凝胶色谱法GPC课程.pptVIP

* * 主讲：刘冬冬 201105040056 编辑：穆英杰 201105040005 校对：张安生 201105030047 第11章 凝胶渗透色谱法 凝胶渗透色谱法 (GPC) Gel Permeation Chromatography 11.1 基本原理 11.2 凝胶渗透色谱仪 11.3 影响因素 11.4 GPC仪的应用 GPC的优势 凝胶渗透色谱是二十世纪六十年代发展起来的一种新型液相色谱，可直接测出聚合物相对分子质量的分布，并计算出聚合物分子质量，还可以给出聚合物组成、形态、构型等多方面的信息，现已成为聚合物研究的重要工具和手段。可适用于合成高分子和天然高分子、高分子和低分子、均聚物和共聚物。 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，经典方法却不能同时测定聚合物的相对分子质量及分布。凝胶渗透色谱(GPC)的应用改善了测试条件，并提供了可以同时测定聚合物的相对分子质量及其分布的方法，使其成为测定高分子相对分子质量及其分布最常用、快速和有效的技术。 Waters 1515型凝胶渗透色谱仪 11.1 基本原理 11.1.1分离原理 11.1.2校正原理 11.1.3普适校正原理 GPC分离原理（体积排除） GPC是靠分子大小分离的技术 分离基于溶液中分子的尺寸（取决于溶剂的种类及温度） 淋洗体积或淋洗时间不同而分离 固定相（凝胶）不与溶剂发生化学反应；与样品间无作用力 校正原理 用已知相对分子质量的单分散标准聚合物预先做一条淋洗体积或淋洗时间和相对分子质量对应关系曲线，该线称为“校正曲线”。聚合物中几乎找不到单分散的标准样，一般用窄分布的试样代替。在相同的测试条件下，做一系列的GPC标准谱图，对应不同相对分子质量样品的保留时间，以lgM对t作图，所得曲线即为“校正曲线”。通过校正曲线，就能从GPC谱图上计算各种所需相对分子质量与相对分子质量分布的信息。 校正曲线 普适校正原理 由于GPC对聚合物的分离是基于分子流体力学体积，在同一个保留时间流出，即流体力学体积相同。 两种柔性链的流体力学体积相同： [η]1M1=[η]2M2 k1M1α1+1=k1M2α2+1 两边取对数：lgk1+(α1+1)lgM1=lgk2+(α2+1)lgM2 即如果已知标准样和被测高聚物的k、α值，就可以由已知相对分子质量的标准样品M1标定待测样品的相对分子质量M2。 11.2.1凝胶渗透色谱仪的结构 GPC仪的组成： 泵系统、（自动）进样系统、加热恒温系统、凝胶色谱柱、检测系统和数据采集与处理系统。 仪器基本配置流程图 泵系统： 包括一个溶剂储存器、一套脱气装置和一个高压泵。它的工作是使流动相（溶剂）以恒定的流速流入色谱柱。泵的工作状况好坏直接影响着最终数据的准确性。越是精密的仪器，要求泵的工作状态越稳定。要求流量的误差应该低于0.01mL/min。 自动进样系统： 由机械装置控制的一组注射器，从配制好的溶液中取固定量的样品，注入色谱柱中。自动进样器的优点是每次取样量精准。 Waters717 AutoSample 色谱柱： GPC仪分离的核心部件。是在一根不锈钢空心细管中加入孔径不同的微粒作为填料。 填料（根据所使用的溶剂选择填料，对填料最基本的要求是填料不能被溶剂溶解）：交联聚苯乙烯凝胶（适用于有机溶剂，可耐高温）、交联聚乙酸乙烯酯凝胶（最高100℃，适用于乙醇、丙酮一类极性溶剂）多孔硅球（适用于水和有机溶剂）、多孔玻璃、多孔氧化铝（适用于水和有机溶剂） 柱子：玻璃、不锈钢 检测系统： 通用型检测器：适用于所有高聚物和有机化合物的检测。有示差折光仪检测器、紫外吸收检测器、粘度检测器。 示差折光仪检测器：溶剂的折光指数与被测样品的折光指数有尽可能大的区别 紫外吸收检测器：在溶质的特征吸波长附近溶剂没有强烈的吸收。 选择型检测器：适用于对该检测器有特殊响应的高聚物和有机化合物。有紫外、红外、荧光、电导检测器等。 Waters2410 Differential Refractometer 11.2.2 测试数据处理 凝胶渗透色谱图是检测器的响应对保留体积做的图，但通常是测量超过基线的高度和时间计数来分别