1、實驗 十一 GPC測定聚合物分子量及分子量分布,實驗10 GPC測定聚合物分子量及分子量分布,一、 基本原理 CPC是一種特殊的液相色譜，所用儀器實際上就是一臺高效液相色譜（HPLC）儀，主要配置有輸液泵、進樣器、色譜柱、濃度檢測器和計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。 與HPLC最明顯的差別在于二者所用色譜柱的種類（性質(zhì)）不同：HPLC根據(jù)被分離物質(zhì)中各種分子與色譜柱中的填料之間的親和力不同而得到分離，GPC的分離則是體積排除機理起主要作用。,GPC色譜柱裝填的是多孔性凝膠（如最常用的高度交聯(lián)聚苯乙烯凝膠）或多孔微球（如多孔硅膠和多孔玻璃球），它們的孔徑大小有一定的分布，并與待分離的聚合物分子尺寸可相比擬。

2、GPC儀工作流程圖如下所示。,當(dāng)被分析的樣品通過輸液泵隨著流動相以恒定的流量進入色譜柱后，體積比凝膠孔穴尺寸大的高分子不能滲透到凝膠孔穴中而受到排斥，只能從凝膠粒間流過，最先流出色譜柱，即其淋出體積（或時間）最??；中等體積的高分子可以滲透到凝膠的一些大孔中而不能進入小孔，比體積大的高分子流出色譜柱的時間稍后、淋出體積稍大；體積比凝膠孔穴尺寸小得多的高分子能全部滲透到凝膠孔穴中，最后流出色譜柱、淋出體積最大。 因此，聚合物的淋出體積與高分子的體積即分子量的大小有關(guān)，分子量越大，淋出體積越小。分離后的高分子按分子量從大到小被連續(xù)的淋洗出色譜柱并進入濃度檢測器。,濃度檢測器不斷檢測淋洗液中高分子級分

3、的濃度。常用的濃度檢測器為示差折光儀，其濃度響應(yīng)是淋洗液的折光指數(shù)與純?nèi)軇芟慈軇┑恼酃庵笖?shù)之差，由于在稀溶液范圍內(nèi)，與溶液濃度成正比，所以直接反映了淋洗液的濃度即各級分的含量，下圖是典型的GPC譜圖。,圖中縱坐標(biāo)相當(dāng)于淋洗液的濃度，橫坐標(biāo)淋出體積Ve 表征著高分子尺寸的大小。 如果把圖中的橫坐標(biāo)Ve轉(zhuǎn)換成分子量M 就成了分子量分布曲線。為了將Ve轉(zhuǎn)換成M，要借助GPC校正曲線。實驗證明在多孔填料的滲透極限范圍內(nèi)Ve和M 有如下關(guān)系： lg M = ABVe,式中A、B 為與聚合物、溶劑、溫度、填料及儀器有關(guān)的常數(shù)。,用一組已知分子量的單分散性聚合物標(biāo)準(zhǔn)試樣，在與未知試樣相同的測試條件下得

4、到一系列GPC譜圖，以它們的峰值位置的Ve對lg M作圖，可得如圖3-6的直線，即GPC校正曲線：,有了校正曲線，即可根據(jù)Ve讀得相應(yīng)的分子量。一種聚合物的GPC校正曲線不能用于另一種聚合物，因而用GPC測定某種聚合物的分子量時，需先用該種聚合物的標(biāo)樣測定校正曲線。但是除了聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等少數(shù)聚合物的標(biāo)樣以外，大多數(shù)的聚合物的標(biāo)樣不易獲得，多數(shù)時候只能借用聚苯乙烯的校正曲線，因此測得的分子量M值有誤差，只具有相對意義。 用GPC方法不但可以得到分子量分布，還可以根據(jù)GPC譜圖求算平均分子量和多分散系數(shù)，特別是當(dāng)今的GPC儀都配有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可與GPC譜圖同時給出各種平均分子量和多分散系數(shù)，無須人工處理。,二 、主要藥品與儀器,THF （流動相） 1000 ml 聚合物樣品 （如PS） 10mg 樣品瓶 注射器（1ml） 流動相脫氣系統(tǒng) 樣品過濾頭,Waters-Breeze GPC 儀,三、實驗步驟,（1） THF （流動相） 的脫氣 THF過濾、真空脫氣后，加入到流動相瓶中。 （2）樣品配制 將10mg聚合物樣品溶于1