2020年GPC一十八角激光光散射介绍.ppt

一、基本介绍
　GPC（Gel Permeation Chromatography ） ,凝胶渗透色谱，又称为尺寸排阻色谱（Size Exclusion Chromatography,简称SEC），它是基于体积排阻的分离机理，通过具有分子筛性质的固定相，用来分离相对分子质量较小的物质，并且还可以分析分子体积不同、具有相同化学性质的高分子同系物。
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GPC一十八角激光光散射介绍
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一、 基本原理
GPC是一种特殊的液相色谱，所用仪器实际上就是一台高效液相色谱（HPLC）仪，主要配置有输液泵、进样器、色谱柱、浓度检测器和计算机数据处理系统。
与HPLC最明显的差别在于二者所用色谱柱的种类（性质）不同：HPLC根据被分离物质中各种分子与色谱柱中的填料之间的亲和力不同而得到分离，GPC的分离则是体积排除机理起主要作用。
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GPC一十八角激光光散射介绍
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当被分析的样品通过输液泵随着流动相以恒定的流量进入色谱柱后，体积比凝胶孔穴尺寸大的高分子不能渗透到凝胶孔穴中而受到排斥，只能从凝胶粒间流过，最先流出色谱柱，即其淋出体积（或时间）最小；中等体积的高分子可以渗透到凝胶的一些大孔中而不能进入小孔，比体积大的高分子流出色谱柱的时间稍后、淋出体积稍大；体积比凝胶孔穴尺寸小得多的高分子能全部渗透到凝胶孔穴中，最后流出色谱柱、淋出体积最大。
因此，聚合物的淋出体积与高分子的体积即分子量的大小有关，分子量越大，淋出体积越小。
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GPC一十八角激光光散射介绍
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浓度检测器不断检测淋洗液中高分子级分的浓度。常用的浓度检测器为示差折光仪，其浓度响应是淋洗液的折光指数与纯溶剂（淋洗溶剂）的折光指数之差，由于在稀溶液范围内，与溶液浓度成正比，所以直接反映了淋洗液的浓度即各级分的含量，下图是典型的GPC谱图。
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GPC一十八角激光光散射介绍
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图中纵坐标相当于淋洗液的浓度，横坐标淋出体积Ve 表征着高分子尺寸的大小。
如果把图中的横坐标Ve转换成分子量M 就成了分子量分布曲线。为了将Ve转换成M，要借助GPC校正曲线。实验证明在多孔填料的渗透极限范围内Ve和M 有如下关系：
lg M = A－BVe
式中A、B 为与聚合物、溶剂、温度、填料及仪器有关的常数。
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用一组已知分子量的单分散性聚合物标准试样，在与未知试样相同的测试条件下得到一系列GPC谱图，以它们的峰值位置的Ve对lg M作图，可得如图3-6的直线，即GPC校正曲线：
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有了校正曲线，即可根据Ve读得相应的分子量。一种聚合物的GPC校正曲线不能用于另一种聚合物，因而用GPC测定某种聚合物的分子量时，需先用该种聚合物的标样测定校正曲线。但是除了聚苯乙烯、聚***丙烯酸甲酯等少数聚合物的标样以外，大多数的聚合物的标样不易获得，多数时候只能借用聚苯乙烯的校正曲线，因此测得的分子量M值有误差，只具有相对意义。
用GPC方法不但可以得到分子量分布，还可以根据GPC谱图求算平均分子量和多分散系数，特别是当今的GPC仪都配有数据处理系统，可与GPC谱图同时给出各种平均分子量和多分散系数，无须人工处理。
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二、 基本构造
输液系统
凝胶色谱柱
检测器
数据采集与处理系统
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GPC一十八角激光光散射介绍
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GPC色谱柱装填的是多孔性凝胶（如最常用的高度交联聚苯乙烯凝胶）或多孔微球（如多孔硅胶和多孔玻璃球），它们的孔径大小有一定的分布，并与待分离的聚合物分子尺寸可相比拟。GPC仪工作流程图如下所示。
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色谱柱
柱子：玻璃、不锈钢
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 ***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)
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