GPC知识简介课件

1、GPC知识简介收集整理：李佼佼SEC定义SEC：Size Exclusion Chromatography 体积排阻色谱，或者尺寸排阻色谱SEC定义：是利用多孔凝胶固定相的独特特性，而产生的一种主要依据分子尺寸大小的差异来分离的液相色谱方法。SECGFCGPCSEC分类1凝胶渗透色谱 (GPC: Gel Permeation Chromatography )主要用于聚合物领域；以有机溶剂为流动相(氯仿，THF，DMF)；常用固定相填料：苯乙烯二乙烯基苯共聚物。2凝胶过滤色谱 (GPC: Gel Filtration Chromatography )主要用于生命科学领域；以水溶液为流动相；常用固

2、定相填料：亲水性有机凝胶(葡聚糖，琼脂糖， 聚丙烯酰胺等)。 俄国植物学家茨维特(Tsweett)1906年首先系统地提出色谱法色谱、色谱分析的由来 主要内容分子量与分子量分布1GPC分离机理2GPC分析3GPC应用4 分子量与分子量分布Eg. 冲击强度、模量、拉伸强度、耐热、耐腐蚀性都与高聚物的分子量和分子量分布有关(分子量低易碎，分子量高难加工)。高分子材料的加工性能，不仅和高聚物的平均分子量有关，而且也与分子量分布有关。 分子量与分子量分布 高聚物分子量的多分散性是高聚物最基本特征之一，平均分子量及其分布宽度不仅可以用来表征聚合物的链结构，而且也是决定高分子材料性能的基本参数之一，因此研

3、究高聚物就必须掌握分子量分布的测定方法。那么，分子量分布用什么方法来测最明智？ GPC分离机理GPC是固定相采用凝胶状多孔性填充剂，根据样品中各种分子的流体力学体积的不同来进行分离。 溶质分子的体积越小，其淋出体积越大。这种 解释不考虑溶质与载体之间的吸附效应以及在流动相和固定相之间的分配效应，其淋出体积仅仅由溶质分子尺寸和载体的孔尺寸决定，分离完全时由于体积排除效应所至，故称为体积排除机理。孔穴填充物颗粒 大 中小样品GPC柱GPC分离机理 Log (MW)排阻极限渗透极限GPC柱GPC分离机理平均分子量计算公式数均分子量 重均分子量 Hi： 峰高 Mi：分子量Mw =S Mi HiS Hi

4、 Mn =S HiS (Hi / Mi)GPC分离机理 GPC分离机理数均分子量 (Mn)拉力、抗冲击性重均分子量 (Mw)脆度平 均 分 子 量 含 义分布宽度指数D(分散度)= Mw/Mn对于多分散试样 Mn Mw 多聚物分散性常用重均数均比，即：Mw/Mn表征。 GPC分离机理GPC色谱柱选择按照样品所溶解的溶剂来选择柱子所属系列THF、氯仿、DMF必须选择合适的溶剂来溶解聚合物按照样品分子量范围来选择柱子型号样品分子量应该处在排阻极限和渗透极限范围内，并且最好是处在校正曲线线性范围内 GPC分离机理载体是GPC产生分离作用的关键GPC仪器对载体的要求：1.良好的化学稳定性和热稳定性；2

5、.有一定的机械强度3.不易变形; 4.流动阻力小 5.对试样没有吸附作用6.分离范围越大越好（取决于孔径分布)等7.载体的粒度愈小，愈均匀，堆积的愈紧密，色谱柱分离 效率愈高。GPC载体的种类：1.交联聚苯乙烯凝胶2. 多孔性玻璃3. 半硬质及软质填料包括聚乙酸乙烯酯凝胶及聚丙烯酰胺凝胶4. 木质素凝胶等GPC分离机理标样聚苯乙烯(PS，溶于各种有机溶剂)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚环氧乙烷 (PEO，也叫聚氧化乙烯，溶于水)聚乙二醇(PEG，溶于水) GPC分离机理(PEO与PEG的碳链骨架相同，但是其合成原料和封端不同，由于原料的性质，使其产物的分子量和结构都有一定的区别。PEO常是指一

6、端为甲基封端，一端为羟基封端的聚环氧乙烷，而PEG一般是两端都是羟基封端的聚乙二醇。)校正曲线逐一注入聚合物标样以确定分子量与保留时间的关系GPC分离机理普适校正法用一种高聚物标样做校正曲线，常用聚苯乙烯样品结构可以与标样不一样，并且可以有支链样品及标样在流动相溶剂中的K和值必须己知（可以用粘度法来测定K和的值）GPC分离机理当样品与标样有相同的淋洗体积时，下式成立：式中下标1为标样参数，2为样品参数。将Mark-Houwink方程(=KM)代入，即得到：从而得出： GPC分离机理GPC标样配制由于凝胶色谱中浓度检测通常使用示差折光检测器，其灵敏度不太高，所以试样的浓度不能配置得太稀。但另一方

7、面色谱柱的负荷量是有限的，浓度太大易发生“超载”现象。一般情况下，进样浓度按分子质量大小的不同在0.050.5%（质量分数）范围内配置。分子质量越大，溶液浓度越低。标样配制应该严格按照标样说明书进行。通常室温静置12小时以上，然后轻轻混匀。绝对不能超声或者剧烈振荡来加速溶解。溶液进样前应先经过过滤，以防止固体颗粒进入色谱柱内，引起柱内堵塞，损坏色谱柱。GPC分离机理 GPC分析 主要药品与仪器 THF （流动相） 1000 ml 聚合物样品 （如PS） 10 mg 样品瓶 注射器（1ml） 流动相脱气系统 样品过滤头 GPC分析 （1） THF （流动相） 的脱气 THF过滤、真空脱气后，加入

8、到流动相瓶中。 （2）样品配制 将10mg聚合物样品溶于1ml THF中，过滤后置于样品瓶中。 （3）用进样器取20m，从GPC仪的进样口注入。 （4）在电脑数据系统的窗口上观察GPC曲线，处理数据。 实验步骤 GPC分析色谱柱：Shodex GPC KF-804,802,801三根串联保护柱：Shodex GPC KF-G流动相：THF流 速：1.0ml/min柱 温：50进样量：50ul检测器：示差折光检测器RID-10A标准品：PS(8个不同分子量标样) GPC分析一例 GPC分析 GPC分析一例分子量校准曲线所用的标准品为PS，有8种不同分子量的标品。将它们按下表分为4组，每组含2种标品，各称约4mg左右，然后用20ml流动相溶解，配成4个标样。 GPC分析 GPC图谱四种颜色分别表示四个标样的图谱 GPC分析 分子量标准曲线 GPC分析 样品分析结果 GPC分析 结果评价示例PS1和PS2为同一操作人员测定同一样品的两次测定结果PS3为另一实验室对同一样品测得的结果高分子与低分子同时测定由于小分子和高分子的流体力学体积相差较大，因而GPC可以同时分析而不必进行预先分离，一般来说从高分子材料的GPC可以同时看到三个区域：A:高分子 B:添加剂和齐聚物 C：未反应的单体和低分子的污染物如水。GPC应用GPC应用 在高分子材料生产过程中