凝胶色谱实验报告.doc

,与聚合物力学性能有密切关系,对聚合物拉伸强度以及成型加工过程,如模塑,成模,纺丝等都有影响,研究聚合物的分子量及其分子量分布,对于控制改进产品质量具有重要意义。,把聚合物分子按照尺寸大小进行分离的方法。目前是测定聚合物分子量及其分子量分布最有效的方法。它具有测定速度快、用量少、自动化程度高等优点,已获得广泛应用。. 了解凝胶渗透色谱的原理;2. 了解凝胶渗透色谱的仪器构造和凝胶渗透色谱的实验技术;3. 测定聚苯乙烯样品的分子量分布。(GelPermeationChromatography,简称GPC)也称为体积排除色谱(SizeExclusionChromatography,简称SEC)是一种液体(液相)色谱。和各种类型的色谱一样,GPC/SEC的作用也是分离,其分离对象是同一聚合物种不同分子量的高分子组份。当样品中不同分子量的各组份的分子量和含量被确定后,就可得到聚合物的分子量分布,然后可以很方便地对分子量进行统计,得到各种平均值。一般认为,GPC/SEC是根据溶质体积的大小,在色谱中由于体积排除效应即渗透能力的差异进行分离。高分子在溶液中的体积决定于分子量、高分子链的柔顺性、支化、溶剂和温度,当高分子链的结构、溶剂和温度确定后,高分子的体积主要依赖于分子量。凝胶渗透色谱的固定相是多孔性微球,可由交联度很高的聚苯乙烯、聚丙烯酸酰胺、葡萄糖和琼脂糖的凝胶以及多孔硅胶、多孔玻璃等来制备。色谱的淋洗液是聚合物的溶剂。当聚合物溶液进入色谱后,溶质高分子向固定相的微孔中渗透。由于微孔尺寸与高分子的体积相当,高分子的渗透几率取决于高分子的体积,体积越小渗透几率越大,随着淋洗液流动,它在色谱中走过的路程就越长,用色谱术语就是淋洗体积或保留体积增大。反之,高分子体积增大,淋洗体积减小,因而达到依高分子体积进行分离的目的。基于这种分离机理,GPC/SEC的淋洗体积是有极限的。当高分子体积增大到已完全不能向微孔渗透,淋洗体积趋于最小值,为固定相微球在色谱中的粒间体积。反之,当高分子体积减小到对微孔的渗透几率达到最大时,淋洗体积趋于最大值,为固定相微孔的总体积与粒间体积之和,因此只有高分子的体积居于两者之间,色谱才会有良好的分离作用。对一般色谱分辨率和分离效率的评定指标,在凝胶色谱中也沿用。图3-1是GPC/SEC的构造示意图,淋洗液通过输液泵成为流速恒定的流动相,进入紧密装填多孔性微球的色谱柱,中间经过一个可将样品送往体系的进样装置。聚合物样品进样后,淋洗液带动溶液样品进入色谱柱并开始分离,随着淋洗液的不断洗提,被分离的高分子组份陆续从色谱柱中淋出。浓度检测器不断检测淋洗液中高分子组份的浓度响应,数据被记录最后得到一张完整的GPC/SEC淋洗曲线。如图3-2。图3-1GPC/SEC的构造淋洗曲线表示GPC/SEC对聚合物样品依高分子体积进行分离的结果,并不是分子量分布曲线。实验证明淋洗体积和聚合物分子量有如下关系:lnM=A?BV  或logM=A'?B'logV  (3-1)式中M为高分子组分的分子量,A、B(或A’、B’)与高分子链结构、支化以及溶剂温度等影