關(guān)于凝膠色譜的知識應(yīng)用
凝膠具有化學(xué)惰性，它不具有吸附、分配和離子交換作用。讓被測量的高聚物溶液通過一根內(nèi)裝不同孔徑的色譜柱，柱中可供分子通行的路徑有粒子間的間隙(較大)和粒子內(nèi)的通孔(較小)。當(dāng)聚合物溶液流經(jīng)色譜柱(凝膠顆粒)時，較大的分子(體積大于凝膠孔隙)被排除在粒子的小孔之外，只能從粒子間的間隙通過，速率較快;而較小的分子可以進(jìn)入粒子中的小孔，通過的速率要慢得多;中等體積的分子可以滲入較大的孔隙中，但受到較小孔隙的排阻，介乎上述兩種情況之間。 經(jīng)過一定長度的色譜柱，分子根據(jù)相對分子質(zhì)量被分開，相對分子質(zhì)量大的在前面(即淋洗時間短)，相對分子質(zhì)量小的在后面(即淋洗時間長)。自試樣進(jìn)柱到被淋洗出來，所接受到的淋出液總體積稱為該試樣的淋出體積。 當(dāng)儀器和實(shí)驗(yàn)條件確定后，溶質(zhì)的淋出體積與其分子量有關(guān)，分子量愈大，其淋出體積愈小。
(1) 體積排除
(2)限性擴(kuò)散
(3) 流動分離
折疊校正原理
用已知相對分子質(zhì)量的單分散標(biāo)準(zhǔn)聚合物預(yù)先做一條淋洗體積或淋洗時間和相對分子質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系曲線，該線稱為"校正曲線"。聚合物中幾乎找不到單分散的標(biāo)準(zhǔn)樣，一般用窄分布的試樣代替。在相同的測試條件下，做一系列的GPC標(biāo)準(zhǔn)譜圖，對應(yīng)不同相對分子質(zhì)量樣品的保留時間，以lgM對t作圖，所得曲線即為"校正曲線"。通過校正曲線，就能從GPC譜圖上計算各種所需相對分子質(zhì)量與相對分子質(zhì)量分布的信息。聚合物中能夠制得標(biāo)準(zhǔn)樣的聚合物種類并不多，沒有標(biāo)準(zhǔn)樣的聚合物就不可能有校正曲線，使用GPC方法也不可能得到聚合物的相對分子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量分布。對于這種可以使用普適校正原理。
折疊普適校正原理
由于GPC對聚合物的分離是基于分子流體力學(xué)體積，即對于相同的分子流體力學(xué)體積，在同一個保留時間流出，即流體力學(xué)體積相同。
兩種柔性鏈的流體力學(xué)體積相同:
[η]1M1=[η]2M2
k1M1α1+1=k1M2α2+1
兩邊取對數(shù):lgk1+(α1+1)lgM1=lgk2+(α2+1)lgM2
即如果已知標(biāo)準(zhǔn)樣和被測高聚物的k、α值，就可以由已知相對分子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)樣品M1標(biāo)定待測樣品的相對分子質(zhì)量M2。
折疊編輯本段實(shí)驗(yàn)部分
直接法:在測定淋出液濃度的同時測定其粘度或光散射，從而求出其分子量。
間接法:用一組分子量不等的、單分散的試樣為標(biāo)準(zhǔn)樣品，分別測定它們的淋出體積和分子量，則可確定二者之間的關(guān)系。
折疊儀器
GPC儀的組成:泵系統(tǒng)、(自動)進(jìn)樣系統(tǒng)、凝膠色譜柱、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
2.1.1.泵系統(tǒng):包括一個溶劑儲存器、一套脫氣裝置和一個高壓泵。它的工作是使流動相(溶劑)以恒定的流速流入色譜柱。泵的工作狀況好壞直接影響著*終數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。越是精密的儀器，要求泵的工作狀態(tài)越穩(wěn)定。要求流量的誤差應(yīng)該低于0.01mL/min。
2.1.2.色譜柱:GPC儀分離的核心部件。是在一根不銹鋼空心細(xì)管中加入孔徑不同的微粒作為填料。每根色譜柱都有一定的相對分子質(zhì)量分離范圍和滲透極限，色譜柱有使用的上限和下限。色譜柱的使用上限是當(dāng)聚合物*小的分子的尺寸比色譜柱中*大的凝膠的尺寸還大，這時高聚物進(jìn)入不了凝膠顆?？讖?，全部從凝膠顆粒外部流過，這就沒有達(dá)到分離不同相對分子質(zhì)量的高聚物的目的。而且還有堵塞凝膠孔的可能，影響色譜柱的分離效果，降低其使用壽命。色譜柱的使用下限就是當(dāng)聚合物中*大尺寸的分子鏈比凝膠孔的*小孔徑還要小，這時也沒有達(dá)到分離不同相對分子質(zhì)量的目的。所以在使用凝膠色譜儀測定相對分子質(zhì)量時，必須首先選擇好與聚合物相對分子質(zhì)量范圍相配的色譜柱。
2.1.3.填料(根據(jù)所使用的溶劑選擇填料，對填料*基本的要**填料不能被溶劑溶解):交聯(lián)聚苯乙烯凝膠(適用于有機(jī)溶劑，可耐高溫)、交聯(lián)聚乙酸乙烯酯凝膠(*高100℃，適用于乙醇、丙酮一類極性溶劑)多孔硅球(適用于水和有機(jī)溶劑)、多孔玻璃、多孔氧化鋁(適用于水和有機(jī)溶劑)
2.1.4.柱子:玻璃、不銹鋼
2.1.5.檢測系統(tǒng):通用型檢測器:適用于所有高聚物和有機(jī)化合物的檢測。有示差折光儀檢測器、紫外吸收檢測器、粘度檢測器。
2.1.6.示差折光儀檢測器:溶劑的折光指數(shù)與被測樣品的折光指數(shù)有盡可能大的區(qū)別。
2.1.7.紫外吸收檢測器:在溶質(zhì)的特征吸波長附近溶劑沒有強(qiáng)烈的吸收。
2.1.8.選擇型檢測器:適用于對該檢測器有特殊響應(yīng)的高聚物和有機(jī)化合物。有紫外、紅外、熒光、電導(dǎo)檢測器等。
折疊操作
2.2.1.溶劑的選擇: 能溶解多種聚合物;不能腐蝕儀器部件;與檢測器相匹配。
2.2.2.把激光光散射與凝膠色譜儀聯(lián)用，在得到濃度譜圖的同時，還可得到散射光強(qiáng)對淋出體積的譜圖，從而計算出分子量分布曲線和整個試樣的各種平均分子量
2.2.3.激光光散射實(shí)驗(yàn)中必須對樣品嚴(yán)格除塵，溶液中的灰塵會產(chǎn)生強(qiáng)烈的光散射，嚴(yán)重干擾聚合物溶液光散射的測量。溶液除塵是光散射成敗的關(guān)鍵。首先是溶劑除塵，配置測試樣品的溶劑應(yīng)進(jìn)行精餾，并經(jīng)過0.2μm超濾膜過濾后方可使用。配好的溶液也要用0.2μm的超濾膜過濾。另外，測試中所用的器械，如:注射器等，使用前要用洗液浸泡，清水強(qiáng)力沖洗。
折疊編輯本段優(yōu)點(diǎn)
(1)全部組分均在溶劑分子洗脫之前洗脫下來，分離時間短。
(2)可以預(yù)測洗脫時間，可以連續(xù)進(jìn)樣。
(3)凝膠色譜的分離過程不依靠分子間作用力，一般情況下，沒有強(qiáng)保留的分子累積在色譜柱，所以分離時試樣組分不會丟失，柱的使用壽命也會延長。
(4)保留時間短，色譜峰窄，容易檢測。
折疊編輯本段應(yīng)用
凝膠色譜不但可以用于分離測定高聚物的相對分子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量分布，同時根據(jù)所用凝膠填料不同，可分離脂溶性和水溶性物質(zhì)，分離相對分子質(zhì)量的范圍從幾百萬到100以下。近年來，凝膠色譜也廣泛用于小分子化合物。相對分子質(zhì)量相近而化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)，不可能通過凝膠滲透色譜法達(dá)到完全分離純化的目的。凝膠色譜不能分辨分子大小相近的化合物，相對分子質(zhì)量相差需在10%以上才能得到分離。
