概要
GPC（もしくはSEC；サイズ排除クロマトグラフィー)と熱分解(Py)-GC/MSを組み合わせることで、共重合組成の分子量依存性が評価可能です。ここでは、スチレン(St)-メタクリル酸メチル(MMA)共重合体に適用した例を紹介します。
試料
St-MMAランダム共重合体（St mol% = 41） Mw = 1.3×105
分析方法
GPC-Py-GC/MSを用いた解析フローを【図1】に示します。GPCカラムによって分子量毎に分画した成分を、RI検出器（濃度検出器）とPy-GC/MS測定用アタッチメントへ分岐させます。
RI検出器を元に算出した分子量分布と、Py-GC/MSから解析した組成比を組み合わせることで、分子量毎の共重合組成が評価できます。
組成解析用検量線の作成
分子量分画した共重合体のモノマー組成を見積もるため、PSt、PMMAホモポリマーを任意の割合で混合したPSt/PMMAブレンド試料を用いて検量線を作成しました。
PSt/PMMA = 50/50 (wt.%)のパイログラムを【図2】に示します。PSt/PMMA由来ピークのうち、St由来ピークの面積割合（Area St/Area St+MMA）を以下の式に従って算出しました。Area St/Area St+MMAを横軸に、混合比を元に算出したPSt/PMMAのSt含量を縦軸にとることで検量線を作成しました【図3】。
検量線は良好な直線性を示し、St含量の定量に有用であることが確認されました。
分子量分画物の組成解析
GPCクロマトグラム、及び分子量分画成分のSt含量を【図4】に示します。【図5】に、溶出体積約19 mLの分画成分のパイログラムを示します。GPCクロマトグラムから見積もった約19 mLの濃度は、約0.3 mg/mL (約0.3 ppm)と非常に低いものの、Py-GC/MSでは十分な強度のモノマーピークが検出されました。従って、Py-GC/MSではGPCピークの裾野に当たる低濃度領域においても、精度よく共重合組成が評価可能と考えられます。
(試料：St-MMAランダム共重合体)
【図6】に、微分分子量分布曲線と共重合組成の重ね書きを示しました。これより、共重合組成の分子量依存性を視覚的に把握することができます。本試料は分子量によらず一定の組成であることが示されました。
まとめ
GPCとPy-GC/MSを組み合わせることで、共重合組成の分子量依存性を把握することができました。本手法では、濃度の低いGPCピークの裾部分においても精度良いデータが取得可能です。
参考文献
1) Py-GC/MS測定用アタッチメント（株式会社エス・ティ・ジャパン）
https://www.stjapan.co.jp/web_news/201803/PGC-MS_application_note.pdf
