りである。微量の不純物、例えば、触媒残渣は、ポリマー中及び/または内に組み込まれてよい。
用語「インターポリマー」は、本発明で使用する場合、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合により調製されたポリマーを指す。一般名のインターポリマーには、コポリマー(2つの異なるモノマーから調製されたポリマーを指すために用いられる)、及び、2を超える異なる種類のモノマーから調製されたポリマーが含まれる。
用語「オレフィン系ポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合オレフィンモノマー、例えば、エチレンまたはプロピレン、(ポリマーの重量に基づく)及び、任意に少なくとも1つのコモノマーを含むポリマーを指す。
用語「エチレン系ポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合エチレンモノマー(ポリマーの重量に基づく)及び、任意に少なくとも1つのコモノマーを含むポリマーを指す。
用語「エチレン系インターポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合エチレンモノマー(インターポリマーの重量に基づく)及び少なくとも1つのコモノマーを含むインターポリマーを指す。
用語「エチレン系コポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合エチレンモノマー(コポリマーの重量に基づく)、及びコモノマーを、2種類だけのモノマー種として含むコポリマーを指す。
用語「エチレン/α−オレフィンインターポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合エチレンモノマー(インターポリマーの重量に基づく)及び少なくとも1つのα−オレフィンを含むインターポリマーを指す。
用語「エチレン/α−オレフィンコポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合エチレンモノマー(コポリマーの重量に基づく)、及びα−オレフィンを、2種類だけのモノマー種として含むコポリマーを指す。
用語「ポリエチレンホモポリマー」は、本発明で使用する場合、重合エチレンモノマーのみを含むポリマーを指す。
用語「プロピレン系ポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合プロピレンモノマー(ポリマーの重量に基づく)及び、任意に少なくとも1つのコモノマーを含むポリマーを指す。
用語「プロピレン系インターポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合プロピレンモノマー(インターポリマーの重量に基づく)及び少なくとも1つのコモノマーを含むインターポリマーを指す。
用語「プロピレン系コポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合プロピレンモノマー(コポリマーの重量に基づく)、及びコモノマーを、2種類だけのモノマー種として含むコポリマーを指す。
用語「プロピレン/α−オレフィンインターポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合プロピレンモノマー(インターポリマーの重量に基づく)及び少なくとも1つのα−オレフィンを含むインターポリマーを指す。
用語「プロピレン/α−オレフィンコポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合プロピレンモノマー(コポリマーの重量に基づく)、及びα−オレフィンを、2種類だけのモノマー種として含むコポリマーを指す。
用語「プロピレン/エチレンインターポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合プロピレンモノマー(インターポリマーの重量に基づく)及び少なくともエチレンを含むインターポリマーを指す。
用語「プロピレン/エチレンコポリマー」は、本発明で使用する場合、過半数量の重合プロピレンモノマー(コポリマーの重量に基づく)、及びエチレンを、2種類だけのモノマー種として含むコポリマーを指す。
用語「組成物」には、本発明で使用する場合、その組成物を含む材料、ならびにその組成物の材料から形成された反応生成物及び分解生成物の混合物が含まれる。
用語「多次元クロマトグラフィー」とは、本明細書において、複数の分離機構の連結をさす(例えば、J.C.Giddings(1990),Use of Multiple Dimensions in Analytical Separations,in Hernan Cortes Editor,Multidimensional Chromatography: Techniques and Applications(1st ed.pp.1),New York,NY: Marcel Dekker,Inc.参照)。
用語「サイクル」は、本発明で使用する場合、本明細書で記載されるクロマトグラフィーの方法での温度対時間プロファイルに関して、固定相の温度の上昇、続いて固定相の温度の下降を指す、ここで、サイクル=n’+1である。比較分析はサイクルなし(サイクル=0)である。
用語「含む(comprising)」、「含む(including)」、「有する」及びそれらの派生語は、それが具体的に開示されていようといまいと、任意の更なる成分、工程または手順の存在を排除することを意図するものではない。一切の疑義を回避するために、「含む(comprising)」という用語の使用を介して特許請求される全ての組成物は、別段の記載がない限り、ポリマーであるか否かを問わず、任意の追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含み得る。対照的に、用語「から本質的になる」は、操作性に必須でないものを除いて、一切の他の構成要素、ステップ、または手順を、いかなる後続の記述の範囲からも除外する。用語「からなる」は、明確に叙述または列記されていない一切の構成要素、ステップ、または手順を除外する。
試験法
粒度分布(D50、D10、90
粒度分布は、ACCUSIZER780光散乱式粒子計測器(Particle Size System、フロリダ、米国)を用いて測定し、単一粒子光学測定(SPOS)の原理を使用して、1つずつ粒子を数え、かつ寸法測定し、このように逃した粒子を排除し、正確な粒径及び数情報を提供する。センサー中の照明/検出システムは、粒径の増加に伴いパルス高さが単調に増加するように設計されている。標準較正曲線は、NISTトレーサブル単分散標準(Duke)からの一連の標準ポリスチレンラテックスサンプルを測定することによって得られる。較正の詳細な手順は、Particle Size Systemから提供される操作マニュアル内で見られる。粒度分布(PSD)は、大量の粒子(少なくとも55,000粒子)を数えることにより構成される。サンプル(粒子)を、Particle Size Systemによって提供された操作手順に従って、メタノール(HPLCグレード、ミネラルオイルまたはシリコンオイルを含む他の好適な溶媒)中にて、同時計数(センサーゾーン内に2粒子)を避けるため十分に低い濃度で懸濁させる。
50、D10、及びD90は、それぞれ体積基準で、ACCUSIZER780のソフトウェアによって計算される。他の好適な溶媒としては、TCB(HPLCグレード)及びODCB(HPLCグレード)が挙げられる。中位径(D50、典型的にはミクロン)は、質量分布(体積分布)の半分がこの点より上に存在し、半分がこの点より下に存在する粒径と定義される。D10は、質量の10%がこの点(D10)より下に存在する粒径と定義される。D90は、質量の90パーセントがこの点(D90)より下に存在する粒径と定義される。
密度
サンプルは、ASTM D1928に従って調製される。ASTM D792の方法Bを使用して1時間以内のサンプル加圧中に測定を行う。
メルトインデックス
メルトインデックス、MI、I2、またはIは、ASTM D1238、条件190℃/2.16kgに従って測定し、10分毎に溶出したグラムで報告される。「I10またはI10」メルトインデックスは、ASTM D1238、条件190℃/10kgに従って測定し、10分毎に溶出したグラムで報告される。プロピレン系ポリマーに関して、メルトフローレート(MFR)は、ASTM D−1238、条件230℃/2.16kgに従って測定する。
ゲル浸透クロマトグラフィー
クロマトグラフィーのシステムは、Polymer LaboratoriesのモデルPL−210(Agilent)、またはPolymer LaboratoriesのモデルPL−220(Agilent)、またはPolymerCharのHT GPC(スペイン)のいずれかから構成される。カラム及びカルーセルの区画は、140℃で操作される。3つのPolymer Laboratoriesの10μmのMixed−Bカラムを、1,2,4−トリクロロベンゼンの溶媒と一緒に使用する。サンプルは、「50mLの溶媒」中に「0.1gのポリマー」、または「8mLの溶媒中に16mgのポリマー」の濃度で調製される。溶媒は、BHTを200ppm含有するサンプルを調製するために使用される。サンプルは、160℃にて4時間軽く撹拌することにより調製される。使用する注入量は、「100マイクロリットル」であり、かつ流量は、「1.0mL/分」である。GPCカラムセットの較正は、Polymer Laboratoriesから購入した21の狭い分子量分布のポリスチレン標準を用いて実施する。当該標準の分子量(Mw)は、580〜8,400,000g/モルの範囲であり、当該標準は6つの「カクテル」混合物に含有される。各標準混合物は、個々の分子量間の間隔が少なくとも1桁離れている。当該標準は、Polymer Laboratories(シュロップシャー、英国)から購入する。ポリスチレン標準は、1,000,000g/モル以上の分子量では「20mLの溶媒中に0.001g」、及び1,000,000g/モル未満の分子量では「20mLの溶媒中に0.005g」で調製する。
ポリスチレン標準ピーク分子量は、等式1:
Figure 0006902034
を使用してポリエチレン分子量に変換され、式中、Mは分子量であり、Aの値は0.4316であり、Bは1.0と等しい(T.Williams and I.M.Ward,Polym.Letters,6,621−624(1968))。三次多項式を決定し、溶出体積の関数として対数分子量の較正を構築する。ポリエチレン等量分子量計算は、AgilentのGPC機器用のVISCOTEK TriSECソフトウェアバージョン3.0、またはPolymerCharのGPC機器用のGPCOneソフトウェアを使用して行う。
高温熱勾配相互作用クロマトグラフィー
HT−TGIC(またはTGIC)測定は、商用の結晶化溶出分別機器(CEF)(Polymer Char、スペイン)を使用し、高温熱勾配相互作用クロマトグラフィー(HT−TGIC、またはTGIC)測定を行う(Cong,et al.,Macromolecules,2011,44(8),3062−3072)。CEF機器は、IR−5検出器(例えば、スペインのPolymerCharから市販される検出器)、2つのキャピラリーを備えた粘度計(PolymerChar、スペイン)、及び二角度光散乱検出器モデル2040(例えば、Agilentから市販されている検出器)を装備する。オルト−ジクロロベンゼン(ODCB、99%無水グレード)及びシリカゲル40(粒径0.2〜0.5mm)(例えば、EMD Chemicalsから市販される)が得られる。シリカゲルは、真空オーブン中で160℃にて使用前に少なくとも2時間乾燥させる。使用前にODCBを乾燥窒素(N)と共に1時間スパージングする。乾燥窒素は、乾燥CaCO及び5Åモレキュラーシーブ上を<90psigにて窒素を通過させることにより得られる。5グラムの乾燥シリカを2リットルのODCBに添加することによって、または、ODCBが乾燥シリカを充填したカラムもしくはカラム(複数)を0.1mL/分〜2.0ml/分で通るようにポンプ送液することによって、ODCBを更に乾燥させる。以下では乾燥ODCBを「ODCB−m」と称した。別に指示されているが、サンプル溶液は、オートサンプラーを使用して、160℃にて120分の振盪下で、4mg/mLでポリマーサンプルをODCB−mに溶解すること(8mLのODCB−m中に32mgのサンプル)により調製される。TGICデータは、PolymerChar(スペイン)の「GPC One」ソフトウェアプラットホーム上で処理された。GPCOneソフトウェアでエクスポートすることによって、未加工クロマトグラムを得た。固定相:表6に示される特性を有する(実験の項参照)a)高多孔性:HYPERCARB(商標)7umカラム(Thermofish Scientific製)、b)低多孔性グラファイト(Superior Graphite Co.(米国)製)。詳細な実験条件は、表1及び表4に示される。
カラム調製−低多孔性固定相
カラム充填用ハードウェア−HT−TGIC
ステンレス鋼カラム、フリット、カラムのエンドフィッティングは、Agilent Technologies(以前はPolymerLab Inc.)から入手した。Agilentモデル1100液体クロマトグラフィーポンプを、スラリー充填法に使用した。TCB(1,2,4−トリクロロ−ベンゼン)は、スラリー媒体であった。スラリー充填リザーバは、Valcoのエンドフィッティングを備えた「0.46cm」内径ステンレス鋼チューブで構成された。リザーバの長さは、100mmであった。標準1/4”外径チューブ用ユニオンを使用して、充填リザーバを空の分析用カラムと接続した。
カラム充填法
1.流れ及び温度の標準動作条件での背圧が低く、急激な状態変化からの衝撃に対する感度が低く、及びチャンネル及び空隙がないことを含む、良好な物質移動特性を示す充填カラム。
2.成分分解能への動的冷却の効果の研究を可能にするのに十分な内部液体容積を有する充填カラム。動的冷却は、CEF及びHT−TGICの冷却プロセス中のゆっくりした流れを使用するプロセスである(Monrabal et al,Macromol.Symp.257,71−79(2007)、及びCong,et al.,Macromolecules,11,44(8),3062))。
低多孔性カラムの調製法は、最初に(1)カラムをタップすることによりまたは電動振動ツールを使用して添加物質を沈降させるタップアンドフィル(tap−and−fill)法の使用による乾燥充填、続いて(2)流動条件下でスラリーがカラムにポンプ送液される基材の懸濁液またはスラリーを使用するスラリー充填法を使用する(Striegel,Yau,et al.,Modern Size Exclusion Liquid Chromatography,Wiley,the 2nd edition,Chapter 6)。
タップアンドフィル法では、カラムは垂直につるされる。基材を、カラムをタップするかまたは振動させて基材を沈降させながら、漏斗を用いて少しずつ加える。基材がカラムの端部のレベルになったら、エンドフィッティングを取り付け、カラムをしっかり締める。カラムを使用前にコンディショニングし、ベッドの沈降または空隙を検査する標準的技法である。空隙が見つかった場合は、カラムの端部のレベルまで充填剤を追加する。
スラリー充填法では、基材物質を空のカラムに乾燥添加した。次に、エンドフィッティングを備えたリザーバ及びカラムを組み付け、Agilentポンプに接続する。空気がカラムから抜けるまで、TCBを、リザーバを通って1mL/分の流量で上向きにポンプ送液する。流れを瞬間的に停止し、次に、下向きに流れる位置にカラム及びリザーバを反転する。3〜5mL/分にてカラムを通り、少なくとも20分間またはシステム圧力が2500PSIGに達するまで、TCBをポンプ送液する。カラムを充填リザーバからはずし、カラムの端部の過剰な充填剤を平型ブレードスクレイパーで除去し、チューブの端部と同じ高さの水平なレベルにする。エンドフィッティングを所定の位置に締め付け、カラムがコンディショニングできる状態になる。
カラムコンディショニング
新しく充填されたカラムをHT−TGIC機器に取り付け、室温にて0.1mL/分で流れを確立する。物質及び充填の効率性によるが、この時点での背圧は通常2〜10バールである。流れを0.1mL/分ずつ増大させることで、最大0.7または1.0mL/分のいずれかまでの各圧力上昇の間に、圧力が安定する。カラム温度を60℃まで上昇させ、次に線形温度傾斜を使用し、流れの下で10℃/分にて140℃までカラムを加熱する。この最終温度を20分間維持し、次にカラムを10℃/分にて100℃まで冷却し、試験ができる状態になったかを確認する。
孔径分布または多孔性のための水銀ポロシメトリー
孔径分布を、水銀ポロシメトリーによって得た。水銀ポロシメトリー分析を、Micromeriticsから入手可能なMicromeritics Autopore IV 9520で行った。サンプルを110℃で2時間乾燥し、次に分析前に真空下で機械的にガスを抜いて、サンプル表面から物理的に吸着した種(すなわち、水分)を除去した。
試験条件には、Hg充填圧力が0.50psia、Hg接触角が130°、Hg表面張力が485dyn/cm、Hg密度が13.53g/mL、30分の排気時間、5ccバルブ付き大口径ペネトロメーター(粉末タイプ:1.131ステム体積)、30秒の平衡時間、92ポイントの圧力テーブル(75圧入+17押出圧力ポイント)、及び<50μmHgでの機械的排気を含んだ。低圧から高圧のクロスオーバーポイントは、約39psia(4.6um)で集められた。使用する圧力テーブルを、圧力が対数スケールで0.5〜60,000psiaまでの均一な漸増分布となるように生成し、0.003〜400μm直径の孔径を検出するために使用した。真空から最大ほぼ60,000psiaまで圧力が漸増式に上昇するにつれて、水銀はより小さい細孔に押し込まれた。装置が適切に動作しているか確認するために、シリカアルミナ標準物質(MicromeriticsロットA−501−46)を分析した。標準サンプルの報告された中央孔径(容積)は、0.0072±0.0005μmであった。Autoporeにより、標準物質の中央孔径(容積)は、0.0071μmであったと報告された。
多孔性は、Micromeritics Autopore IV 9520に装備されたデータ処理ソフトウェアを使用して、粒子間侵入を除外することによって計算した。約0.003μm超の細孔全ての容積を物質によって占められている容積から除外した後、骨格密度を計算した。
窒素吸着/脱着(B.E.T.)
Micromeriticsの高効率比表面積及び細孔分布測定装置(ASAP 2405)で、窒素吸着/脱着分析を行った。分析前に真空下で200℃にて約24時間、サンプルのガスを抜いた。約0.5グラムの「受け取ったままの」サンプルを分析に使用した。
典型的には、B.E.T.表面積は、<3%のRSD(相対標準偏差)の精度で得られる。機器は、サンプル投与の静的(体積測定の)法を用いて、液体窒素温度にて固体に物理的に吸着され得るガス(窒素)の量を測定する。マルチポイントB.E.T.測定では、吸着窒素の体積は、前もって選択された相対圧力点にて一定温度で測定された。相対圧力は、77Kの分析温度における適用窒素圧力と窒素の蒸気圧の比であった。約17〜3,000オングストローム直径である孔径は、この方法で検出される。
窒素吸着/脱着等温線の試験条件には、15秒の平衡間隔、97ポイント圧力テーブル(40吸着ポイント、40脱着ポイント、マルチポイントB.E.T.表面積、20ミクロ細孔ポイント、及び1ポイント全細孔容積)、5%/5mmHのP/Po許容誤差、ならびに120分のPo間隔を含む。多孔性(%)は、適用された圧力にて水銀が浸透できる細孔の容積と、所与の量の固体が占める全容積の比である。
Micromeriticsの高効率比表面積及び細孔分布測定装置(ASAP2405)に装備されたデータ処理ソフトウェアを使用して、BET計算法を行った。
TLVSP測定
溶媒(TCB)を充填した分離カラムの重さを、室温で計る(w1、g)。次に、充填剤をカラムから取り出し、一定重量になるまで真空下で乾燥する(w2、g)。空のカラムを乾燥し、計量する(w3、g)。
Figure 0006902034
式中、TCBの密度は25℃で1.454g/mLである。
実験
各分析のためのクロマトグラフィー構成の概略図を、図1に示す。
温度プロファイル
各分析では、ポリマー溶液を、ポリマーサンプルを少なくとも1つの溶媒に溶解させて調製し、ポリマー溶液の少なくとも一部を固定相中に注入し、温度プロファイルを実行した。温度プロファイル中の温度とは、少なくとも1つのカラム中の固定相が位置する強制空気対流式オーブンの温度(℃)を表す。
比較分析のための温度プロファイルは、以下のステップを有する(例えば、図2A参照):
1)冷却速度CR及び流量FRにて、T1〜T2に冷却するステップと、
2)温度がT2に達したら、任意に時間t20の間、温度をT2にて保持するステップと、
3)加熱速度(HR)及び流量(FR)にてT2〜Tでの溶出ステップであって、TはT1以上であり、この温度上昇中に固定相からポリマーサンプルを溶出し;固定相が温度Tに達する場合、任意に時間tの間、温度をTにて維持し;比較クロマトグラムを生成するステップ(例えば、強度対溶出温度、または強度対溶出時間)。
本発明の分析のための温度プロファイルは、以下のステップを有する(例えば、図2B参照):
1)冷却速度CR及び流量FRにて、T1〜T2に冷却するステップと、
2)温度がT2に達したら、任意に時間t20の間、温度をT2にて保持するステップと、
3)流量が0mL/分のままで、加熱速度HRにて、T2〜T3に加熱するステップと、
4)温度がT3に達したら、時間t30の間、温度をT3にて保持するステップと、
以下のステップ5)及びステップ6)は繰り返すことができ、各n値において、ステップ6)の溶離液流量はFRであり、少なくとも1つのT3(nは1〜n’で、n’≧1)はT1よりも高く;
5)同時に固定相を、好ましくは0.1℃/分〜15.0℃/分から選択される冷却速度CRにて、T2<T3n−1である最低温度T2まで冷却しながら、固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって;固定相を通る溶離液の流れが温度T2にて止められるステップと;
6)温度がT2に達するときに、任意に時間t2nの間、温度を固定相にて維持し;固定相を通る溶離液の流れがないように維持しながら、好ましくは1.0℃/分〜100℃/分から選択される加熱速度HRにて、固定相の温度をT3>T2であるT3まで上昇させ;固定相の温度がT3に達するときに、更にt3nの間、好ましくは1.0〜10.0分の間、固定相を通る流量がないよう維持し;時間t3nの間、固定相の温度をT3にて維持するステップと;
7)速度CRにて固定相を温度T2まで冷却し、温度が温度T2に達する場合、任意に時間t2fの間、温度をT2にて維持するステップと;
8)固定相の温度をT(T>T2及びT≧T1)まで増加させながら、固定相を通る溶離液の流量を少なくとも0.1ml/分まで増加させ、この温度増加の間、ポリマーサンプルを固定相から溶離させ;固定相が温度Tに達するときに、任意に時間tの間、温度をTにて維持し;クロマトグラムを生成するステップ(例えば、強度対溶出温度、または強度対溶出時間)。
好ましくは、サイクル数は、1〜10、または10以上であり得る。好ましくは、全ての冷却ステップの間の総冷却流量は、TLVSP(例えば、等式(B)から)を超えず、及び少なくとも1つのT3は、T1以上である。
追加の固定相を含有する追加の充填済みカラムを、第1カラムと直列に検出器の前に接続することによって、TLVSPの値は上昇し、より多くのサイクルが可能になる。
分解能インデックス(RI)の代表決定
ポリマーサンプルは、異なる微細構造を備える2つの個々のポリマー成分を有する。この場合、2つの個々の構成成分は、HT−TGICクロマトグラム中のベースラインが分離されていない。
図3の温度プロファイルに従って、比較方法(サイクルなし、またはサイクル=0)及び本発明の方法(サイクル=1、2で、総サイクル数=n’+1)によって、サンプルを分析する。未加工クロマトグラム(IR−5測定チャンネル対溶出時間(ET、分)が得られる(図4参照、ここでサイクル=0(比較)、サイクル=1(n’=0)、サイクル=2(n’=1)、サイクル=3(n’=2))。
サンプルのピークの溶出時間の差は、サイクル=0のときに計算される。
Figure 0006902034
本発明の分析(サイクル≧1)を使用して得た各HT−TGICクロマトグラムのピークの溶出時間の差は、次の通り計算される。
Figure 0006902034
各クロマトグラムでは、分解能インデックス(RI)は、次の通り計算される。
Figure 0006902034
ポリマー
狭いSCBD(可溶性画分の2%未満を除外するモノモード)を有するシングルサイト触媒によって作製した3つのエチレンオクテンランダムコポリマーを使用した。
密度が0.9239g/cc、Mwが102,900g/モル、Mw/Mnが2.2、I2が1.0g/10分、I10/I2が6.4であるエチレンオクテンランダムコポリマーA(EO−A)。
密度が0.9520g/cc、Mwが37,500g/モル、Mw/Mnが2.0、I2が63.0g/10分)であるエチレンオクテンランダムコポリマーB(EO−B)。
密度が0.9567g/cc、Mwが104,000g/モル、Mw/Mnが2.0、I2が1.0g/10分、及びI10/I2が6.7)であるエチレンオクテンランダムコポリマーB(EO−C)。
研究1
サンプル#1を、等量のエチレンオクテンランダムコポリマーEO−A及びエチレンオクテンランダムコポリマーEO−Bを秤量することにより作製し、4.0mg/mLの溶液中のポリマーの最終濃度を得た。サンプル#1を、比較分析(サイクル数=0)及び本発明の分析(サイクル数=n’+1=3)を使用してHT−TGICによって分析した(試験方法セクション及び表1参照)。固定相は、以下の表6に示される特性を有する低多孔性グラファイト(Superior Graphite Co.、米国)であった。
詳細な実験パラメーターを表1に記載する。冷却、加熱、及び溶出ステップの温度プロファイルの概略図を、図3に示す。表1は、異なるサイクル数での分解能インデックス(RI)を示す。比較分析(サイクル=0)では、RI値は0であった。本発明の分析では、サイクル数が1、2、及び3で、各サイクルではそれぞれRIが23%、31%、及び57%であった。これは、サイクル数の増加に伴い、各クロマトグラムの分解能が有意に増加することを示している。加えて、分離の向上をHT−TGICクロマトグラムにはっきりと観察することができる(図4参照)。ここで、充填済みカラムの測定されたTLVSPは3.5mlある。
TLVSPの等式が満たされる。
Figure 0006902034
これは<3.5mL(測定)である。以下の表1を参照されたい。したがって、n=1では、計算されたTLVSP=2.3で、n=0では、計算されたTLVSP=1.5mlである。
Figure 0006902034
Figure 0006902034
研究2
サンプル#2を、等量のエチレンオクテンランダムコポリマーEO−A及びエチレンオクテンランダムコポリマーEO−Cを秤量することにより作製し、4.0mg/mLの溶液中のポリマーの最終濃度を得る。サンプル#2を、比較分析(サイクルなし)及び本発明の分析(総サイクル数=n’+1=3)を用いてHT−TGICによって分析する(試験方法セクション及び表1参照)。固定相は、以下の表6に示される特性を有する、Superior Graphite Co.(米国)製の低多孔性グラファイトであった。
詳細な実験パラメーターは、表1に記載され、図3に示す。表3は、異なるサイクル数での分解能インデックス(RI)を示す。サイクル数が1、2、及び3の場合、RIはそれぞれ7%、14%、及び26%である。これは、サイクル数の増加に伴い、各クロマトグラムの分解能が有意に増加することを示している。加えて、図5に示すように、サイクル数が増加すると、ピーク1とピーク2の間のピークの谷が深くなり、サイクル数に従って分離が向上することを示す。
TLVSPの等式が満たされる。
Figure 0006902034
これは<3.5ml(測定)である。上記の表1を参照されたい(表1と同一の加熱速度、冷却速度、流量、温度プロファイル)。したがって、n=1では、計算されたTLVSP=2.3mlで、n=0では、計算されたTLVSP=1.5mlである。
Figure 0006902034
研究3
高多孔性グラファイト(HYPERCARBカラム)は、HT−TGIC中の固定相として一般的に使用される(例えば、Cong,et al.,Macromolecules,2011,44(8),pp 3062−3072参照)。以下の表6を参照されたい。HYPERCARBカラムは、サンプルであるサンプル#1及びサンプル#2を分析するために使用される。詳細な実験条件を表4に記載する。図6は、総サイクル数がそれぞれ0と3であるサンプル#1のHT−TGIC未加工クロマトグラムの比較を示す。驚くべきことに、サイクル数が0の場合、EO−A及びEO−Bはサイクル数が3(n’=2)により得られた結果と比較してより良好に分離する。言い換えると、高多孔性固定相HYPERCARBを使用する場合、EO−A及びEO−Bの分離はサイクル数が増加するにつれて悪化する。この結果は、サンプル#1の分離がサイクル数と共に増加する本発明の分析とは非常に異なっている。表5にて示すように、サイクル=0ではRI値は0であり、一方サイクル数=3では、RIは実際に−13%に減少した。詳細な実験パラメーターを表4に記載する。高多孔性グラファイトは、実質的なサイズ排除効果を有し(Cong & Parrottら、「Method and apparatus for size exclusion chromatography of polymers」、WO2012/166861A1参照)、したがって、複数サイクルでのHT−TGIC分離を混乱させる。
Figure 0006902034
Figure 0006902034
Figure 0006902034
図7は、HYPERCARBカラムで得られた、サイクル数がそれぞれ0と3であるサンプル#2のHT−TGIC未加工クロマトグラムの比較を示す。EO−A及びEO−Cは、サイクル数が3の場合と比べて、サイクル数が0の場合により良好に分離する。言い換えると、高多孔性グラファイトを固定相として使用する場合、EO−A及びEO−Cの分離はサイクル数が増加するにつれて悪化する。この結果は、サンプル#1(図4及び表2)及びサンプル#2(図5及び表3)の分離がサイクル数と共に増加する本発明の分析とは非常に異なっている。低多孔性の固定相は、HT−TGICの分解能の向上に役立つ。表5にて示すように、サイクル=0ではRI値は0であり、一方サイクル=3では、RIは実際に−0.7%に減少した。
HT−TGICによる化学組成分布分析(CCD)または短鎖分岐分析(SCBD)の決定において、共溶出(一般に共吸着とも呼ばれる)は、類似しているが異なる微細構造を有するポリオレフィン鎖が、一緒に溶出し、報告されたCCD誤差に繋がる)現象を指し(Alghyamah et al.,Macromol.Chem.Phys.2015,216,38−48)、HT−TGICでの共溶出はまた、特に複雑な微細構造を備えるポリマーのCCDのモデル化への大きな課題を生じさせる。ポリマーサンプルを用いて、共溶出は、個々のポリマー成分の数学的に計算されたCCD(及び/またはHT−TGICクロマトグラム)と、実験的に測定されたCCD(またはHT−TGICクロマトグラム)を比較することにより観測することができる。共溶出の存在下では、実験的に測定されたCCDは、サンプルの予想されるCCDとうまく重ならない。
比較分析(サイクル数、n=0)及び本発明の分析(総サイクル数=3)を使用してHT−TGICでサンプル#1を分析した。詳細な実験パラメーターを表1に記載する。冷却、加熱、及び溶出ステップの温度プロファイルを、図3に示した。2mg/mLにて分析された各個々の成分と組み合わせた、実験的に及び数学的に構成されたクロマトグラムから得た、サンプル#1の本発明のHT−TGICクロマトグラムの重ね合わせを、低多孔性固定相を用いて、図8A(比較分析)及び図8B(本発明の分析)に示す。図8Aは、比較分析での重度の共溶出の存在を明確に示し、比較分析では数学的に構成されたクロマトグラムは溶出温度が142〜148℃の範囲内の実験結果に適合しない。図8Bは、本発明の方法で、数学的及び実験的に得られた、サンプル#1でのHT−TGICクロマトグラムはよく適合して重ね合わさることを示し、本発明の方法では共溶出がないことを示す。
研究5 サンプル#2での共溶出の最小化
比較分析(サイクル数=0)及び本発明の分析(総サイクル数=3)を使用してHT−TGICによってサンプル#2を分析した。詳細な実験パラメーターを表1に記載する。冷却、加熱、及び溶出ステップの温度プロファイルを、図3に示した。2mg/mLにて分析された各個々のポリマーから実験的に得た、及び数学的に構成された、サンプル#1のHT−TGICクロマトグラムの重ね合わせを、図9A(比較分析)及び図9B(本発明の分析)に示す。図9Aは、サイクル数=0での比較分析での重度の共溶出の存在を明確に示し、サイクル数=0での比較分析では数学的に構成されたサンプル#2のクロマトグラムは溶出温度が143〜148℃である実験結果に適合しない。図9Bは、本発明の方法で、数学的及び実験的に得られた、サンプル#2でのHT−TGICクロマトグラムはよく重ね合わさることを示し、サイクル数=3での本発明の方法では共溶出がないことを示す。
研究6 固定相の孔径分布
Thermofish Scientificから入手可能なHYPERCARB(直径7um粒径)カラム中に含有される高多孔性グラファイト固定相を、分離した。この高多孔性グラファイト固定相(グラファイト)及び低多孔性グラファイト固定相(グラファイト)は、孔径分布及びBET表面積測定値で特徴付けられた。その結果は表6に示す。高多孔性グラファイトは、より高い多孔性(38.8%)及び154.6m/gのBET表面積を有し、対して低多孔性グラファイトは、12%の多孔性及び3.4m/gのBET表面積を有した。これは、高多孔性グラファイトは、低多孔性グラファイト(Superior Graphite Co.(米国)より多くの細孔を有することを示している。図10は、1〜0.003ミクロンの範囲内の累積孔径(孔直径)分布を示す。高多孔性グラファイトでは、78%の細孔が、0.1〜0.01ミクロンの範囲内の孔径を有したが、これはHT−TGIC分離での強いサイズ排除効果に寄与し、それにより複数のサイクル数を使用する場合のHT−TGICによる分離が悪化する(図6及び図7参照)。
Figure 0006902034

本願は以下の発明に関するものである。
(1) 異なる微細構造の少なくとも2つのオレフィン系ポリマー及び/または異なる微細構造の少なくとも2つのオレフィン系ポリマー画分を含む、ポリマーサンプルから生成されたクロマトグラムの分解能インデックス(RI)を増加させる方法であって、
前記方法は少なくとも以下のステップを含み、A)またはB)のうち1つが発生する、
A)n’=0であり、ステップf)がステップc)に続くように、次のステップd)及びステップe)は飛ばし、T3 がT1 よりも高い;
B)n’が≧1の整数であり、ステップd)及びステップe)は飛ばさず、ステップd)及びステップe)はn’>1回繰り返される;
a1)前記ポリマーサンプルを少なくとも1つの溶媒中に溶解させ、ポリマー溶液を形成するステップ;
a2)前記ポリマー溶液の少なくとも一部を、T1 (℃)の温度にて固定相へと注入するステップであって、前記固定相を通る溶離液の流れはないステップ;
b)同時に前記固定相を冷却速度CR にてT2 <T1 である最低温度T2 (℃)まで冷却しながら、前記固定相を通る溶離液流量(FR )を一定に設定するステップであって、前記固定相を通る前記溶離液の前記流れが温度T2 にて止められるステップ;
c)前記温度がT2 に達するときに、任意に時間t 20 の間、前記温度をT2 にて維持し;前記固定相を通る溶離液の流れがないように維持しながら、加熱速度HR にて前記固定相の前記温度をT3 >T2 であるT3 まで上昇させ;前記温度がT3 に達するときに、時間t 30 の間、前記固定相を通る流量がないよう維持し;時間t 30 の間、前記温度をT3 にて維持するステップ;
次のステップd)及びステップe)において、nは1〜n’である各n値に対し、ステップd)の前記溶離液の流量はFR であり;少なくとも1つのT3 (n≧1)は、T1 よりも高く;
d)同時に前記固定相を速度CR にてT2 <T3 n−1 である最低温度T2 まで冷却しながら、前記固定相を通る溶離液流量(FR )を一定に設定するステップであって;前記固定相を通る前記溶離液の前記流れが温度T2 にて止められるステップ;
e)前記温度がT2 に達するときに、任意に時間t 2n の間、前記温度をT2 にて維持し;前記固定相を通る溶離液の流れがないように維持しながら、加熱速度HR にて前記固定相の前記温度をT3 >T2 であるT3 まで上昇させ;前記温度がT3 に達するときに、時間t 3n の間、前記固定相を通る流量がないよう維持し;時間t 3n の間、前記固定相の前記温度をT3 にて維持するステップ;
f)同時に前記固定相を速度CR にて温度T2 まで冷却しながら、前記固定相を通る溶離液流量(FR )を一定に設定し、前記温度が温度T2 に達するときに、任意に時間t 2f の間、前記温度をT2 にて維持するステップ;
g)前記固定相の前記温度をT (T >T2 及びT ≧T1 )まで増加させながら、前記固定相を通る前記溶離液の前記流量(FRe)を少なくとも0.1ml/分まで増加させ、この温度増加の間、前記ポリマーサンプルを前記固定相から溶出させ;前記固定相が温度T に達するときに、任意に時間t の間、前記温度をT にて維持し;前記クロマトグラムを生成するステップ;
前記分解能インデックス(RI)=((RC−R0)/R0)×100であり、式中、
RI>0であり;RCは前記クロマトグラムにおける2つの最大ピーク高さの溶出時間の差であり;
R0は、RCの決定のために選択されたものと同一の2つの最大ピーク高さの前記溶出時間の差であり、これらの2つの最大ピーク高さは、以下のステップ:
c1)前記ポリマー溶液の少なくとも一部を、T1 (℃)の温度にて固定相へと注入するステップであって、前記固定相を通る溶離液の流れはないステップと;
c2)同時に前記固定相を冷却速度CR にてT2 <T1 である最低温度T2 (℃)まで冷却しながら、前記固定相を通る溶離液流量(FR )を一定に設定するステップであって、前記固定相を通る前記溶離液の前記流れが温度T2 にて止められ、任意に期間t 20 の間、前記温度をT2 にて維持するステップと;
c3)前記固定相の前記温度をT (T >T2 及びT ≧T1 )まで増加させながら、前記固定相を通る前記溶離液の前記流量(FRe)を少なくとも0.1ml/分の速度まで増加させ、この温度増加の間、前記ポリマーサンプルを前記固定相から溶出させ;前記固定相が温度T に達するときに、任意に時間t の間、前記温度をT にて維持し;比較クロマトグラムを生成するステップと;が分析に使用されたことを除き、RCのための前記クロマトグラムと同一条件下で生成した前記比較クロマトグラム上に存在する、方法。
(2) n’≧1であり、各n値について、nが1〜n’であり、TLVSP(計算)が、以下の等式B:
Figure 0006902034

を満たし、式中、i=1〜n’であり、n’≧1であり、TLVSP(計算)は前記固定相の計算された総液体体積(単位は「ml」)であり、
TLVSP(計算)≦TLVSP(測定)であり、TLVSP(測定)は前記固定相の測定された総液体体積(単位は「ml」)である、上記(1)に記載の方法。
(3) n’=0であり、TLVSP(計算)が、以下の等式A:
Figure 0006902034

を満たし、式中、TLVSP(計算)は前記固定相の計算された総液体体積(単位は「ml」)であり、
TLVSP(計算)≦TLVSP(測定)であり、TLVSP(測定)は前記固定相の測定された総液体体積(単位は「ml」)である、上記(1)に記載の方法。
(4) 前記固定相が20%以下の多孔性を有する、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の方法。
(5) 前記RIが5%よりも高い、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の方法。
(6) 前記固定相が10.0m /g以下のBET表面積を有する、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の方法。
(7) n’が1〜10である、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の方法。
(8) 前記少なくとも2つのオレフィン系ポリマーが、異なる短鎖分岐分布を有し、及び/または少なくとも2つのオレフィン系ポリマー画分が、異なる短鎖分岐分布を有する、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の方法。
(9) 前記ポリマーサンプルが、少なくとも2つのオレフィン系ポリマーを含み、各オレフィン系ポリマーが、独立して、次の、エチレン系ポリマーまたはプロピレン系ポリマーから選択される、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の方法。
(10) 前記クロマトグラムはHT−TGICを使用して生成される、上記(1)〜(9)のいずれかに記載の方法。

Claims (9)

  1. 異なる微細構造の少なくとも2つのオレフィン系ポリマー及び/または異なる微細構造の少なくとも2つのオレフィン系ポリマー画分を含む、ポリマーサンプルから生成されたクロマトグラムの分解能インデックス(RI)を増加させる方法であって、
    前記方法は少なくとも以下のステップを含み、A)またはB)のうち1つが発生する、
    A)n’=0であり、ステップf)がステップc)に続くように、次のステップd)及びステップe)は飛ばし、T3がT1よりも高い;
    B)n’が≧1の整数であり、ステップd)及びステップe)は飛ばさず、ステップd)及びステップe)はn’>1回繰り返される;
    a1)前記ポリマーサンプルを少なくとも1つの溶媒中に溶解させ、ポリマー溶液を形成するステップ;
    a2)前記ポリマー溶液の少なくとも一部を、T1(℃)の温度にて固定相へと注入するステップであって、前記固定相を通る溶離液の流れはないステップ;
    b)同時に前記固定相を冷却速度CRにてT2<T1である最低温度T2(℃)まで冷却しながら、前記固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって、前記固定相を通る前記溶離液の前記流れが温度T2にて止められるステップ;
    c)前記温度がT2に達するときに、任意に時間t20の間、前記温度をT2にて維持し;前記固定相を通る溶離液の流れがないように維持しながら、加熱速度HRにて前記固定相の前記温度をT3>T2であるT3まで上昇させ;前記温度がT3に達するときに、時間t30の間、前記固定相を通る流量がないよう維持し;時間t30の間、前記温度をT3にて維持するステップ;
    次のステップd)及びステップe)において、nは1〜n’である各n値に対し、ステップd)の前記溶離液の流量はFRであり;少なくとも1つのT3(n≧1)は、T1よりも高く;
    d)同時に前記固定相を速度CRにてT2<T3n−1である最低温度T2まで冷却しながら、前記固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって;前記固定相を通る前記溶離液の前記流れが温度T2にて止められるステップ;
    e)前記温度がT2に達するときに、任意に時間t2nの間、前記温度をT2にて維持し;前記固定相を通る溶離液の流れがないように維持しながら、加熱速度HRにて前記固定相の前記温度をT3>T2であるT3まで上昇させ;前記温度がT3に達するときに、時間t3nの間、前記固定相を通る流量がないよう維持し;時間t3nの間、前記固定相の前記温度をT3にて維持するステップ;
    f)同時に前記固定相を速度CRにて温度T2まで冷却しながら、前記固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定し、前記温度が温度T2に達するときに、任意に時間t2fの間、前記温度をT2にて維持するステップ;
    g)前記固定相の前記温度をT(T>T2及びT≧T1)まで増加させながら、前記固定相を通る前記溶離液の流量(FRe)を少なくとも0.1ml/分まで増加させ、この温度増加の間、前記ポリマーサンプルを前記固定相から溶出させ;前記固定相が温度Tに達するときに、任意に時間tの間、前記温度をTにて維持し;前記クロマトグラムを生成するステップ;
    前記分解能インデックス(RI)=((RC−R0)/R0)×100であり、式中、
    RI>0であり;RCは前記クロマトグラムにおける2つの最大ピーク高さの溶出時間の差であり;
    R0は、RCの決定のために選択されたものと同一の2つの最大ピーク高さの前記溶出時間の差であり、これらの2つの最大ピーク高さは、以下のステップ:
    c1)前記ポリマー溶液の少なくとも一部を、T1(℃)の温度にて固定相へと注入するステップであって、前記固定相を通る溶離液の流れはないステップと;
    c2)同時に前記固定相を冷却速度CRにてT2<T1である最低温度T2(℃)まで冷却しながら、前記固定相を通る溶離液流量(FR)を一定に設定するステップであって、前記固定相を通る前記溶離液の前記流れが温度T2にて止められ、任意に期間t20の間、前記温度をT2にて維持するステップと;
    c3)前記固定相の前記温度をT(T>T2及びT≧T1)まで増加させながら、前記固定相を通る前記溶離液の流量(FRe)を少なくとも0.1ml/分の速度まで増加させ、この温度増加の間、前記ポリマーサンプルを前記固定相から溶出させ;前記固定相が温度Tに達するときに、任意に時間tの間、前記温度をTにて維持し;比較クロマトグラムを生成するステップと;が分析に使用されたことを除き、RCのための前記クロマトグラムと同一条件下で生成した前記比較クロマトグラム上に存在し、前記固定相が20%以下の多孔性を有する、方法。
  2. n’≧1であり、各n値について、nが1〜n’であり、TLVSP(計算)が、以下の等式B:
    Figure 0006902034

    を満たし、式中、i=1〜n’であり、n’≧1であり、TLVSP(計算)は前記固定相の計算された総液体体積(単位は「ml」)であり、
    TLVSP(計算)≦TLVSP(測定)であり、TLVSP(測定)は前記固定相の測定された総液体体積(単位は「ml」)である、請求項1に記載の方法。
  3. n’=0であり、TLVSP(計算)が、以下の等式A:
    Figure 0006902034

    を満たし、式中、TLVSP(計算)は前記固定相の計算された総液体体積(単位は「ml」)であり、
    TLVSP(計算)≦TLVSP(測定)であり、TLVSP(測定)は前記固定相の測定された総液体体積(単位は「ml」)である、請求項1に記載の方法。
  4. 前記RIが5%よりも高い、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記固定相が10.0m/g以下のBET表面積を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. n’が1〜10である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記少なくとも2つのオレフィン系ポリマーが、異なる短鎖分岐分布を有し、及び/または少なくとも2つのオレフィン系ポリマー画分が、異なる短鎖分岐分布を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記ポリマーサンプルが、少なくとも2つのオレフィン系ポリマーを含み、各オレフィン系ポリマーが、独立して、次の、エチレン系ポリマーまたはプロピレン系ポリマーから選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記クロマトグラムはHT−TGICを使用して生成される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
JP2018530652A 2015-09-01 2016-08-30 異なる微細構造を有するオレフィン系ポリマーのクロマトグラフィーの分解能を増加させる方法 Active JP6902034B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562212930P 2015-09-01 2015-09-01
US62/212,930 2015-09-01
PCT/US2016/049399 WO2017040473A1 (en) 2015-09-01 2016-08-30 Method to increase the chromatographic resolution of olefin-based polymers with different microstructures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018532126A JP2018532126A (ja) 2018-11-01
JP6902034B2 true JP6902034B2 (ja) 2021-07-14

Family

ID=56877165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018530652A Active JP6902034B2 (ja) 2015-09-01 2016-08-30 異なる微細構造を有するオレフィン系ポリマーのクロマトグラフィーの分解能を増加させる方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10495616B2 (ja)
EP (1) EP3344984B1 (ja)
JP (1) JP6902034B2 (ja)
KR (1) KR102641325B1 (ja)
CN (1) CN108139370B (ja)
BR (1) BR112018003568B1 (ja)
ES (1) ES2784322T3 (ja)
WO (1) WO2017040473A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112018002122B1 (pt) 2015-08-28 2023-01-17 Dow Global Technologies Llc Método para analisar uma solução de polímero usando uma cromatografia de gradiente de temperatura e aparelho para cromatografia de polímero
WO2017040473A1 (en) 2015-09-01 2017-03-09 Dow Global Technologies Llc Method to increase the chromatographic resolution of olefin-based polymers with different microstructures

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4798081A (en) 1985-11-27 1989-01-17 The Dow Chemical Company High temperature continuous viscometry coupled with analytic temperature rising elution fractionation for evaluating crystalline and semi-crystalline polymers
WO2004034047A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-22 Universite Catholique De Louvain Column for analytical temperature rising elution fractionation (atref)
EP2410325B1 (en) 2005-01-24 2017-05-17 Dow Global Technologies LLC Apparatus and methods for polymer characterization
US8071714B2 (en) * 2006-03-15 2011-12-06 Polymer Characterization, S.A. Method for separating and purifying crystallisable organic compounds
US20080206883A1 (en) * 2007-02-26 2008-08-28 Cody Laboratories, Inc. Hplc method for separation and detection of hydromorphone and related opioid pharmacophores
BRPI0914041B1 (pt) * 2008-10-06 2018-03-20 Dow Global Technologies Llc “método para cromatografia de um polímero poliolefínico, método de cromatografia líquida melhorado e método para determinar a razão de monômero para comonômero de um copolímero”
US8318896B2 (en) 2009-12-21 2012-11-27 Dow Global Technologies Llc Chromatography of polyolefin polymers
GB2491169B (en) * 2011-05-26 2014-09-10 Thermo Electron Mfg Ltd Method and apparatus for improved resolution chromatography
WO2012166861A1 (en) 2011-06-02 2012-12-06 Dow Global Technologies Llc Size exclusion chromatography of polymers
ES2572914T3 (es) * 2011-06-03 2016-06-03 Dow Global Technologies Llc Cromatografía de polímeros
JP5726721B2 (ja) 2011-12-27 2015-06-03 日本ポリプロ株式会社 ポリオレフィンの製造方法およびその装置
AU2014287269B2 (en) * 2013-07-09 2018-01-18 Dow Global Technologies Llc Ethylene/alpha-olefin interpolymers with improved pellet flowability
JP2016080415A (ja) 2014-10-10 2016-05-16 日本ポリプロ株式会社 エチレン−ノルボルネン共重合体の組成分布分析方法
WO2017040473A1 (en) 2015-09-01 2017-03-09 Dow Global Technologies Llc Method to increase the chromatographic resolution of olefin-based polymers with different microstructures
EP3356486B1 (en) 2015-09-30 2020-12-16 Dow Global Technologies LLC Adhesive composition

Also Published As

Publication number Publication date
BR112018003568A2 (pt) 2018-09-25
ES2784322T3 (es) 2020-09-24
EP3344984B1 (en) 2020-02-26
BR112018003568B1 (pt) 2022-03-08
US10495616B2 (en) 2019-12-03
WO2017040473A1 (en) 2017-03-09
CN108139370B (zh) 2020-11-06
EP3344984A1 (en) 2018-07-11
JP2018532126A (ja) 2018-11-01
KR20180048763A (ko) 2018-05-10
CN108139370A (zh) 2018-06-08
US20190049416A1 (en) 2019-02-14
KR102641325B1 (ko) 2024-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107923883B (zh) 具有减少的共结晶的聚合物的色谱法
Ginzburg et al. Characterization of polyolefins by comprehensive high-temperature two-dimensional liquid chromatography (HT 2D-LC)
JP5518875B2 (ja) ポリオレフィンポリマーのクロマトグラフィー
Macko et al. Separation of short-chain branched polyolefins by high-temperature gradient adsorption liquid chromatography
WO2011084786A1 (en) Chromatography of polyolefin polymers using a graphitic carbon stationary phase
JP6902034B2 (ja) 異なる微細構造を有するオレフィン系ポリマーのクロマトグラフィーの分解能を増加させる方法
Prabhu et al. Separation of bimodal high density polyethylene using multidimensional high temperature liquid chromatography
WO2012166861A1 (en) Size exclusion chromatography of polymers
Albrecht et al. Comparison of High‐Temperature HPLC, CRYSTAF and TREF for the Analysis of the Chemical Composition Distribution of Ethylene‐Vinyl Acetate Copolymers
Pasch et al. High temperature interaction chromatography of olefin copolymers
JP7386820B2 (ja) ポリマーのアモルファス含有量の決定
US11857948B2 (en) Chromatography of polymers using particles coated with graphene-based compositions
Deshmukh et al. Separation of ethylene-norbornene copolymers using high performance liquid chromatography
Macko et al. High‐Temperature Solvent Gradient Liquid Chromatography of Model Long Chain Branched Polyethylenes
Ginzburg Development of High Temperature Two Dimensional Liquid Chromatography of Polyolefins
JP2016080415A (ja) エチレン−ノルボルネン共重合体の組成分布分析方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180501

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20180507

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180919

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190820

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200527

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20201001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210209

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210422

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210608

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210618

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6902034

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150