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GPC 分子量及分子量分布测量 分子量及其分布与性能和加工的关系 分子量分布的测定方法 分级、超速离心、GPC 凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography, GPCor Size Exclusion Chromatography, SEC) GPC是用溶剂作流动相，流经多孔填料(如多孔硅胶或多孔树脂) 作为分离介质的液相色谱法。 1953年Wheaton和Bauman用多孔离子交换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用葡聚糖交联制成凝胶来分离水溶液中不同分子量的样品。 1962年J.C.Moore将高交联度聚苯乙烯-二乙烯基苯树脂用作柱填料，以连续式高灵敏度的示差折光仪，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，从而创立了液相色谱中的凝胶渗透色谱技术。 凝胶色谱分离原理 凝胶色谱是按照分子的尺寸大小来分离的，其分离并不依赖流动相和固定相之间的相互作用力。 凝胶色谱柱内的总体积 分子可进入的体积为Vi＋VM 聚合物色谱中的检测器 浓度 响应值正比于浓度C 实例：示差(refractometer)检测器 ?N = (dn/dc) C 紫外检测器 蒸发光散射检测器 使用单一浓度型检测器的体积排除分离模式色谱被称作 传统GPC GPC加热 使GPC检测处在一个温度稳定的环境 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） Acrylonitrile – Methylmethacrylate Cellulose Acetate Cellulose Acetate – Butyrate Cellulose Acetate – Proprionate Cellulose Nitrate Cellulose Proprionate Cellulose Triacetate Diallyl Phthalate Ethyl Cellulose Epoxy Polyester Alkyd Polybutene(1) Polybutadiene – Styrene Phenol – Formaldehyde Phenol – Furfural Polymethylmethacrylate Polypropyleneglycol Polystyrene Polysulfone Polyvinylacetate Polyvinylbutyral Polyvinylchloride Polyvinylchloride – Acetate Polyvinyldienechloride Polyvinylformal Polystyrene Acrylonitrile Polystyrene – Alphamethylstyrene Polyester Thermoset Phenolics Rosin Acids Polyglycolic Acid 凝胶渗透色谱的特点 实验所需时间可以预知 整个洗脱过程用恒定比例的淋洗液，不能用梯度洗脱 一般情况下试样能溶解就能测定，减少了用于摸索实验条件所需的时间 组分的保留时间提供其分子尺寸的信息 以时间顺序流出的级份进行分级收集就得到了目标分子量的样品可以进一步分析 数据处理 谱图的表示方法 单分散样品 类似高斯曲线 多分散样品 可看作许多单分散组分的叠加，各组分含量正比于其峰面积 分子量校正曲线 分子量及其分布的计算 单分散性样品 只要测出GPC谱图即可由淋洗体积求出分子量 多分散性样品的分布 函数法 选择一种能描述GPC曲线的函数，根据此函数算出平均分子量，应用最多的是高斯分布函数 在高分子材料研究中的应用 单分散聚合物的制备 除了聚苯乙烯可以通过阴离子聚合的方法得到单分散标样外，大多数聚合物难以通过合成直接得到单分散样品。利用GPC的分离能力，可以将分布较宽的商品（如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等）分成窄分布的级分（d1.1） 聚合反应机理研究 在高分子材料生产过程中，可用GPC监测聚合过程，选择最佳工艺条件，研究聚合反应机理。采用不同的聚合工艺条件，得到的产品分子量分布是不同的。 高分子材料老化过程研究 高分子材料在使用过程中，由于光、热、氧等因素的作用会发生降解，影响材料的性能和使用寿命。材料降解的一个重要的指标就是分子量