Gel permeation chromatography methods in the analysis of lactide-based polymers
Tekijät
Päivämäärä
2018Tekijänoikeudet
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Tutkielman kirjallisuusosiossa tutustutaan polymeerikemian perusteisiin sekä erityisesti laktidipohjaisiin polymeereihin, niiden valmistamiseen, käyttökohteisiin ja analyysimenetelmiin. Kyseisiä polymeereja hyödynnetään esimerkiksi erilaisissa
lääketieteellisissä sovelluksissa, mikä asettaa polymeereille monia vaatimuksia esimerkiksi niiden hajoamisen suhteen. Polymeeriketjujen pilkkoutumista voidaan seurata esimerkiksi geelipermeaatiokromatografilaitteistolla (GPC), jonka toimintaperiaate esitetään. GPC:llä on mahdollista käyttää erilaisia tulosten analyysimenetelmiä, joita myös tarkastellaan (konventionaalinen kalibrointi, universaali kalibrointi ja triple detection –menetelmä). Lisäksi kirjallisuusosiossa tutustutaan viskometrian perusteisiin.
Tutkielman kokeellisessa osassa (erikoistyö) tutkittiin GPC-laitteistolla laktidipohjaisia polymeerinäytteitä (PLLA, PLGA ja PLCL), jotka erosivat sisäisten viskositeettiensa ja näin myös moolimassojensa suhteen. Tarkoituksena oli tutkia, vaikuttiko analyysimenetelmä saatuihin tuloksiin. GPC:llä määritettiin näytteiden keskimääräiset molekyylimassat (Mn, Mp ja Mw) sekä polydispersiteetti (PD) ja tulokset analysoitiin kolmella eri menetelmällä
(konventionaalinen kalibrointi, universaali kalibrointi I ja triple detection –menetelmä). Universaalissa kalibroinnissa käytettiin kirjallisuuden Mark-Houwinkin vakioita. Samalla selvitettiin triple detection -menetelmällä materiaalille ominaisia Mark-Houwinkin vakioita ja dn/dc-arvoja. Saadut tulokset olivat yleisesti verrattavissa kirjallisuusarvoihin ja niitä hyödynnettiin myös materiaalien keskinäisessä vertailussa. Lisäksi näytteiden sisäiset viskositeetit mitattiin mikroviskometrilla ja saadut tulokset olivat valmistajien ilmoittamien arvojen rajoissa. Samalla muodostettiin korrelaatio moolimassan ja sisäisen viskositeetin
välille.
Vertailtaessa eri menetelmillä analysoituja keskimääräisiä moolimassoja ja polydispersiteettejä havaittiin, että tuloksissa oli huomattavia eroja. Tästä syystä eri menetelmällä analysoidut GPC-tulokset eivät välttämättä olleet vertailukelpoisia. Lisäksi havaittiin, että universaalissa kalibroinnissa käytetyillä Mark-Houwinkin vakioilla oli suuri vaikutus saatuihin tuloksiin. Tuloksista huomattiin myös, että osa mitatuista parametreistä (muun muassa α-parametri) muuttui näytteiden sisäisen viskositeetin muuttuessa, joten tapa ilmoittaa vain yksi parametrin arvo riippumatta näytteen sisäisestä viskositeetista on kyseenalainen. Tämä on merkittävä
huomio etenkin silloin, kun halutaan seurata polymeerin hajoamista.
...
In the literary part of this Master’s thesis, the basics of polymer chemistry are discussed. Especially, the lactide-based polymers and their manufacturing routes are emphasized together with the applications and analyzing methods. These polymers are commonly used in the
medical field and, for example, the degradation properties of the polymer are important to know to have an approval to use the material in medical devices. The follow-up of the degradation of those polymers can be performed by using gel permeation chromatography (GPC) device. The
principles of the GPC are covered and also different ways to analyze the GPC data (the conventional calibration, triple detection, and universal calibration I method) are discussed. Additionally, the basics of viscometry are outlined.
In the experimental part of this thesis, lactide-based polymer samples (PLLA, PLGA, and PLCL) with different inherent viscosities and thus with different molar masses were studied with the help of GPC. The target was to find out how the analyzing method affects the results. The measured average molar masses (Mn, Mp, and Mw) and polydispersity (PD) of the samples were determined with the universal calibration I, conventional calibration, and triple detection methods. In the universal calibration I method, the Mark-Houwink (M-H) parameters from the literature were utilized. Also, the material-specific M-H parameters together with the dn/dc values were calculated using the triple detection method. These parameters were generally comparable to the literature values and, with them, the comparison between the materials was performed. In addition, the inherent viscosities of the samples were measured with
microviscometer and the results were in the ranges informed by the manufacturers. The correlation between molar mass and inherent viscosity was formed.
When comparing the molar mass average and PD results, it could be seen that there was a notable difference in the results analyzed with different methods. For this reason, the results obtained from different methods were not necessarily comparable. There was also a notable difference observed when the results were analyzed twice with the universal calibration I method but with different M-H parameters. Therefore, the M-H parameters greatly affected the results. Also, a correlation between the inherent viscosity and some measured values (such the
M-H α parameters) was observed. Thus, convention to inform only one value for the material ignoring the inherent viscosity is questionable. This is noteworthy, especially when the degradation of the polymers is on focus.
...
![showless](/themes/JYX2//images/showless.png)
![showmore](/themes/JYX2//images/showmore.png)
![showless](/themes/JYX2//images/showless.png)
![showmore](/themes/JYX2//images/showmore.png)
Asiasanat
Metadata
Näytä kaikki kuvailutiedotKokoelmat
- Pro gradu -tutkielmat [28992]
Samankaltainen aineisto
Näytetään aineistoja, joilla on samankaltainen nimeke tai asiasanat.
-
Rheological and Flocculation Analysis of Microfibrillated Cellulose Suspension Using Optical Coherence Tomography
Koponen, Antti I.; Lauri, Janne; Haavisto, Sanna; Fabritius, Tapio (MDPI AG, 2018)A sub-micron resolution optical coherence tomography device was used together with a pipe rheometer to analyze the rheology and flocculation dynamics of a 0.5% microfibrillated cellulose (MFC) suspension. The bulk behavior ... -
Remarks on regularity for p-Laplacian type equations in non-divergence form
Attouchi, Amal; Ruosteenoja, Eero (Academic Press, 2018)We study a singular or degenerate equation in non-divergence form modeled on the p-Laplacian, −|Du|γ(Δu+(p−2)Δ∞ Nu)=finΩ. We investigate local C1,α regularity of viscosity solutions in the full range γ>−1 and p>1, and ... -
Measuring the non-linear hydrodynamic response of higher flow harmonics in Pb-Pb at sqrt(s_NN)=2.76 TeV
Parkkila, Jasper (2017)Ultrarelativistisissa raskasionitörmäyksissä syntyvän kvarkki-gluoniplasman (QGP) dynamiikkaa on relativistisella hydrodynamiikalla kuvattu erittäin vakuuttavasti. Teorian vapaa parametri, keskimääräinen viskositeetti-en ... -
Online measurement of floc size, viscosity, and consistency of cellulose microfibril suspensions with optical coherence tomography
Lauri, Janne; Haavisto, Sanna; Salmela, Juha; Miettinen, Arttu; Fabritius, Tapio; Koponen, Antti I. (Springer, 2021)In this study, cellulose microfibril (CMF) suspensions were imaged during pipe flow at consistencies of 0.4%, 1.0%, and 1.6% with optical coherence tomography (OCT) to obtain images of the structure and the local velocity ... -
Liquid chromatography in pharmaceutical analytics
Sneck, Annika (2017)Tutkielmassa perehdytään nestekromatografian käyttöön lääkeaineanalytiikassa. Korkean erotuskyvyn nestekromatografia (HPLC) on suosittu menetelmä lääkeaineiden analysoinneissa, esimerkiksi pitoisuuksien tai epäpuhtauksien ...
Ellei toisin mainittu, julkisesti saatavilla olevia JYX-metatietoja (poislukien tiivistelmät) saa vapaasti uudelleenkäyttää CC0-lisenssillä.