[发明专利]一种快速测定生产聚乙醇酸过程中原料纯度的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子分析领域，公开了一种DSC测定样品纯度的方法，尤其是一种测定合成聚乙醇酸过程中原料纯度的分析方法。

背景技术

聚乙醇酸(PGA)是结构最简单的线性脂肪族聚酯，是人体可吸收高分子中最早商业化的一个品种。它具有非常优异的力学性能，在手术缝合线、药物缓释和人造皮肤等医疗领域应用前景广阔。

PGA的主要合成方法为开环聚合法，如下所示：

为了合成高分子量的聚乙醇酸，乙醇酸纯度需高于98％，乙交酯纯度需高于99.5％，催化剂的纯度需高于99％。

文献1提供了一种使用液相色谱测定样品纯度的方法。与色谱法相比，DSC法测定纯度具有操作简便，测定速度快，样品用量少，不需标样的优点。

发明原理

DSC法测定纯度是根据熔点的下降来确定杂质的含量，它是以范特霍夫熔点下降的理论为基础。由分子大小相近的杂质引起的熔点下降规律符合VanˊtHoff方程：

Ts=T0-RT02xΔHf·1F]]>

式中：T_s为经热阻校正的样品温度；T₀为纯样品的熔点；R为气体常数；x为试样中杂质的浓度(摩尔分数)；ΔH_f为纯样品中的融化热；F为试样在温度T_s时熔化的分数。

试样的熔融吸收峰面积即为熔融热ΔH_f。由试样熔融峰上某一点作垂线，将熔融峰分为两部分，左边部分的面积除以总面积即为F。由该点作斜率与铟标准物质熔融峰下降侧拐点处斜率相等的直线，与基线的交点对应的温度即为T_s(热阻校正)。将T_s对作图，经预熔校正后得到一条直线，直线的截距为无限纯样品的理论熔点T₀，由直线的斜率可求出试样中的杂质浓度x，进而计算出试样的纯度(摩尔分数)(文献2)。

发明内容

1.一种基于差示扫描量热仪技术与热分析理论公式计算相结合，准确测定生产聚乙醇酸过程中原料的纯度，其特征在于该方法的具体步骤如下：

(1)取出适量的样品用于DSC测量。DSC实验在装备有冷却系统的PerkinElmer8500DSC仪器上进行的。通入DSC样品池的氮气流量为20mL·min^-1。称取适量的样品，装入密封坩埚中。获取DSC曲线等实验数据；

(2)根据获取的DSC谱图(见图1和图2)，分析环酯开环聚合过程中聚合体系放热量与时间、温度之间的关系；

(3)使用动力学软件分析原料的纯度，准确评价原料是否符合生产高分子量聚乙醇酸的要求。

2.其中所述的原料，环酯包括乙醇酸、乙交酯和催化剂等。乙醇酸的结构见式1：

乙交酯的结构见式2：

3.其中所述的合成过程，催化剂包括Bi的羧酸类化合物和Sn的卤化物。

4.其中所述的合成过程，Bi的羧酸类化合物包括乙酸铋、己酸铋、辛酸铋和碱式水杨酸铋等(见式3)。

5.其中所述的合成过程，Sn的卤化物包括二氯化锡、二水合二氯化锡、四氯化锡、二溴化锡和二碘化锡等。

6.其中所述的合成过程，样品的取样量质量范围为0.1～10mg，优选0.5～1mg。

7.其中所述的DSC测定过程，其中测量温度范围为30～300℃，优选为100～250℃。

8.其中所述的DSC测定过程，乙醇酸的温度测定范围为20～200℃，优选为70～90℃。

9.其中所述的DSC测定过程，乙交酯的温度测定范围为20～200℃，优选为75～95℃。