實(shí)驗(yàn)七凝膠滲透色譜法測(cè)定聚合物分子質(zhì)量及其分布

1、1實(shí)驗(yàn)七凝膠滲透色譜法測(cè)定聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解凝膠滲透色譜法測(cè)定聚合物相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的原理。2.了解凝膠滲透色譜儀的儀器構(gòu)造和初步掌握凝膠滲透色譜儀的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。3測(cè)定聚苯乙烯樣品的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布。二、實(shí)驗(yàn)原理聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量量及其分布是聚合物性能的重要參數(shù)之一，它對(duì)聚合物材料的物理機(jī)械性能和可加工性等影響很大。測(cè)定聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的最常用、快速和有效的方法是凝膠滲透色譜法（gelp

2、ermeationchromatography，簡(jiǎn)稱(chēng)GPC）。1.GPC分離機(jī)理GPC是一種新型液相色譜，除了能用于測(cè)定聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布外，還廣泛用于研究聚合物的支化度、共聚物的組成分布及高分子材料中微量添加劑的分析等方面。同各種類(lèi)型的色譜一樣，GPC具有分離功能，其分離機(jī)理比較復(fù)雜，目前還未取得一致的意見(jiàn)。但在GPC的一般實(shí)驗(yàn)條件下，體積排除分離機(jī)理被認(rèn)為起主要作用。體積排除分離機(jī)理的理論認(rèn)為：GPC的分離主要是由于大小不

3、同的溶質(zhì)分子在多孔性填料中可以滲透的空間體積不同而形成的。裝填在色譜柱中的多孔性填料（凝膠）的表面和內(nèi)部分布著大小不同的孔洞和通道。當(dāng)被測(cè)試的多分散性試樣隨淋洗溶劑進(jìn)入色譜柱后，溶質(zhì)分子即向填料內(nèi)部孔洞滲透，滲透的程度取決于溶質(zhì)分子體積的大小。體積較大的分子只能進(jìn)入較大的孔洞，而體積較小的分子除了能進(jìn)入較大的孔洞外還能進(jìn)入較小的孔洞，因此體積不同的分子在流過(guò)色譜柱時(shí)實(shí)際經(jīng)過(guò)的路程是不同的，分子體積越大，路程越短。隨著溶劑淋洗過(guò)程的進(jìn)行，

4、體積最大的分子最先被淋洗出來(lái)，依次流出的是尺寸較小的分子，最小的分子最后被淋洗出來(lái)，從而達(dá)到使不同大小的分子得到分離的目的。以上為GPC機(jī)理的一般解釋。按照一般的色譜理論，試樣分子的保留體積（或淋出體積）可用下式表示：=式中，為淋出體積，即指溶液試樣從進(jìn)色譜柱到被淋洗出來(lái)的淋出液總體積；為柱中填料粒子的粒間體積；為柱中填料粒子內(nèi)部的孔洞體積；K為分配系數(shù)，即可以被溶質(zhì)分子進(jìn)入的粒子孔體積與粒子的總孔體積之比。對(duì)于比最大孔洞還要大的分子，

5、K＝0，首先被洗提出來(lái)，色譜柱對(duì)于這=類(lèi)分子沒(méi)有分離作用；對(duì)于能進(jìn)入填料所有孔的最小分子，K=1，，最后被洗提出來(lái)，色譜柱對(duì)于這類(lèi)分子也沒(méi)有分離作用；=對(duì)于尺寸介于上述兩極端之間的分子，0K1，，大小不同的分子=3GPC標(biāo)定（校正）曲線表示的是與M關(guān)系的曲線。在相同的測(cè)試條件下測(cè)定一組已知相對(duì)分子質(zhì)量M的窄分布標(biāo)準(zhǔn)樣品的GPC譜圖（圖73），求各峰值位置的保留體積，以lgM對(duì)相應(yīng)的作圖即可得到GPC校正曲線（圖74）。從其直線部分得到校