第5章凝胶渗透色谱.ppt

第5章 凝胶渗透色谱法 　 色谱原理 流动相:载气 固定相:固体吸附剂等 图 气相色谱对样品分离过程示意图 色谱谱图解析 一 谱图表示方法: 横坐标 时间 纵坐标 检测器响应信号的大小 色谱图 色谱图的解析: 色谱峰的位置 色谱峰的大小和形状 色谱峰的分离 保留值: 保留时间 死时间 调整保留时间 与固定液用量有关 比保留体积 相对保留值 保留指数 色谱过程方程: VR=VM+VR’ VR=VM+KVS 色谱的保留值与热力学系数联系起来 色谱流出曲线方程：——研究色谱峰形 　　塔板理论：高斯分布曲线 　　标准偏差： 描述色谱峰大小的参数： 　　峰高h 　　峰宽Ｗ 分离度：描述峰分离情况 　　　　分离因素：保留值　　峰窄 　　　 色谱定性分析－－依据保留值 　　与已知组分的保留值相比 　　与其它分析方法连用　如ＩＲ 色谱定量分析——峰高或峰面积判断分析物　　　　　　　　　　　　　　的含量 色谱优缺点： 　　高效快速分离技术 　　难以鉴别分离组分 1.GPC的基本机理 凝胶渗透色谱是一种液相色谱，原理是利用高分子溶液通过一根装填有凝胶的柱子，在柱中按分子大小进行分离。 柱子为玻璃柱或金属柱，内填装有交联度很高的球形凝胶。其中的凝胶类型有很多，都是根据具体的要求而确定（常用的有聚苯乙烯凝胶）。然而无论哪一种填料，他们都有一个共同点，就是球形凝胶本身都有很多按一定分布的大小不同的孔洞。 尺寸不同的高聚物分子，按其分子大小能自由地渗透进和渗透出这些凝胶孔洞。 凝胶孔洞与分子尺寸是相适应的，超过这个尺寸的大分子就不能渗透进去，它们只能随溶剂的流动而在凝胶粒子之间的空间中流动。因此，大分子比起小分子来说，在柱中的行程就短得多。 根据大小分子不同的行程就可以把混在一起的高聚物分子逐级分离开来，先分离出来的是大分子，较小的聚合物分子受到溶剂分子的排斥也随后分离出来，然后再用一定的方法检知每级中溶质的浓度和分子量。 根据这一经典原理，用于测定高聚物的分子量是很适宜的，因为它易于实现自动化，而且分析的重复性好。 2.凝胶色谱仪 依照凝胶色谱的特点，在测定聚合物分子量分布曲线时，需要同时测定每个级分的浓度和分子量，因此除了和一般HPLC中所用到的浓度检测器如示差折射、紫外等检测器外，还配有分子量检测器。分子量的检测方法主要有两大类：一类采用间接测定法，另一类采用直接测定法，如粘度法和光散射法。 2.1间接测定法 这是通过测定淋洗体积推测相应的分子量。如用虹吸法或计滴法来测定淋洗体积。随着凝胶色谱的不断发展，仪器流动相速度的稳定性不断提高，也可以直接测定保留时间作为分子量标记。 间接法测定分子量的优点是仪器设备简单，但不能直接得出分子量的数值，需采用标准进行校正，数据处理较为复杂。 2.2粘度法 用自动粘度检测器测定柱后流出液的特性粘度[η]。依照Mark-Houwink方程： 即可换算得出聚合物的分子量M。上式中，K和α为常数，与聚合物类型、溶剂和溶液温度有关。已知K，α值,可以算出绝对分子量，否则，只能推测出相对分子量。 自动粘度检测器有两种型式：一种是间隙式，测定一定体积的淋出液流经毛细管粘度计的流出时间；另一种是连续式，测定柱后淋出液流经毛细管粘度计时在毛细管两端所产生的压差。 2.3光散射法 用此法可以直接测出淋出液中聚合物的重均分子量，是一种测定绝对分子量的方法。 该法所使用的仪器为小角激光光散检测器（low angle laser light scattering, LALLS），其工作原理如下：当光通过高分子溶液时，会产生瑞利散射，散射光强度及其对散射角θ（即入射光与散射光测量方向的夹角）和溶液浓度C的依赖性与聚合物的分子量、分子尺寸、分子形态有关，因此可用光散射的方法研究高分子溶液的分子量等参数。 采用瑞利比Rθ来描述散光： 式中Io和I分别代表入射光和散射光强度；r代表观测点与散射中心的距离。 LALLS与一般光散射方法相比，其特点是可以在θ→0和C→0的条件下测定，使计算大大简化， R θ和溶质的重均分子量Mw