GPC法测定聚合物分子量和分子量分布(课堂PPT)
GPC-分子量及分子量分布测量
gpc标准曲线法判断分子量分布
标题：GPC标准曲线法判断分子量分布一、引言众所周知，聚合物的分子量分布对其在工业生产和应用中的性能具有重要影响。
确定聚合物的分子量分布是十分重要的。
而GPC标准曲线法是一种常用的方法，用来判断聚合物的分子量分布。
本文将详细介绍GPC标准曲线法的原理、步骤和应用。
二、原理1. GPC的原理GPC（Gel Permeation Chromatography）又称为凝胶渗透色谱法，是一种基于聚合物在固定相多孔柱中渗透的速度与其分子量大小成反比的分析方法。
通过GPC分析，可以得到聚合物溶液中不同分子量范围的分子量分布情况。
2. 标准曲线法的原理标准曲线法是一种简便实用的方法，通过与已知分子量的标准物质进行比较，来确定待测聚合物的分子量分布。
该方法利用标准物质的GPC曲线与待测聚合物的曲线进行比较，以确定待测聚合物的分子量分布情况。
三、步骤1. 准备样品需要准备待测聚合物的溶液样品，将其注入到GPC仪器中进行分析。
2. 构建标准曲线选择与待测聚合物相近性质的标准物质，通过GPC仪器分析得到标准物质的曲线，并确定其分子量范围。
3. 测定待测聚合物样品使用相同的GPC仪器分析待测聚合物的样品，获得其曲线。
4. 对比曲线将待测聚合物的曲线与标准物质的曲线进行对比，得出待测聚合物的分子量分布情况。
四、应用1. 工业生产中的应用在聚合物的工业生产中，常常需要对产品的分子量分布进行监控和调整，以确保其性能符合要求。
GPC标准曲线法能够提供快速准确的分析结果，对于生产过程中的质量控制具有重要意义。
2. 学术研究中的应用在聚合物材料的学术研究中，分子量分布是一个重要的研究方向。
通过GPC标准曲线法，可以对新型聚合物材料的性能进行深入研究，为聚合物材料的开发和应用提供重要的参考数据。
五、总结GPC标准曲线法是一种重要的方法，用于判断聚合物的分子量分布情况。
其原理简单，操作方便，具有广泛的应用价值。
在工业生产和学术研究中，都能发挥重要作用。
GPC-分子量及分子量分布测量解读
分子量及分子量分布测量
分子量及其分布与性能和加工的关系
聚合物的性能特别是机械性能、加工性能及 在溶液中的特性等都与聚合物分子量有关。
Mn Weight fraction
Mη
Mw Mz
Mw 多分散性系数 d Mn
Molecular weight
一般地，Mn< M<Mw< Mz
M z M w M M n
凝胶色谱分离原理
凝胶色谱是按照分子的尺寸大小来分离的，其分离并不依赖流动相 和固定相之间的相互作用力。 凝胶色谱柱内的总体积
Vt VCM Vi VM
填料的骨架体 填料的孔 积 体积 填料的粒 间体积
分子可进入的体积为Vi＋VM
Pore Structure Defines Resolving Range
泵系统：溶剂贮存室、一套脱气装置和一个高压泵。泵 的工作状态好坏直接影响最终数据的准确性。 进样系统：自动进样，每次取样量精确。 温度控制系统：检测器对温度敏感，不同测试温度下 所得到的数据不同，故GPC应有较好的控温系统。 分离系统：包括凝胶色谱柱，是GPC的核心。 PS凝胶：适于有机溶剂，可耐高温。 无机硅胶：适于有机溶剂，水。 色谱柱类型 交联聚乙酸乙烯酯凝胶：适于乙醇、丙酮 等极性溶剂。 多孔玻璃、多孔氧化铝：适于有机溶剂 和水。
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
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.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。
聚苯乙烯分子量及分子量分布的测定
聚苯乙烯分子量及分子量分布的测定一、实验目的1. 掌握凝胶渗透色谱（gel permeation chromatography，GPC）的工作原理。
2. 掌握凝胶渗透色谱仪的基本操作及数据处理方法。
3. 利用凝胶渗透色谱仪测定聚合物的分子量及其分布。
二、实验原理凝胶渗透色谱是一种液相色谱，原理是利用高分子溶液通过一根装填有凝胶的柱子，在柱中按分子大小进行分离。
柱子为玻璃柱或金属柱，内填装有交联度很高的球形凝胶。
其中的凝胶类型有很多，都是根据具体的要求而确定（常用的有聚苯乙烯凝胶）。
然而无论哪一种填料，他们都有一个共同点，就是球形凝胶本身都有很多按一定分布的大小不同的孔洞。
尺寸不同的高聚物分子，按其分子大小能自由地渗透进和渗透出这些凝胶孔洞。
凝胶孔洞与分子尺寸是相适应的，超过这个尺寸的大分子就不能渗透进去，它们只能随溶剂的流动而在凝胶粒子之间的空间中流动。
因此，大分子比起小分子来说，在柱中的行程就短得多。
根据大小分子不同的行程就可以把混在一起的高聚物分子逐级分离开来，先分离出来的是大分子，较小的聚合物分子受到溶剂分子的排斥也随后分离出来，然后再用一定的方法检知每级中溶质的浓度和分子量。
依照凝胶色谱的特点，在测定聚合物分子量分布曲线时，需要同时测定每个级分的浓度和分子量，因此除了和一般HPLC中所用到的浓度检测器如示差折射、紫外等检测器外，还配有分子量检测器。
分子量的检测方法主要有两大类：一类采用间接测定法，另一类采用直接测定法，如粘度法和光散射法。
光散射法：用此法可以直接测出淋出液中聚合物的重均分子量，是一种测定绝对分子量的方法。
该法所使用的仪器为小角激光光散检测器（low angle laser light scattering, LALLS），其工作原理如下：当光通过高分子溶液时，会产生瑞利散射，散射光强度及其对散射角θ（即入射光与散射光测量方向的夹角）和溶液浓度C的依赖性与聚合物的分子量、分子尺寸、分子形态有关，因此可用光散射的方法研究高分子溶液的分子量等参数。
gpc凝胶渗透色谱数均分子量
GPC凝胶渗透色谱数均分子量
GPC凝胶渗透色谱（GPC）是一种常用的高分子化合物分析方法，可以用于测定聚合物的分子量、分子量分布、聚合度和分子量分布等参数。
在GPC中，样品通过一根高压柱子，柱子内填充有一种凝胶，通常为聚合物硅胶或分子筛硅胶。
随着样品的通过，高分子化合物在凝胶中逐渐膨胀，并在一定程度上被分离。
通过检测样品在柱子中的流动时间和体积，可以计算出样品的平均分子量。
数均分子量（Mn）是指聚合物分子量分布的平均值，通常用Dalton（Da）表示。
它可以用下面的公式计算：Mn = (Σ(ni × Mi)) / Σ(ni)
其中，ni表示分子量为Mi的聚合物分子数，Σ表示对所有分子数进行求和。
需要注意的是，GPC测定的是数均分子量，而不是分子量分布的宽度。
如果需要测定分子量分布的宽度，可以使用分子量分布函数（PDI）来表示。
PDI是分子量分布的标准差与数均分子量的比值，通常用%表示。
GPC-分子量及分子量分布测量
得到校正曲线后，就可以通过淋洗体积来计算待测样品的分 子量
以聚苯乙烯为标样的校正曲线
M1 M2 M3 M4
LogM
M1 A
M2
M3
M4
B
0 Vm
Vi
A点为排除极限，分子 V 量比M1大的不能相互区
分；B点为渗透极限， 分子量小于M4的也不能 相互区分。
V
普适校正曲线
得到的数据不同，故GPC应有较好的控温系统。
分离系统：包括凝胶色谱柱，是GPC的核心。
色谱柱类型
PS凝胶：适于有机溶剂，可耐高温。 无机硅胶：适于有机溶剂，水。
交联聚乙酸乙烯酯凝胶：适于乙醇、丙酮 等极性溶剂。
多孔玻璃、多孔氧化铝：适于有机溶剂 和水。
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是用溶剂作流动相，流经多孔填料(如多孔硅胶或多孔 树脂) 作为分离介质的液相色谱法。
➢ 1953年Wheaton和Bauman用多孔离子交换树脂按分子量 大小分离了苷、多元醇和其它非离子物质，观察到分子 尺寸排除现象。
➢ 1959年Porath和Flodin用葡聚糖交联制成凝胶来分离水 溶液中不同分子量的样品。
单分散样品 类似高斯曲线
H f(v)
Vp
多分散样品
H
可看作许多单分散组 分的叠加，各组分含 量正比于其峰面积
V (t) S Wi Wi
V (T)
分子量校正曲线
多半仪器不具备分子量检测器，只能得到浓度－淋洗体积曲 线，因此需要首先建立分子量－淋洗体积校正曲线。这条曲 线的精度直接决定了分子量测定的准确性。 单分散标样校正曲线 选用同类型已知分子量的单分散标样（d <1.1）做GPC分析， 得到lgM~V曲线：
高分子的分子量和分子量分布ppt课件
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1.2.2 高分子分子量的测定方法
2023/12/22
高分子物理
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高聚物分子量大小以及结构的不同，所采用
的测量方法将不同；
不同方法所得到的平均分子量的统计意义及
适应的分子量范围也不同；
由于高分子溶液的复杂性，加之方法本身准
确度的限制，使测得的平均分子量常常只有
数量级的准确度。
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高分子物理
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类 型
方 法
适用范围
化学法
端基分析法
3×104以下
Mn
绝对
冰点降低法
5×103以下
Mn
相对
沸点升高法
3×104以下
气相渗透法
3×104以下
膜渗透法
2×104～1×106
Mn
绝对
光散射法
1×104～1×107
Mw
相对
热力学法
光学法
动力学法
色谱法
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超速离心沉降平衡法 1×104～1×106
基和端羧基，以计算分子量。
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高分子物理
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⑵计算公式：
W
M
n
ne
n
Z
W Z
M
ne
——试样重量
W
n——试样摩尔数
n——试样中被分析的端基摩尔数
e
Z——每个高分子链中端基的个数
⑶ 特点：
①可证明测出的是 Mn
②对缩聚物的分子量分析应用广泛
③分子量不可太大(<3万），否则误差太大
N i/ M i
i 1
GPC演示课件
单组份
直接从校正曲线可以查出分子质量
双组份 函数适应法
共聚物的研究 高分子支化度的测定 高分子材料中低分子物质的测定 生产或加工过程中的监制 高分子材料老化过程的研究
支化程度的测定
低分子物质的检测
定量分析
定性分析
材料生产或加工过程中的监测 塑练时分子质量分布的变化
辐射聚合机理的研究
高分子材料老化过程的研究
是什么 能干什么 为什么要这么干 怎么产生的 为什么要用它？
特征 用途
原理 发展史
优势与缺点
……
GPC
（Gel Permeation Chromatography）
凝胶渗透色谱是一种液相色谱 原理：利用高分子溶液通过一根装填有凝胶的柱子，在柱中 按分子大小顺序流出进行分离
高聚物分子量测定方法
• • • • • • • •
以多孔树脂为固定相，用溶剂推动分子量大小 不同的样品流过固定相产生大小分子顺序流出 的分离 流出级份的保留时间（洗脱体积）提供其分子 量（尺寸）的信息 用检测器得到各流出组分的强度和流出时间 用已知分子量的标样标定出流出时间和分子量 的关系 用标定好的时间和分子量的关系对未知样各流 出级份的时间（分子量）和强度进行统计计算 得到分子量分布
降低流动相黏度，使得谱柱内部溶剂处于接近理想的GPC状态 尽量减轻分子间的弱相互作用（样品分子间、样品和溶剂分子间、填料和样 品分子间等）
使难于溶解的样品得以溶解（如聚烯烃Байду номын сангаасE\PP、工程塑料PPS等）
色谱柱
钢柱或玻璃珠
填料
孔径分布宽，分离范围大，尺寸稳定 性好
溶剂
不能溶解凝胶，能溶解多种聚合物，不腐蚀色谱 柱
GPC培训
– 用重量分数W对分子量作图的曲线叫做微分分布曲线； – 用累积重量分布对分子量作图的曲线叫做积分分布曲 线。
• 还有一种更一般化且最常用的方法就是重均数均 比，即：Mw/Mn。
测定聚合物分子量的方法
(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
ID 1 2 3 4 5 6 Time 14.797 15.559 16.239 16.888 17.476 18.032 MW 853000 380000 186000 100000 48000 23700
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 0.05~0.5%（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。
排阻极限
MW与V之间的关系
渗透极限
GPC柱
GPC 理想 校正 曲线
GPC两个术语
排阻极限
排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子 的分子量。所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒 内部，直接从凝胶颗粒外流出，所以它们同时被最先洗脱 出来。排阻极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量， 大于这种凝胶的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离 。随固定相不同，排阻极限范围约在 400至60×106之间 。
GPC测定聚合物分子量及分子量分布
用GPC方法不但可以得到分子量分布，还可以根据GPC谱图求 算平均分子量和多分散系数，特别是当今的GPC仪都配有数据处理 系统，可与GPC谱图同时给出各种平均分子量和多分散系数，无须 人工处理。
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Waters-Breeze GPC 仪ห้องสมุดไป่ตู้
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有了校正曲线，即可根据Ve读得相应的分子量。一种聚合物的
GPC校正曲线不能用于另一种聚合物，因而用GPC测定某种聚合物 的分子量时，需先用该种聚合物的标样测定校正曲线。但是除了聚 苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等少数聚合物的标样以外，大多数的聚 合物的标样不易获得，多数时候只能借用聚苯乙烯的校正曲线，因
当被分析的样品随着淋洗溶剂流动相进入色谱柱后体积很大的分子不能渗透到凝胶固定相空穴中而受到排阻最先流出色谱柱中等体积的分子可以渗透凝胶的一些大孔而不能进入小孔产生部分渗透作用比体积大的分子流出色谱柱的时间稍后
凝胶渗透色谱（GPC）法测定 聚合物分子量及分子量分布
1
概述
凝胶渗透色谱法（gel permeation chromatography, GPC） 是20世纪60年代发展起来的一种新型色谱技术，是色谱 技术中中最新的分离技术之一。它是一种利用聚合物溶 液通过填充有特种凝胶（多孔性填料）的色谱柱把聚合 物分子按尺寸大小进行分离的方法。
分子尺寸的大小。
如果把图中的横坐标Ve转换成分子量M 就成了分子量分布曲线。 为了将Ve转换成M，要借助GPC校正曲线。实验证明在多孔填料的 渗透极限范围内Ve和M 有如下关系：
lg M = A－BVe 式中A、B 为与聚合物、溶剂、温度、填料及仪器有关的常数。
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用一组已知分子量的单分散性聚合物标准试样，在与未知试 样相同的测试条件下得到一系列GPC谱图，以它们的峰值位置的Ve 对lg M作图，可得如图3-6的直线，即GPC校正曲线：
GPC法测定聚合物分子量和分子量分布ppt课件
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实验原理
实验中用聚苯乙烯标样测得该曲线，再通过 [η]=KMα的方程K、α变换得到待测聚合物的校 正曲线。
两个不同试样淋出体积相同 Ve1 = Ve2，则 [η]1M1 = [η]2M2 ，
推导出：
loM g 21 1 2loK K 12 g1 1 1 2loM g 1
任意一束光由一种介质 射入另一种介质时，由于两种 介质的折射率不同而发生折射 现象。
检测器的响应信号：
R=Z(n-n0)
式中，Z为仪器常数，n为溶
液的折射率，n0为溶剂的折
射率。
最新版整理图pp2t 示差折光检测原理图
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实验原理
校正曲线的测定：
用一系列已知分子量的单分散标准样对色谱柱进行标定。
分子量和淋洗体积或保留 时间的关系如下：
3. 掌握GPC法测定聚合物分子量及分子量分布 的操作步骤。
4. 学会用Breeze软件分析聚合物的分子量和 分子量分布。
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3
实验原理
聚合物的分子量的特点：
大且具有不均一性 (多分散性)。 根据统计方法不同，可分为：
数均分子量 （M n ） 重均分子量（ M w ） Z 均分子量（ M Z ） 粘均分子量（M η ） 聚合物分子量分布情况由多分散性系数表示：
2. 样品溶解：完全溶解、室温静置过夜、不可超声 3. 样品过滤：有机相微孔滤膜（孔径0.22μm）过滤
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实验步骤
操作步骤 检查流动相瓶中THF体积
开机，平衡基线
进样测试
停止测试，关机
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数据分析
利用Breeze软件对数据进行处理，得到待测物 的分子量和分子量分布曲线。
gpc测定分子量原理
gpc测定分子量原理
GPC (gel permeation chromatography) 是一种分子量测定的技术，它基于溶液中聚合物分子的大小差异，通过色谱分离来测定分子量分布。
在GPC中，我们首先选取一个适当的溶剂系统，使得聚合物
能够溶解，并选择合适的固定相填料。
然后，将溶液注入色谱柱，通过柱中的填料形成了一个三维网络，溶液中的聚合物分子会在这个网络中扩散运动。
较大分子会相对较缓慢地穿过网络，而较小的分子则会较快地穿过。
随着时间的推移，不同分子量的聚合物分子将逐渐分离出来，形成不同的峰。
这些峰的时间与聚合物分子量之间存在着一定的关系。
通过测量这些峰的面积或峰高，可以得出聚合物分子量的分布。
通常使用标准品来建立一个标准曲线，进而根据样品峰的位置来确定其分子量。
GPC测定分子量的原理是基于聚合物分子在固定相中的扩散
速率与其分子量的关系。
较小的聚合物分子能更容易地穿过固定相的网络，而较大的聚合物分子则受到阻碍。
因此，根据聚合物分子在色谱柱中的扩散速率来分离和测定分子量。
需要注意的是，由于不同溶剂的选择和填料的差异，不同
GPC系统的分子量测定结果可能有所差异。
因此，在进行分
子量测定时，应该根据具体情况选择适当的测定条件，并参考已有的标准曲线进行数据分析。
GPC-分子量及分子量分布测量解读
GPC加热
使GPC检测处在一个温度稳定的环境
降低流动相黏度，使得谱柱内部溶剂处于接近理想的 GPC状态（如Polyethylene – Terphthalate mCresol + 0.05 m LiBr/100 °C） 尽量减轻分子间的弱相互作用（样品分子间、样品和 溶剂分子间、填料和样品分子间等） 使难于溶解的样品得以溶解（如聚烯烃PE\PP、工程 塑料PPS等）
[] KM
选择型检测器 适于对该检测器有特殊响应的高聚物和有机化合物。有紫 外、红外、荧光、电导检测器等，灵敏度高
聚合物色谱中的检测器
浓度
响应值正比于浓度C 实例：示差(refractometer)检测器 N = (dn/dc) C
紫外检测器 蒸发光散射检测器
使用单一浓度型检测器的体积排除分离模式色 谱被称作 传统GPC
2 [ ] 2 K 2 M 2 2 1 K1 M 11 1 K 2 M 2
log K1 ( 1 1) log M 1 log K 2 ( 2 1) log M 2 K1 1 1 1 log M 2 log( ) log M 1 2 1 K2 2 1
22到需从文献上得到准确准确的的kaka值值对相对分子量进对相对分子量进行的色谱柱普适行的色谱柱普适校正得到绝对分校正得到绝对分子量子量不能不能不能不能配了黏度检测器的配了黏度检测器的gpcgpc测出特性黏数测出特性黏数得到得到kaka值的普值的普适校正适校正能直接从特能直接从特性黏数测出性黏数测出能但是间接得能但是间接得到到配了多角激光检测器的配了多角激光检测器的gpcgpc绝对测出无需绝对测出无需色谱柱校正色谱柱校正能但要符合能但要符合一些假设一些假设能当有两个测能当有两个测量角以上量角以上三检测器联用的三检测器联用的gpcgpc准确结果准确结果能能能能gp
GPC分子量及分子量分布测量解读
分子量 [] KM
选择型检测器 适于对该检测器有特殊响应的高聚物和有机化合物。有紫 外、红外、荧光、电导检测器等，灵敏度高
聚合物色谱中的检测器
浓度
响应值正比于浓度C 实例：示差(refractometer)检测器
尽量减轻分子间的弱相互作用（样品分子间、样品和 溶剂分子间、填料和样品分子间等）
使难于溶解的样品得以溶解（如聚烯烃PE\PP、工程 塑料PPS等）
凝胶色谱柱内的总体积
Vt VCM Vi VM
填料的骨架体
积
填料的孔
体积
填料的粒 间体积
分子可进入的体积为Vi＋VM
Pore Structure Defines Resolving Range
凝胶色谱过程方程
VR VM KVi GPC分离的特点：
当分子很大时
• 只能测定一定范
GPC
分子量及分子量分布测量
分子量及其分布与性能和加工的关系
聚合物的性能特别是机械性能、加工性能及 在溶液中的特性等都与聚合物分子量有关。
Weight fraction
Mn Mη Mw
Mz
多分散性系数 d M w Mn
Molecular weight
一般地，Mn< M<Mw< Mz
Mz Mw M Mn
多孔玻璃、多孔氧化铝：适于有机溶剂 和水。
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
载体பைடு நூலகம்GPC产生分离作用的关键
GPC 仪器对载体的要求：
GPC(共32张)
浓度检测器 相对分子质量检测器
第17页，共32页。
GPC系统(xìtǒng)之温度控制
Mobile phase pump
auto-injector column(s) detector(s) data acquisition Temperature control
求量更小、检测器更灵敏）; • HPLC的新技术不断地运用到GPC领域中
第5页，共32页。
从HPLC到GPC
高效(ɡāo xiào)液相色谱（High Performance Liquid Chromatography， HPLC）
以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂，或不同比例的混合溶剂、缓冲 液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对 试样的分析。
第10页，共32页。
GPC系统工作(gōngzuò)原理
第11页，共32页。
GPC系统工作(gōngzuò)原理
第12页，共32页。
GPC系统(xìtǒng)之流动相
Mobile phase pump
柱温控制
• 使用环境温度小于50 ˚C • 最高控制温度小于150 ˚C • 不同溶剂温度不同（THF:35 ˚C , DMF:85 ˚C ）
第18页，共32页。
GPC数据处理
典型(diǎnxíng)的GPC谱图
横坐标代表色谱保留值（与相对
单
分子质量对数值lgM成比例），即样
第6页，共32页。
从HPLC到GPC
高效液相色谱（HPLC）分类（按照(ànzhào)分离机理不同）
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图1 GPC分离种介质 射入另一种介质时，由于两种 介质的折射率不同而发生折射 现象。
标准试样的校正曲线
图3 GPC标准曲线示意图
实验原理
普适校正曲线
由于聚合物中能够制得标准样的聚合物种类不 多，没有标准样的聚合物就不可能有校正曲线， 因此需要进行普适校正。
各种不同聚合物的特性粘数[η]和分子量M的乘 积，与Ve的关系非常规律，即用 log[η]M 对Ve 作图得到一条直线，即普适校正曲线。
18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 Minutes
图8 样品的GPC曲线
MV
167745
思考题
色谱柱是如何将高聚物分级的？影响柱效的 因素有哪些？
本实验中校准曲线的线性关系，在色谱柱重 装或换色谱柱时能否再使用？
列出实验测定时某些可能的误差，对分子量 的影响如何？
同样分子量样品支化的和线性的分子哪个先 流出色谱柱？
2. 样品溶解：完全溶解、室温静置过夜、不可超声 3. 样品过滤：有机相微孔滤膜（孔径0.22μm）过滤
实验步骤
操作步骤 检查流动相瓶中THF体积 开机，平衡基线 进样测试 停止测试，关机
数据分析
利用Breeze软件对数据进行处理，得到待测物 的分子量和分子量分布曲线。
30.00 20.00 10.00 0.00 -10.00
实验原理
聚合物分子量的测定方法：
端基分析法 渗透压法 光散射法 粘度法 超速离心法 GPC法 聚合物分子量分布的测定方法： GPC法
实验原理
凝胶渗透色谱（GPC）法是一种液相色谱法， 是利用聚合物溶液通过填充有微孔凝胶的柱子把 聚合物按照流体力学体积的不同进行分离的方法。
实验原理
凝胶渗透色谱（GPC）法测定聚合物 分子量及分子量分布
主要内容
实验目的 实验原理 实验仪器 实验步骤 数据分析 思考题 实验报告要求
实验目的
1. 了解GPC法测定聚合物分子量及分子量分布 的原理。
2. 了解Waters 1515/2414型凝胶渗透色谱 仪的构造。
3. 掌握GPC法测定聚合物分子量及分子量分布 的操作步骤。
实验仪器
仪器构造
进样器 泵
色谱柱 柱温箱
检测器
四氢呋喃THF
示差检测器 废液瓶
图5 仪器构造示意图
实验仪器
色谱柱和柱内填料
图6 色谱柱及填料
实验仪器
进样阀和定量原理
图7 进样阀和定量原理
实验步骤
流动相：色谱级四氢呋喃（THF）、真空脱气 样品准备：
1. 样品浓度：根据估算的分子量确定。
Mw＝103～104，浓度为1.5～2 mg/mL Mw＝104～105，浓度为1～1.5 mg/mL Mw＝105～5×105，浓度为0.5～1 mg/mL Mw＝5×105～106，浓度为0.1～0.5 mg/mL Mw＞106，浓度为0.05～0.1 mg/mL；
检测器的响应信号： R=Z(n-n0)
式中，Z为仪器常数，n为溶 液的折射率，n0为溶剂的折 射率。
图2 示差折光检测原理图
实验原理
校正曲线的测定：
用一系列已知分子量的单分散标准样对色谱柱进行标定。
分子量和淋洗体积或保留 时间的关系如下：
log M = A – BVe log M = b0+b1t+b2t2+b3t3
实验原理
实验中用聚苯乙烯标样测得该曲线，再通过 [η]=KMα的方程K、α变换得到待测聚合物的校 正曲线。
两个不同试样淋出体积相同 Ve1 = Ve2，则 [η]1M1 = [η]2M2 ，
推导出：
loM g21 1 2loK K g 1 21 1 1 2loM g 1
实验仪器
图4 Waters 1515/2414型凝胶渗透色谱仪
4. 学会用Breeze软件分析聚合物的分子量和 分子量分布。
实验原理
聚合物的分子量的特点： 大且具有不均一性 (多分散性)。
根据统计方法不同，可分为： 数均分子量 （M n ） 重均分子量（ M w ）
Z 均分子量（ M Z ） 粘均分子量（M η ）
聚合物分子量分布情况由多分散性系数表示：
PDI = Mw / Mn