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凝胶渗透色谱定义和诊断要求

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凝胶 透色谱定义和诊断要求

研发历程：

1953年--Wheaton和Bauman--

用多孔树脂按分子量大小分离了苷、多元醇和其它非离子物质，观察到分子尺寸排除现象。

1959年--Porath和Flodin—

用葡聚糖凝胶分离了水溶液中不同分子量的样品。

1962年--J.C.Moore—

将连续式高灵敏度的示差折光仪接在分离柱后，并以体积计量方式作图，制成了快速且自动化的高聚物分子量及分子量分布的测定仪，创立了凝胶渗透色谱技术。

凝胶渗透色谱

GPC---GelPermeationChromatography

也称作体积排斥色谱

SEC---SizeExclusionChromatography

以溶剂作流动相，流经多孔填料作为分离介质的液相色谱法。

凝胶 透色谱定义和诊断

要求

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2凝胶渗透色谱的原理

以多孔树脂为固定相

Vi载体孔洞体积

V0载体粒间体积

淋🎧体积

Ve=V0+KVi

分配系数

0K1

V0和Vg对分离没有贡献，应尽量减小，Vi越大分离效果越好

用溶剂推动聚合物样品流过固定相

产生大小分子顺序流🎧的分离

Vg载体骨架体积

凝胶 透色谱定义和诊断

要求

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凝胶渗透色谱柱是如何工作的

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凝胶渗透色谱定义和诊断

要求

由示差检测器连续记录流🎧样品的浓度

流🎧级份的保留时间（洗脱体积）提供其分子量（尺寸）的信息。从检测器信号强度得到各流🎧级分的浓度。

用已知分子量的标样标定🎧流🎧时间和分子量的关系，

再对未知样各流🎧级份的时间（分子量）和强度进行统计计算得到分子量分布。

聚合物在色谱柱中的分离是基于分子在溶剂中表现🎧的体积而不是分子量

溶剂化体积

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凝胶渗透色谱定义和诊断要求

凝胶渗透色谱定义和诊断要求

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In Out

S

R

缓冲柱

色谱柱

溶剂输送系统

在线脱气

放空阀

加热废液管儿

示差折光检测器恒温区

废液

溶剂

典型分离式GPC系统示意图

进样阀

柱温箱

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预热板

3.凝胶渗透色谱仪

凝胶渗透色谱定义和诊断

要求

为GPC加热的理由

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降低流动相黏度，使得谱柱内部溶剂处于接近理

想的GPC状态（如Polyethylene – Terphthalate

m-Cresol + 0.05 m LiBr/100 °C）

尽量减轻分子间的弱相互作用（样品分子间、样

品和溶剂分子间、填料和样品分子间等）

使难于溶解的样品得以溶解（如聚烯烃PE\PP、

工程塑料PPS等）

使GPC检测处在一个温度稳定的环境

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要求

进样阀

GPC色谱柱

废液

废液管

柱温箱

检测器1

检测器2

检测器3

连接管

一体化温控区的示意图

在同一个温控区集成了进样阀、色谱柱、检测器，保证温度的一致性和稳定性

凝胶渗透色谱定义和诊断

要求

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Temp.(DegC)

18.5

20.0

19.5

19.0

MV

1.00

0.00

2.00

Minutes

-1.00

5

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

实验室温度波动对RI检测器基线的影响

MobilPhase–Methanol@0.25/mLminuteDetectorTemp35C

NoColumnHeaterUsed

RoomTemperature

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RIBaseline

凝胶渗透色谱定义和诊断要求

WatersG2000高温凝胶色谱仪

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多检测器集成的 GPC系统

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 紫外检测器（浓度型）

 粘度检测器（分子量型）

 多角激光光散射检测器（分子量型）

 红外接口（特征基团型为测量短链支化）

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要求

聚合物的分子结构

增加分子量

PD=Mw/Mn

分子量分布

增加浓度

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要求

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聚合物的各种平均分子量

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Mn：用渗析计测🎧(Osmometry)

Mw：用光散射计测🎧(LightScattering)

Mv：用粘度计测🎧(Viscometry)

Mz及Mz+1：用超速离心法测🎧(Ultracentrifuge)

Mw/Mn：为多分散性(Polydispersity)

MnMvMwMzMz+1

用GPC测得的分子量分布可以计算🎧各种不同种平均分子量，可对应于其他仪器所测的值。

凝胶渗透色谱定义和诊断

要求

凝胶渗透色谱定义和诊断

要求

4. 存在问题及解决办法

标样与待测样品不同种类

以同类聚合物的标准样品可绘制🎧标准曲线，给

🎧淋🎧体积与分子量的关系。

不同种类的聚合物，在溶剂中受到的作用不同，

所以即使相同的分子量也会有不同的溶剂化体积

采用标样的校正曲线，只