现代材料分析测试技术-凝胶渗透色谱-GPC.ppt

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1、凝胶渗透色谱-GPC（GelPermeationChromatography）色谱法色谱法（又称层析法），是一种物理的分离方法。色谱法总有两个相，一个固定相和一个流动相，因为流动相的流动以及各成分在两相中的性质的差别而得到分离。色谱法的来源色谱法最早是1903年由俄国植物学家茨维特分离植物色素时采用。他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。此方法因此得名为色谱法。色谱法的分类一).按分离原理分　　吸附色谱法分配色谱法离子交换色谱

2、法排阻色谱法二）按分离方法分柱色谱法薄层色谱法纸色谱法气相色谱法液相色谱法主要内容一、GPC定义及原理二、GPC仪器配置及流程三、样品制备四、数据处理五、应用一、GPC定义GPC是利用多孔凝胶固定相的独特性质，产生的一种主要依据分子尺寸大小的差异来进行分离的方法。GPC属于体积排除（阻）色谱法（SEC,SizeExclusionChromatography）的一种聚合物分子量的特点1.分子量大2.多分散性3.分子量统计平均值+分布系数才能确切描述聚合物分子量GPC分离机理二、GPC仪器的基本配置溶剂贮存器(Solvent)泵(Pump

3、)进样系统(Autosample)色谱柱(column)检测器(detector)数据采集与处理系统(DataAcquirementandProcessSystem)废液池(Waste)仪器基本配置流程图泵(515HPLCPump)要求精度很高进样器手动进样器（manualsyringeinjection）自动进样器（Automaticsample）Waters717AutoSample检测器示差检测器（最常用）粘度检测器、光散射检测器多波长紫外检测器、示差+紫外检测器Waters2410DifferentialRefractomete

4、r示差检测器的原理聚合物溶液的折光指数为：n=c1n1+c2n2c1、c2——分别为溶剂和溶质的物质的量浓度；n1、n2——分别为溶剂和溶质的折光指数。因为c1+c2=1折光指数差：n=n-n1=c2(n2-n1)示差检测器的色谱图Waters996PDADetector二极管阵列紫外检测器PDA三维谱图抽取单一波长的PDA谱图色谱柱根据凝胶种类分类：有机相：交联PS、交联聚乙酸乙烯酯、交联硅胶水相：交联葡聚糖、交联聚丙烯酰胺-根据凝胶孔径尺寸大小有效排除体积柱效-色谱采集及分析系统(Millennium32)Millennium32

5、Millennium32流动相（溶剂）用作流动相的溶剂必须使聚合物链打开成最放松的状态；溶液粘度低；流动相与色谱柱中的凝胶固定相相互匹配，能浸润凝胶，防止凝胶的吸附作用；流动相应与检测器匹配；流动相不能腐蚀仪器部件，影响仪器使用寿命；三、样品制备干燥样品必须经过完全干燥，除掉水分、溶剂及其它杂质。溶解时间充分溶解分子质量越大，所需要的溶解时间越长。操作要求为了增加样品的溶解，可以轻微扰动样品溶液浓度溶液浓度根据分子质量大小在0.05～0.3(wt)%之间做适当调节分子质量相对大的样品浓度低些，分子质量相对小的样品浓度稍微高些。过滤聚合物

6、溶液必须经过0.45um的过滤膜过滤；可以使用在线过滤器(高温条件下使用)四、数据处理1、建立校正曲线2、根据公式计算相对分子质量及相对分子质量分布3、普适校正校正曲线的建立由一系列已知分子量的窄分布标样（一般多于10个）配置成聚合物溶液，流经色谱柱，记录标样的出峰时间。标准样品的选择要分布在比较宽的范围。1、校正曲线的建立标准样品的GPC谱图标准样品的GPC谱图t/minMlgM20.06410300006.0121.3683900005.5921.9322400005.3822.5571700005.2323.30910000052

7、4.297500004.7025.892190004.2827.28385003.9328.3540003.6030.27110503.0230.855802.76校正曲线2、聚合物分子量及分子量分布计算方法数均分子量重均分子量Z均分子量分子量分布4、普适校正理论上要求被测聚合物与标样具有相同的化学组成、化学结构及组装结构。实际这很难作到，因此需要进行普适校正。普适校正原理根据Einstein公式〔n〕=2.5NAVh/M〔n〕M=2.5NAVh〔n〕-特性粘数M-分子量NA-阿伏加德罗常数Vh-流体力学体积再根据两种柔性链流体力学体积

8、相同原理，对聚合物分子有：〔n〕1M1=〔n〕2M2根据Mark-Houwink：〔n〕=K·MaK1M1a1+1=K2M2a2+1K、a-对特定聚合物-溶剂体系是常数普适校正大大简化了实验过程，但存在10