GPC Analysis of Thermoplastic Engineering Polymers (PBT, PET)

Applications | 2014 | Agilent TechnologiesInstrumentation
GPC/SEC
Industries
Energy & Chemicals
Manufacturer
Agilent Technologies

Summary

Importance of the Topic

Thermoplastic engineering polymers such as PBT and PET are widely used for their strength, toughness and thermal resistance. However, their high molecular weight and crystallinity make them difficult to dissolve and prone to degradation during processing. Accurate determination of molecular weight distribution is crucial for monitoring material quality, predicting performance and ensuring consistent product reliability.

Objectives and Overview

This study aims to demonstrate the application of high temperature gel permeation chromatography (GPC/SEC) with viscometry detection to (1) assess molecular weight changes in polybutylene terephthalate (PBT) before and after molding and (2) compare different grades of polyethylene terephthalate (PET) using alternative solvents and conditions.

Methodology

The analysis of PBT resin was performed in 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol (HFIP) with 20 mM sodium trifluoroacetate at 40 °C using two PL HFIPgel columns at 1.0 mL/min. A universal calibration based on polymethylmethacrylate (PMMA) standards and combined refractive index and viscometry detection was employed to calculate molecular weights independent of polymer standards.

For PET samples, o-chlorophenol served as the eluent at 100 °C with two PLgel 10 µm MIXED-B columns. Samples were dissolved at 110 °C for 30 minutes prior to injection to ensure complete solubilization under high viscosity conditions.

Instrumentation Used

  • PL-GPC 220 High Temperature GPC/SEC System
  • Two PL HFIPgel columns (7.5 × 300 mm)
  • Two PLgel 10 µm MIXED-B columns (7.5 × 300 mm)
  • Differential refractive index detector
  • Molecular weight-sensitive viscometer

Main Results and Discussion

  • PBT virgin resin showed Mn of 24,400 g/mol, Mw of 48,600 g/mol and intrinsic viscosity of 0.535 dL/g.
  • Molded PBT exhibited degraded properties: Mn of 11,200 g/mol, Mw of 24,000 g/mol and intrinsic viscosity of 0.306 dL/g.
  • Overlay chromatograms confirmed a shift toward lower molecular weight species after molding, indicating chain scission under processing stress.
  • PET grades with intrinsic viscosities of 0.72, 0.75 and 0.84 dL/g showed similar molecular weight distributions with minor variations, demonstrating the method’s sensitivity.

Benefits and Practical Applications

This high temperature GPC/SEC approach enables:
  • Quantitative monitoring of polymer degradation during processing.
  • Quality control of engineering grade resins.
  • Optimization of manufacturing parameters to preserve mechanical performance.
  • Comparative assessment of different polymer grades and formulations.

Future Trends and Possibilities

Advances in polymer characterization may include:
  • Integration of mass spectrometric detection for structural insights.
  • Development of greener solvent systems for sustainable analysis.
  • Real-time process monitoring using inline GPC techniques.
  • Application of machine learning algorithms to interpret complex chromatographic data.

Conclusion

High temperature GPC/SEC combined with viscometry and universal calibration provides a robust and reliable method to assess molecular weight distributions of challenging engineering polymers. The technique effectively detects processing-induced degradation and differentiates polymer grades, supporting quality assurance and material development.

References

  • Luke S. Agilent Technologies Inc. Application Note 5991-4707EN, May 2014.

Content was automatically generated from an orignal PDF document using AI and may contain inaccuracies.

Downloadable PDF for viewing
 

Similar PDF

Toggle
Polybutylene Terephthalate Analysis by Agilent PL HFIPgel and GPC
Polybutylene Terephthalate Analysis by Agilent PL HFIPgel and GPC Application Note Materials Testing and Research, Polymers Author Graham Cleaver Agilent Technologies, Inc. Introduction Polybutylene terephthalate (PBT) resins are used in a wide variety of applications in which toughness and resistance…
Key words
polybutylene, polybutyleneterephthalate, terephthalatevalox, valoxmolding, moldingvirgin, virginpbt, pbtresin, resinmolded, moldedgpc, gpcviscosity, viscosityweight, weightmolecular, molecularlog, loghfipgel, hfipgelafter
Application compendium - Analysis of Polymers by GPC/SEC Energy & Chemical Applications
Application compendium Analysis of Polymers by GPC/SEC Energy & Chemical Applications Verified for Agilent 1260 Infinity GPC/SEC System Providing you access to a full-circle partner you can trust, Agilent delivers: • Over 35 years of industry-leading solutions for characterizing and…
Key words
gpc, gpcresins, resinspolymers, polymersweight, weightmolecular, molecularthf, thfpolyesters, polyesterspolyolefins, polyolefinssec, secpolyamides, polyamidesmin, minlog, logconditions, conditionslogm, logmresin
Analysis of food by gpc/sec - Application compendium
Application compendium Analysis of food by gpc/sec Verified for Agilent 1260 Infinity GPC/SEC System Analysis of food by GPC/SEC Contents Application compendium Introduction3 Food additives4 Pectins5 Carboxymethyl cellulose 7 Starch8 Corn flour 10 Pullulan and dextran 12 Gelatin14 Gums15 Flavorings16…
Key words
gpc, gpclog, logmolecular, molecularsec, secweight, weightpolymers, polymerspolyolefins, polyolefinspolysaccharides, polysaccharidespolyamides, polyamideswaxes, waxespolyesters, polyestersviscometer, viscometerstyreneacrylonitrile, styreneacrylonitrilerubbers, rubbersscattering
AGILENT ORGANIC GPC/SEC COLUMNS
AGILENT ORGANIC GPC/SEC COLUMNS
2017|Agilent Technologies|Brochures and specifications
AGILENT ORGANIC GPC/SEC COLUMNS Contents PLgel GPC columns�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������3 InfinityLab PlusPore columns������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5 InfinityLab PolyPore�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6 InfinityLab ResiPore�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������7 InfinityLab MesoPore�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������8 InfinityLab OligoPore������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������9 PL Rapide columns����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������10 Narrow Bore columns�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������11 InfinityLab PLgel Olexis��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������12 PLgel MIXED columns����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������13 PLgel 20 µm MIXED-A�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������14 PLgel 10 µm MIXED-B�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������15 PLgel…
Key words
gpc, gpcplgel, plgelinfinitylab, infinitylabthf, thfcolumns, columnsordering, orderingpolymers, polymerssec, secconditions, conditionsresolution, resolutionpore, poredescription, descriptionhigh, highcharacteristics, characteristicsmolecular
Other projects
GCMS
ICPMS
Follow us
FacebookX (Twitter)LinkedInYouTube
More information
WebinarsAbout usContact usTerms of use
LabRulez s.r.o. All rights reserved. Content available under a CC BY-SA 4.0 Attribution-ShareAlike