Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 04009—2018
聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂及合成酯类基础油分子量及其分布的测定
凝胶渗透色谱法
Determination of molecular weight and distribution
of polysobutenyl succinimide dispersant and synthetic ester base oil
by gel permeation chromatography(GPC)method
2018－11－01实施
2018－07—26 发布
发布
中国石油天然气集团有限公司 Q/SY 04009—2018
目 次
前言·
II
范围规范性引用文件
1
2
3 术语和定义
方法概要试验设备
4
2
2 2 3 3 3 ?
5
6 试剂和材料
取样 8 仪器准备 9 标准曲线 10 样品分析· 11 报告 12 精密度
>
S
6 Q/SY 04009—2018
前 言
本标准按照GB/T 1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中国石油天然气股份有限公司销售分公司提出。 本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会石油产品销售及润滑剂专业标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司兰州润滑油研究开发中心。 本标准主要起草人：刘佳、李进、束建华。
II Q/SY 04009—2018
聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂及合成酯类基础油
分子量及其分布的测定，凝胶渗透色谱法
警告：本标准涉及某些有危险的材料、操作和设备，但是无意对与此有关的所有安全问题都提出建议。因此，用
户在使用本标准之前应建立适当的安全和防护措施，并确定相关规章限制的适用性。
1范围
本标准规定了用凝胶渗透色谱仪测定聚异丁烯丁二酰业胺无灰分散剂及合成酯类基础油分子量及
其分子量分布的方法。
本标准适用于聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂产品以及合成酯类基础油，不适用于由聚异丁烯丁酰亚胺与其他物质调和后的产品及由合成酯类基础油与其他物质调和后的产品。
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 4756石油液体手工取样法
3　术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
凝胶渗透色谱gel permeation chromatography（GPC) 凝胶渗透色谱是液相色谱法的特殊形式，聚合物试样分子分散溶解到洗脱剂中，根据溶质分子的
体积大小分离，大分子先行洗脱，小分子随后洗脱，聚合物按照分子量大小得到分离。洗脱体积在规定的实验条件下是聚合物分子量的单一函数。 3.2
数均分子量（M.）number-average molecular weight（M.) 按分子数目统计平均分子量为数均分子量，符号为Mn，其值等于每种分子的分子量乘以其数目
分数的总和，M=Z N;M/ Ni。 3.3
重均分子量（Mw）weight-average molecular weight（Mw）按分子重量统计平均分子量为重均分子量，符号为Mw，其值等于每种分子的分子量乘以其重量
分数的总和，Mw=ZWM/ZW。 3.4
分散度（D）decentralization（D) 表征高聚物的分子量分布，D=Mw/Mn。 Q/SY 04009—2018
4方法概要
称取一定量的试样于样品瓶中，用四氢呋喃溶解，制备成待测试样溶液。将试样溶液注人凝胶渗透色谱（GPC）系统中，以四氢呋喃为淋洗液进行洗脱，色谱柱后连接示差折光检测器连续检测色谱柱中流出的组分，得到相应色谱图。使用由该系统建立的校正曲线计算试样中待测物质的数均分子量 Mn、重均分子量 Mw以及分子量分布 D。
5　试验设备
5.1凝胶渗透色谱（GPC）仪器由以下部件组成（见图1）。
数据采集数据处理
恒温装置分离柱
淋洗液存储器
脱气
检测器
进样器
废液
系统
图1GPC仪器方框示意图
5.2淋洗液存储器：淋洗液存储器应用深色玻璃瓶，放置阴凉处。淋洗液存储器应有足够的容量存储足够的溶剂用于同一批次实验的完成。 5.3泵：在 0.1mL/min ～ 5mL/min 流速范围内均匀无脉动地将淋洗液输送过分离柱的高压输液泵流速精度偏差不超过0.1%。 5.4进样器：进样重复性优于1%的手动或自动进样器。
5.5分离柱：由尺寸300mm×8.0mm，孔径分别为100A，500A，1000A，10000A的4根柱依次串联组成。 5.6恒温装置：控温范围20℃～60℃，控温精度 ±1℃的柱温箱。 5.7检测器：示差折光检测器，检测池体积不大于 0.01mL。折光指数测量范围在1.3～ 1.6 之间，在校正范围内有线性响应，该检测器还应具有控温功能。 5.8数据系统：能够进行数据采集、处理和准确测量峰面积与保留时间的数据系统，此数据系统还应具有再分析及数据再处理功能，例如可以进行自动或手动基线校正和再积分。
6　试剂和材料
6.1四氢呋喃（THF）：色谱纯级，使用前应用0.45μm过滤膜过滤，如果需要，可先用分子筛干燥并在使用前进行过滤。四氢呋喃使用前应充分脱气，消除淋洗液中溶解的空气。
警告：淋洗液四氢呋喃易挥发、易燃有毒性，操作时戴上必要的防护用品，在通风橱中进行。 6.2标准物质：聚苯乙烯标准物质，最少应有10 种不同分子量。标准物质的选择应同时兼顾分离柱分子量范围和待测样品分子量大小，标准物质的分散度不大于1.1（分子量低于1000的标准物质，分散度不大于1.2）。 6.3样品瓶：按照仪器的配置使用合适的样品瓶。 6.4分析天平：感量为0.1mg。 6.5聚四氟乙烯过滤膜：孔径0.45 μm。 6.6针头过滤器：孔径0.45μm。 2 Q/SY 04009—2018
7取样
用于实验室分析的试样要有代表性，除非在产品标准中另有说明，试样应根据GB/T4756的方
法取得。
仪器准备
8
8.1 按照设备操作手册以及表1的色谱条件分别对色谱仪的各部件进行参数设置。
表1色谱条件
设定值 1.0mL/min 100 μ L 40℃
色谱条件流速进样量柱温色谱柱
100A，500A，1000A，10000A四柱依次串联
40℃
示差折光检测器温度
8.2 仪器在8.1条件下运行数小时，使凝胶色谱系统在该条件下温度、流速、压力、基线均稳定。
9 标准曲线
9.1选取10个以上数均分子量在500～320000范围内窄分布的聚苯乙烯标准物，用四氢呋喃分别配置成浓度为4.0mg/mL～5.0mg/mL的一组标准溶液，配制好的标准溶液至少静置120min，使标样完全溶解。表2为标准物组选用示例。
表2 聚苯乙烯标准物组
数均分子量M
分散度D 1.15 1.06 1.04 1.03 1.02 1.03 1.03 1.03 1.04 1.04 1.02
标准溶液编号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
540 1130 2840 4680 9710 17890 29070 66150 119500 195500 322900
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9.2用针头过滤器过滤标准溶液，经过滤后的标准溶液装入进样瓶中待用。 9.3在仪器稳定条件下，依次对标准溶液进行分析，每个标准溶液重复分析三次。 9.4利用色谱处理软件对每个标样进行积分，用每个标样测得平均淋洗体积对1og（M）相应值作图绘制最佳拟合曲线，拟合曲线相关系数应大于0.999，曲线拟合和相关系数由数据系统自动绘制和计算。图2是表2所选用标准物测量得到的标准曲线和相关系数，图2的拟合曲线方程见公式（1)。
Calibrate Column
data 一fit
ow/s (sseu Je[ow) 3.0
5.0
4.0
30.0
25.0
35.0
volume, mL
图2聚苯乙烯标准物标准曲线（相关数R=0.99955)
Log (molar mass) = 43.629-3.48964V0.104371V20.00107974V
(1)
式中: molar mass- -摩尔质量，g/mol； V- -淋洗体积，mL。
10样品分析
10.1聚异丁烯丁二酰亚胺类无灰分散剂待测样品用 THF溶剂配制成浓度为 5mg/mL ～ 10mg/mL的试样溶液；合成酯类基础油待测样品用 THF溶剂配制成浓度约2mg/mL的试样溶液。试样溶液充分摇动，使样品完全溶解于THF溶剂中。 10.2用针头过滤器过滤配制好的试样溶液，经过滤后试样溶液装入试样瓶中。 10.3在仪器稳定条件下，对样品溶液进行分析，每个样品溶液重复分析两次。 10.4聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂在本标准规定的实验条件下的典型色谱图见图3，其中Peak1 峰为聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂峰，Peak2 峰为稀释油色谱峰，利用数据处理软件对这两个峰进行积分并利用9.4中建立的标准曲线进行计算，数据软件自动报告聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂测量结果。 10.5合成酯类基础油本标准规定实验条件下的典型色谱图见图 4，其中Peak1 峰为合成酯复酯峰， Peak2 峰为合成酯单酯峰，Peak3为溶剂峰，利用数据处理软件对Peak1和Peak2这两个峰进行积分并利用9.4中建立的标准曲线进行计算，数据软件自动报告各组分测量结果。