罗云，陈龙，王九飙，秦邦保

（珠海格力绿色再生资源有限公司，广东 珠海 519000）

1 区域熔炼纯化相关概念

1.1 运行原理

在区域熔炼试验开展前期，应将样品放置于具有高熔点的溶剂中，使其与溶剂获得充分溶解，将冷凝样品放置在低温环境中，开展区域熔炼试验。溶剂法的工艺实施期间，溶剂被认定为纯物质，样品中的物质认定为杂质。依据杂质在溶剂内发生凝固与熔融过程产生的溶解程度差异，开展分离纯化试验，分析材料纯度。

1.2 注意事项

1）溶剂应采取移除措施，防止溶剂与纯化样品发生相关化学反应，保持纯化样品纯度。2）纯化样品应在溶剂中获得充分溶解，防止在区域熔炼期间形成饱和状态，干扰试验结果的准确性。3）应选择熔点在零以上的溶剂，以此降低试验设备的应用要求，可选择冰箱内完成区域熔炼试验［1］。

2 溶剂法区域熔炼纯化有机混合物

2.1 试验准备

试验准备以药品试剂为主：芴酮，规格99%；2-溴芴酮，规格99%；色谱甲醇，规格为甲醇（HPLC）；对二甲苯，规格为AR；二氯甲烷，规格为AR；石油醚，规格为AR；无水乙醇，规格为AR；超纯水；去离子水。

2.2 有机混合物的纯化试验

有机混合物的原材料为芴酮 （FL）、2-溴芴酮（BF）。试验流程为：

1）试验中，两种原材料配比为m（芴酮）：m（2-溴芴酮） ＝1∶9。表示0.1g样品在二甲苯溶剂中溶解，溶剂容量为50mL，熔点为13.2℃，且与两种原材料不存在任何化学关系，保障两种原材料充分溶解，溶解周期至少为2h。2）在区域熔炼试管体积的1／5处，添加上清溶液，继而将试管放置于冰箱中，予以冷却。3）在试管溶液获得完全凝固时，在试管中添加对二甲苯溶剂，体积为溶剂瓶的4／5，继而将其放置于冰箱中予以冷却。基于两者原材料放置在对二甲苯溶剂中时，并不具有较高的溶解效率，故而借用上清溶液。上清溶液与对二甲苯溶剂体积比为1∶4，以此减少样品在区熔期间状态过于饱和，防止晶体析出现象，保障试验发展良好性。4）在试管中液体处于完全凝固状态时，将试管放置在纯化仪器中，开展区域熔炼相关纯化试验流程，容量次数设定为5，且前两次调节设备的区熔温度设定为65℃，区熔速度设定为8mm／h，后三次调节设备的区熔温度设定为45℃，区熔速度设定为5mm／h。5）获得5次区熔样品，将试验完成时的试管采取平均划分方式，将其划分为8段，并给予对应标号，为后续试验分析奠定基础条件。6）借助冻干机设备，将8段样品中含有的对二甲苯溶剂予以剔除。7）8段样品中，分别提取少量样品，将其溶于无水乙醇溶液中，继而开展爬板检测。8）区域熔炼试验完成时，针对每段样品在色谱甲醇中的溶液状态，将甲醇配制成10μg／mL的溶液，再开展高效液相色谱检测。

2.3 试验分析

1）点板检测。溶剂法工艺实施的区域熔炼，对样品采取有效划分，逐一开展点板检测流程，以试管低端为起点，逐级线上开展分段流程，给予1～8的编号。结果显示：区域熔炼中两种原材料芴酮与2-溴芴酮的混合物，发生了分离现象，在第3、第4两段样品中只显示出2-溴芴酮，在其余6段样品中同时显示两种原材料。2）高效液相色谱检测。高效液相色谱检测流程，为试验配置的设备有LC-20AD泵、自动取样设备、样品注射回路设备、紫外线自检仪器，配合试验设备开展样品纯度的检测流程。流动相的元素配置有：85%占比的色谱级甲醇、15%占比的纯水，流速维持在1.0mL／min。借助恒温器设备，控制色谱柱整体温度，保持其温度为45℃，检测条件设定为254mm波长，取样容量设定为20μL。高效液相色谱检测落实前期，将区域内八段样品的溶液浓度，逐一稀释至每毫升10μL。结果显示：区域熔炼完成时，3～7编号的5段样品，芴酮元素占比逐级累加，甚至发生了分离现象。由此发现：在芴酮与2-溴芴酮两种原材料的纯化试验中，区域熔炼试验具有一定适用性，且溶剂法对区熔工艺实现了优化，为有机光电材料开展纯度检测与纯化流程提供了新的方向［2］。

3 高分子材料溶剂法的区域熔炼

3.1 聚乙二醇熔炼纯化

3.1.1 试验准备

试验准备，药品与试剂具体表现为：聚乙二醇（PEG）平均相对分子质量2000，规格为98%；聚乙二醇 （PEG）平均相对分子质量10000，规格为98%；四氢呋喃，规格为GPC；无水乙醇，规格为AR；超纯水；去离子水。

试验仪器：纯化设备，试验小组与其他小组共同制作而成的微型区域熔炼仪器，低温环境设定为冰箱；冷冻干燥设备，型号为FD-1A-50，用于干燥处理样品含有的水分子；凝胶渗透色谱（GPC），借助规格为LC-20A的色谱设备，用于检测样品，测定高分子材料在样品中的含量。样品检测的配置为：每4mg样品配置5mL四氢呋喃溶剂，保障样品溶解于溶液中。

3.1.2 试验流程

1）将聚乙二醇 （PEG）平均相对分子质量2000设定为a，将聚乙二醇 （PEG）平均相对分子质量10000设定为b，则质量比设定为a∶b＝0.85∶0.15，表示将2g样品放置于离子水中，液体容量为50mL，保障样品处于完全溶解状态，溶解期间等待2h。2）在区域熔炼试管中添加上清溶液，基于聚乙二醇化学物质在离子水液体中，拥有良好的溶解性，故而可排除饱和状态的发生，固体析出现象不会发生。故此，向试管中加入上清溶液时，无须采取措施去除离子水。在上清溶液添加完成时，将区域熔炼试管放置于冰箱中，采取冷凝处理，冷凝时间设定为3h。3）试管中如若液体完成凝固，开展区域熔炼纯化流程，将试管放置于纯化设备中，设定区熔温度数值为50℃，区熔速度设定为7mm／h。4）5次区域熔炼工序获得的样品，采取均分为8段，予以1～8编号，加以区分。5）借助冻干机设备，处理8段样品中的去离子水。6）区熔试验完成时，每段样品提取4mg，分别融合在5mL的四氢呋喃溶液中，逐一开展凝胶渗透色谱检测。

3.1.3 分析试验结果

针对熔炼样品开展凝胶渗透色谱检测，检测结果显示：熔炼完成时，1～7段样品中，平均相对分子质量为10000的聚乙二醇的含量发生递减，故而产生分离现象。由此可知：溶剂法工艺适用于高分子材料开展分离纯化流程。

3.2 对比试验

3.2.1 试验准备

试验原材料与仪器，参照聚乙二醇熔炼纯化试验 （常规方法）相关内容。

3.2.2 试验步骤

1）质量比配置与聚乙二醇熔炼纯化试验一致，即a∶b＝0.85∶0.15，借助磁力搅拌方式，保障0.4g样品处于均匀状态。将处于均匀状态的样品装入试管中，给予压实处理。2）将压实处理完成的样品，放置于纯化设备中，开展区熔试验流程，将区熔温度条件设定为80℃，平均相对分子质量为10000的聚乙二醇，其熔点最小值为61℃，设定区熔速度为7mm／h。3）完成5次区熔试验后，将区熔获得的样品均分为8段，设定1～8编号，加以区分，编号方式为由下至上逐一标记。

3.2.3 分析试验结果

在聚乙二醇熔炼纯化试验 （常规方法）中，开展凝胶渗透色谱检测流程，结果显示：1～7段的样品中，平均相对分子质量为10000的聚乙二醇含量处于稳定状态，故而未发生分离现象。由此可见：聚乙二醇熔炼纯化试验难以实现高分子材料的聚乙二醇元素分离。针对在聚乙二醇熔炼纯化试验 （常规方法）获取的8段样品，开展凝胶渗透色谱检测流程，获得样品的结构参数，具体表现为：

1）样品1。Mn＝3183，Mw＝4213，Mw／Mn＝1.323。2）样品2。Mn＝3210，Mw＝4130，Mw／Mn＝1.287。3）样品3。Mn＝3223，Mw＝4128，Mw／Mn＝1.281。4）样品4。Mn＝3218，Mw＝4113，Mw／Mn＝1.278。5） 样 品5。Mn＝3213，Mw＝4094，Mw／Mn＝1.274。6）样品6。Mn＝3223，Mw＝4124，Mw／Mn＝1.279。7）样品7。Mn＝3191，Mw＝4012，Mw／Mn＝1.257。8） 样 品8。Mn＝3217，Mw＝4104，Mw／Mn＝1.276。

由数据可知，常规法试验尚未发生分离事件。而对比试验中采取了溶剂法予以开展区域熔炼，相比常规方法的试验流程，聚乙二醇在试验中减少固液传递问题。为此，常规试验流程难以实现高分子材料的有效分离，而溶剂法熔炼试验中，良好解决了黏度大而引起的相关问题，减少断层现象发生，具有良好的分离效果。为此，溶剂法的区域熔炼工艺，适用于高分子材料相关应用［3］。

4 结论

综上所述，溶液法实现了优化区域熔炼相关工艺流程，使其适应于较为复杂的分离纯化实现，顺应有机光电小分子与高分子两种材料的纯度检测需求。通过芴酮与2-溴芴酮两种有机物的纯化试验，聚乙二醇两种分子量的分离纯化试验分析，验证了溶剂法在纯度检测与分离工艺中应用的可行性。