凝膠滲透色譜

凝膠滲透色譜

定義：

凝膠滲透色譜(Gel Permeation Chromatography、GPC)是1964年，由J.C.Moore首先研究成功。不僅可用于小分子物質的分離和鑒定，而且可以用來分析化學性質相同分子體積不同的高分子同系物。(聚合物在分離柱上按分子流體力學體積大小被分離開)

原理：

1、分離原理

凝膠具有化學惰性，它不具有吸附、分配和離子交換作用。讓被測量的高聚物溶液通過一根內裝不同孔徑的色譜柱，柱中可供分子通行的路徑有粒子間的間隙(較大)和粒子內的通孔(較小)。當聚合物溶液流經色譜柱(凝膠顆粒)時，較大的分子(體積大于凝膠孔隙)被排除在粒子的小孔之外，只能從粒子間的間隙通過，速率較快;而較小的分子可以進入粒子中的小孔，通過的速率要慢得多;中等體積的分子可以滲入較大的孔隙中，但受到較小孔隙的排阻，介乎上述兩種情況之間。 經過一定長度的色譜柱，分子根據相對分子質量被分開，相對分子質量大的在前面(即淋洗時間短)，相對分子質量小的在后面(即淋洗時間長)。自試樣進柱到被淋洗出來，所接受到的淋出液總體積稱為該試樣的淋出體積。 當儀器和實驗條件確定后，溶質的淋出體積與其分子量有關，分子量愈大，其淋出體積愈小。

(1) 體積排除

(2)限性擴散

(3) 流動分離

2、 校正原理

用已知相對分子質量的單分散標準聚合物預先做一條淋洗體積或淋洗時間和相對分子質量對應關系曲線，該線稱為"校正曲線"。聚合物中幾乎找不到單分散的標準樣，一般用窄分布的試樣代替。在相同的測試條件下，做一系列的GPC標準譜圖，對應不同相對分子質量樣品的保留時間，以lgM對t作圖，所得曲線即為"校正曲線"。通過校正曲線，就能從GPC譜圖上計算各種所需相對分子質量與相對分子質量分布的信息。聚合物中能夠制得標準樣的聚合物種類并不多，沒有標準樣的聚合物就不可能有校正曲線，使用GPC方法也不可能得到聚合物的相對分子質量和相對分子質量分布。對于這種可以使用普適校正原理。

3、普適校正原理

由于GPC對聚合物的分離是基于分子流體力學體積，即對于相同的分子流體力學體積，在同一個保留時間流出，即流體力學體積相同。

兩種柔性鏈的流體力學體積相同:

[η]1M1=[η]2M2

k1M1α1+1=k1M2α2+1

兩邊取對數:lgk1+(α1+1)lgM1=lgk2+(α2+1)lgM2

即如果已知標準樣和被測高聚物的k、α值，就可以由已知相對分子質量的標準樣品M1標定待測樣品的相對分子質量M2