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閱讀：17發(fā)布時間：2024-10-6
當我們從上游廠家買回一批聚合物樣品時，測得的分子量卻與廠家提供的不同，那這是怎么回事呢？
在弄清楚原因之前，不妨先來一起學習下凝膠滲透色譜/體積排阻色譜（ GPC/SEC ）的基本原理和應(yīng)用。GPC 色譜柱為多孔填料，當樣品與填料無吸附、排斥等相互作用時，分子體積越大的組分能夠穿過的孔越少，行走的路程越短，也就越早從色譜柱中洗脫出來。
圖為 Agilent Infinity II 多檢測器 GPC 系統(tǒng)
圖為 Agilent 高溫 GPC系統(tǒng) PL220
根據(jù) GPC 應(yīng)用的方向，通常可以歸納為以下三種：
· 樣品前處理（去除大分子基質(zhì)）
· 組分分離定量
· 聚合物分子量/結(jié)構(gòu)檢測
表1. GPC 三種應(yīng)用方向?qū)Ρ?/span>
使用 GPC 來測量聚合物分子量和分子量分布，除了將不同聚合度的組分分離之外，我們還需要另外兩點信息：不同保留時間流出組分的濃度和分子量。濃度的信息可以通過濃度型檢測器得到，如示差折光檢測器和紫外檢測器。
各保留時間流出組分的分子量信息的得到卻不是特別容易，常規(guī) GPC 是選用一組不同分子量的窄分子量分布標準品，來對色譜柱進行標注，得到保留時間 - 分子量的曲線，再由校正曲線來計算樣品的分子量。常用的標準品種類很少，如果標準品和樣品的化學結(jié)構(gòu)、拓撲結(jié)構(gòu)不同，得到的樣品分子量就不是樣品的分子量，而是相對于標準品的相對分子量。
圖為常規(guī) GPC 分子量計算原理示意圖
由此看來，標準品的選擇是造成計算結(jié)果差異的可能原因之一。為了解決這部分帶來的差異，確認與上游產(chǎn)家使用相同的標準品類型。當然如果上游廠家與我們都能得到樣品的準確分子量，也可以減小數(shù)據(jù)的差異，普適校正是一種方式。普適校正就是通過 Mark-Houwink 方程和 Flory 特性粘度理論，建立起分子量與分子體積的數(shù)學關(guān)系，從而建立保留時間 - 分子體積的曲線。
說起來有些復雜，操作很簡單，只需要在 GPC 軟件輸入樣品和標樣的兩個參數(shù) K，α 就可以了。但這種方法不適用于所有樣品，比如不同支化程度的樣品是無法查到其在不同溶劑/溫度下的K，α。
圖為不同支化程度樣品的合成（控制 AB2 單體加入量）
還有一個更加直接得到分子量的方式，就是使用靜態(tài)激光光散射檢測器，根據(jù)瑞利散射原理直接得到樣品的分子量；如果再搭配特性粘度檢測器，可同時得到樣品的特性粘度信息，建立 Mark-Houwink 曲線，用于判斷樣品的支化情況。
圖為不同支化程度樣品通過 Agilent 激光光散射-示差-粘度三檢測器聯(lián)用 GPC 得到的 Mark-Houwink 曲線（藍色、紅色、綠色曲線對應(yīng)樣品的支化度依次增高）
除了標準品的選擇以外，色譜柱的選擇、校正曲線的擬合次數(shù)以及積分起終點的判斷等都可能引起結(jié)果的差異。
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