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凝胶渗透色谱是是高聚物表征的重要方法之一

发布时间:2021-06-23      点击次数:200
  凝胶渗透色谱也称为体积排除色谱或尺寸排除色谱,是液相色谱的一个分支,是高聚物表征的重要方法之一。
  高聚物的分子量及其分布是高聚物最基本的参数之一。高聚物的许多性质,例如冲击强度、模量、拉伸强度、耐热、耐腐蚀性都与高聚物的分子量和分子量分布有关。在相对分子质量分布(多分散性指数)成为人们关注的热点后,由于经典方法在测定聚合物的相对分子量时不能同时测定聚合物的相对分子质量分布而GPC改善了测试条件,可以同时测定聚合物的相对分子质量及其分布情况,故1964年GPC出现后获得了飞速的发展和广泛的应用。
  GPC/SEC的分离机理比较复杂,目前有体积排除理论、扩散理论和构象熵理论等几种解释,其中最有影响力的是体积排除理论。GPC/SEC的固定相是表面和内部有着各种各样、大小不同的孔洞和通道的微球,可由交联度很高的聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、葡萄糖和琼脂糖的凝胶以及多孔硅胶、多孔玻璃等来制备。当被分析的聚合物试样随着溶剂引入柱子后,由于浓度的差别,所用溶质分子都力图向填料内部孔洞渗透。较小的分子除了能进入较大的孔外,还能进入较小的孔;较大的分子就只能进入较大的孔;而比最大的孔还要大的分子就只能停留在填料颗粒之间的空隙中。随着溶剂洗提过程的进行,经过多次渗透-扩散平衡,最大的聚合物分子从载体的粒间首先流出,依次流出的是尺寸较小的分子,最小的分子最后被洗提出来,从而达到依高分子体积进行分离的目的,得出高分子尺寸大小随保留时间(或保留体积VR、淋出体积Ve)变化的曲线,即分子量分布的色谱图。高分子在溶液中的体积决定于相对分子量、高分子链的柔顺性、支化、溶剂和温度,当高分子链的结构、溶剂和温度确定后,高分子的体积主要依赖于相对分子量。基于上述理论,GPC/SEC的每根色谱柱都是有极限的,即:排阻极限和渗透极限。排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的分子量,所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒内部,直接从凝胶颗粒外流出,不但达不到分离的目的还有堵塞凝胶孔的可能;渗透极限是指能够完全进入凝胶颗粒孔穴内部的最大分子的分子量,如果两种分子都能全部进入凝胶颗粒孔穴内部,即使它们的大小有差别,也不会有好的分离效果。所以,在使用GPC/SEC测定相对分子量时,必须首先选择好与聚合物相对分子量范围相配的色谱柱。对一般色谱分辨率和分离效率的评定指标,在凝胶渗透色谱中也被沿用。
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