示差折光检测器和红外检测器IR5MCT对比浅析

示差折光检测器和红外检测器IR5∙MCT对比浅析
检测器作为聚烯煌分子量及其分布表征仪器的重要组成部分，直接决定了仪器分析的准确度和灵敏度，所以对于检测器需要有一个充分的认识，这样才能在使用仪器和数据处理过程中，提高工作效率，并且时常要做好相关的维护和保养。

目前市面上运用GPC仪器测定分子量及其分布的检测器主要有两种：一种是通用型的检测器一示差折光检测器；一种是专用型的检测器一红外检测器IR5。

本文就这两种检测器进行分子量及其分布表征过程中的不同进行简要的分析。

1.示差折光检测器
原理：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。

折射率是一个无量纲的常数，光在真空中的速度和光在某种介质中的速度之比定义为该介质的折射率，其大小表明了介质光学密度的高低。

介质的折射率随温度升高而降低。

同一介质对不同波长的光，具有不同的折射率, 在紫外和红外光谱区，折射率随波长变化大，在可见光谱区，折射率随波长增加而缓慢下降（图1）。

一般选用20°C时，两钠线的平均值589.3nm为检测波长测定溶剂的折射率，表示为nD。

图1折射率与波长关系示意图
示差折光检测器是通过连续测定色谱柱流出液折射率的变化而对样品浓度进行检测的。

检测器的灵敏度与溶剂和溶质的性质都有关系，溶有样品的流动相和流动相本身之间折射率之差反映了样品在流动相中的浓度。

因此，示差折光检测器的响应信号由下式表示：
Λ = Z( n - n0 )
式中，Z为仪器常数，n为溶液的折射率，nθ为溶剂的折射率。

根据稀溶液中相加和定律，
溶液的折射率等于溶剂和溶质各自的折射率乘以各自的摩尔浓度之和
n = c0n0 + G"i
式中，Μ为溶质的折射率，q为溶质的摩尔百分数，c。

为溶剂的摩尔百分数。

因为q + C, = 1, 所以
n =(I-Ci )n0 + c i n i
=n0 +( n l - "o)Ci
n - n0≈Cn l- n0)c i
R = Zc-( n i - n0)
即示差折光检测器的响应信号与溶质的浓度成正比，说明它属于浓度型检测器。

每种物质都有一定的折射率，上式表明，原则上只要是与溶剂有差别的样品都可以用该检测器检测。

因此，示差折光检测器是一种通用型检测器。

样品的浓度越高，即Ci越大，溶质与溶剂的折射率差别越大，即ni-nθ值越大，检测器的响应信号越大。

示差折光检测器作为通用型检测器，其稳定性是至关重要的。

稳定性直接影响检测结果和检出限。

影响其稳定性的因素有：环境温度的变化、流速精度、试剂纯度等，但最重要的还是仪器本身的设计和制造水平的高低。

a.温度
物质的折光率随温度的变化而变化，为保证参比池和样品池的温差尽可能的小，有的公司为其产品加装了流通池恒温装置。

也就是说加装流通池恒温装置是为了仪器的稳定；从另一个角度讲如果仪器本身的设计及加工水平够高的话，也就不需要加装流通池恒温装置同样能够保证仪器的稳定性以及检出限。

b.杂质(非固体杂质)
示差折光检测器是通用型检测器，也就意味着对所有物质都有响应，只有有折光系数的差别就有峰出现，针对用户进行积分过程中，常常不知道杂质峰是哪一个，或者杂质峰过大，影响到了样本峰的积分计算，从而导致了数据的重现性不好。

2.专用型红外检测器IR5-MCT
针对聚烯羟的表征，常规的通用型检测器有若干的不足。

西班牙Polymer Char研制成功一款只针对C-H特征红外有吸收响应专用型的红外检测器一 IR5-MCT,对其它杂质无任何吸收，谱图基线平稳。

优势：
＞用于聚烯度分析表征，得到分子量及其分布的同时得到支化度信息；＞无需液
氮；
＞可分析低干碳甲基数的管材料HDPE树脂；
＞基线非常稳定，结果重复性好；
＞内部温度控制器高度控制红外流通池温度；
＞内置安全措施：溶剂泄漏检测和最高温度保护的蒸汽传感器；
＞传感器信号简单，数据处理方便。

示差折光检测器和红外专用检测器IR5对比如下图:
图2示差折光检测器和红外专用检测器IR5对比
从上图可以看出，示差折光检测器，负峰，肩缝有不少，基线不稳。

IR5基线稳定，杂峰、负峰，基本上没有。

对于基线和积分限，示差折光检测器，不同人员操作，数值结果变换很大；但对于IR5-MCT检测器重复性好，基本上不存在这样的问题。