G P C 一 十八角激光光散射介绍

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有了校正曲线, 读得相应的分子量。 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 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 校正曲线不能用于另一种聚合物 GPC 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 分子量时,需先用该种聚合物的标样测定校正曲线。 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等少数聚合物的标样以外, 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, 聚苯乙烯的校正曲线 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,因此 值有误差,只具有相对意义 相对意义。 测得的分子量M值有误差,只具有相对意义。 用GPC方法不但可以得到分子量分布,还可以根据GPC谱图求 GPC方法不但可以得到分子量分布,还可以根据GPC谱图求 方法不但可以得到分子量分布 GPC 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 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 GPC 系统,可与GPC谱图同时给出各种平均分子量和多分散系数, 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 GPC谱图同时给出各种平均分子量和多分散系数 人工处理。 人工处理。
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2.1
色谱柱
柱子:玻璃、 柱子:玻璃、不锈钢 填料:根据所使用的溶剂选择填料, 填料:根据所使用的溶剂选择填料,对填料最基本的要求是填料不 能被溶剂溶解:交联聚苯乙烯凝胶(适用于有机溶剂,可耐高温) 能被溶剂溶解:交联聚苯乙烯凝胶(适用于有机溶剂,可耐高温) 交联聚乙酸乙烯酯凝胶(最高100℃, 交联聚乙酸乙烯酯凝胶(最高100℃,适用于乙醇 100℃ 丙酮一类极性溶剂) 丙酮一类极性溶剂) 多孔硅球(适用于水和有机溶剂) 多孔硅球(适用于水和有机溶剂)
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二、 基本构造
输液系统 凝胶色谱柱 检测器 数据采集与 处理系统
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GPC色谱柱装填的是多孔性凝胶(如最常用的高度交联聚苯乙 色谱柱装填的是多孔性凝胶( 色谱柱装填的是多孔性凝胶 烯凝胶)或多孔微球(如多孔硅胶和多孔玻璃球),它们的孔径大 烯凝胶)或多孔微球(如多孔硅胶和多孔玻璃球),它们的孔径大 ), 小有一定的分布,并与待分离的聚合物分子尺寸可相比拟。 小有一定的分布,并与待分离的聚合物分子尺寸可相比拟。GPC仪 仪 工作流程图如下所示。 工作流程图如下所示。
Page 13 的检测
2.1.1 示差折光检测器 原理及结构:
示差检测器是连续检测样品流路与参比流路间液体折光指数差 值的检测器,是根据折射原理设计的,属偏转式类型。 值的检测器,是根据折射原理设计的,属偏转式类型。检测器的光 路是由光源、凸镜、检测池、反射镜、平板玻璃、 路是由光源、凸镜、检测池、反射镜、平板玻璃、双光敏电阻等主 要部件组成,检测池有参比,测量两个池室, 要部件组成,检测池有参比,测量两个池室,它们对光路来说是串 联的
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2.1.1 示差折光检测器
示差折光检测器是一种高度稳定和灵敏的液相色谱和 示差折光检测器是一种高度稳定和灵敏的液相色谱和 液相色谱 凝胶渗透色谱检测器,它可与输液泵,色谱柱, 凝胶渗透色谱检测器,它可与输液泵,色谱柱,进样器等组成凝胶 检测器 渗透色谱仪或高速液相色谱仪系统, 渗透色谱仪或高速液相色谱仪系统,也可以配置适当的进样系统作 为单独的分析仪器使用。可用于检测在紫外光范围内吸光度不高的 为单独的分析仪器使用。可用于检测在紫外光范围内吸光度不高的 紫外光范围内吸光度不高 化合物, 聚合物、 有机酸和甘油三酸酯。 化合物,如聚合物、糖、有机酸和甘油三酸酯。示差折光检测器的 偏转式设计,能够对那些具有低噪音和位移特性的化合物进行灵敏 偏转式设计,能够对那些具有低噪音和位移特性的化合物进行灵敏 低噪音和位移特性
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用途:
紫外检测器使用于大部分常见具有紫外吸收有机物质和部分无 机物质。紫外检测器对占物质总数约80%的有紫外吸收的物质均可 机物质。紫外检测器对占物质总数约80%的有紫外吸收的物质均可 80% 检测,既可测190--350 nm范围的光吸收变化,也可向可见光范围 范围的光吸收变化, 检测,既可测190--350 nm范围的光吸收变化 190-350---700 延伸。 350---700 nm 延伸。 --紫外检测器适用于有机分子具紫外或可见光吸收基团, 紫外检测器适用于有机分子具紫外或可见光吸收基团,有较强 的紫外或可见光吸收能力的物质检测。一般当物质在200的紫外或可见光吸收能力的物质检测。一般当物质在200-400 nm 200 有紫外吸收时,考虑用紫外检测器。 有紫外吸收时,考虑用紫外检测器。
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当被分析的样品通过输液泵随着流动相以恒定的流量进入色 谱柱后, 谱柱后,体积比凝胶孔穴尺寸大的高分子不能渗透到凝胶孔穴中而 受到排斥,只能从凝胶粒间流过,最先流出色谱柱, 受到排斥,只能从凝胶粒间流过,最先流出色谱柱,即其淋出体积 (或时间)最小;中等体积的高分子可以渗透到凝胶的一些大孔中 或时间)最小; 而不能进入小孔,比体积大的高分子流出色谱柱的时间稍后、 而不能进入小孔,比体积大的高分子流出色谱柱的时间稍后、淋出 体积稍大; 体积稍大;体积比凝胶孔穴尺寸小得多的高分子能全部渗透到凝胶 孔穴中,最后流出色谱柱、淋出体积最大。 孔穴中,最后流出色谱柱、淋出体积最大。 因此, 合物的淋出体积与高分子的体积即分子量的大小有关, 淋出体积与高分子的体积即分子量的大小有关 因此,聚合物的淋出体积与高分子的体积即分子量的大小有关, 分子量越大,淋出体积越小。 分子量越大,淋出体积越小。
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光源在光栏前成像,并作为检测池的入射光,出射光照在反 光源在光栏前成像,并作为检测池的入射光, 射镜上,光被反射,又入射到检测池上, 射镜上,光被反射,又入射到检测池上,出射光在经过透射 镜照到双光敏电阻上形成夹缝像。 镜照到双光敏电阻上形成夹缝像。双光敏电阻是测量电桥的 两个桥臂。当测量池中流过被测样品时,引起折射率变化使 两个桥臂。当测量池中流过被测样品时, 照在双光电阻上的光束发生偏转, 照在双光电阻上的光束发生偏转,使双光敏电阻阻值发生变 化,此时由电桥输出讯号,即反映了样品浓度的变化情况。 此时由电桥输出讯号,即反映了样品浓度的变化情况。 样品浓度的变化情况
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图中纵坐标相当于淋洗液的浓度, 图中纵坐标相当于淋洗液的浓度,横坐标淋出体积Ve 表征着高 分子尺寸的大小。 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 要借助GPC校正曲线。 GPC校正曲线 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 有如下关系: 的渗透极限范围内Ve和M 有如下关系:
G P C 一 十八角激光光散射联用法介绍
一、基本介绍
GPC(Gel Permeation Chromatography ) ,凝胶渗透色 ( 凝胶渗透色 谱,又称为尺寸排阻色谱(Size Exclusion Chromatography,简 又称为尺寸排阻色谱( 简 ),它是基于体积排阻的分离机理 称SEC),它是基于体积排阻的分离机理,通过具有分子筛性质的 ),它是基于体积排阻的分离机理, 固定相,用来分离相对分子质量较小的物质, 固定相,用来分离相对分子质量较小的物质,并且还可以分析分子 相对分子质量较小的物质 体积不同、具有相同化学性质的高分子同系物。 体积不同、具有相同化学性质的高分子同系物。
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浓度检测器不断检测淋洗液中高分子级分的浓度。 浓度检测器不断检测淋洗液中高分子级分的浓度。常用的浓 度检测器为示差折光仪, 度检测器为示差折光仪,其浓度响应是淋洗液的折光指数与纯溶剂 (淋洗溶剂)的折光指数之差,由于在稀溶液范围内,与溶液浓度 淋洗溶剂)的折光指数之差,由于在稀溶液范围内, 成正比,所以直接反映了淋洗液的浓度即各级分的含量, 成正比,所以直接反映了淋洗液的浓度即各级分的含量,下图是典 型的GPC谱图。 型的GPC谱图 GPC谱图
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一、 基本原理
GPC是一种特殊的液相色谱,所用仪器实际上就是一台高效 是一种特殊的液相色谱, 是一种特殊的液相色谱 液相色谱( 主要配置有输液泵、进样器、色谱柱、 液相色谱(HPLC)仪,主要配置有输液泵、进样器、色谱柱、浓 ) 度检测器和计算机数据处理系统。 度检测器和计算机数据处理系统。 色谱柱的种类 与HPLC最明显的差别在于二者所用色谱柱的种类(性质)不 最明显的差别在于二者所用色谱柱的种类(性质) 根据被分离物质中各种分子与色谱柱中的填料之间的亲 同:HPLC根据被分离物质中各种分子与色谱柱中的填料之间的亲 根据被分离物质中各种 和力不同而得到分离,GPC的分离则是体积排除机理起主要作用。 和力不同而得到分离,GPC的分离则是体积排除机理起主要作用。 而得到分离 的分离则是体积排除机理起主要作用
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多孔玻璃、多孔氧化铝(适用于水和有机溶剂) 多孔玻璃、多孔氧化铝(适用于水和有机溶剂)
2.1
检测器
示差折光检测器 (RI) 紫外吸收检测器 (UV) 浓度型
Leabharlann Baidu
蒸发光散射检测器(ELSD) 蒸发光散射检测器(ELSD) 特性粘度检测器(IV) 特性粘度检测器(IV) 激光散射检测器(LS) 激光散射检测器(LS) 定性型
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为得到高的灵敏度,常选择被测物质能产生最大吸收的波长作 为得到高的灵敏度,常选择被测物质能产生最大吸收的波长作 最大吸收的波长 检测波长, 检测波长,但为了选择性或其它目的也可适当牺牲灵敏度而选择吸 收稍弱的波长,另外,应尽可能选择在检测波长下没有背景吸收的 收稍弱的波长,另外,应尽可能选择在检测波长下没有背景吸收的 流动相。 流动相。 紫外检测器的波长范围是根据连续光源(氘灯)发出的光, 紫外检测器的波长范围是根据连续光源(氘灯)发出的光,通 过狭缝、透镜、光栅、 过狭缝、透镜、光栅、反射镜等光路组件形成单一波长的平行光束 。通过光栅的调节可得到不同波长。 通过光栅的调节可得到不同波长。 紫外光的范围一般指200nm。吸收度单位AU 紫外光的范围一般指200-400 nm。吸收度单位AU (absorbance 200 是相当于多少伏的电压,范围的大小应该适中较好, unit) 是相当于多少伏的电压,范围的大小应该适中较好,实际工 作中一般就需要1AU左右。 作中一般就需要1AU左右。 1AU左右
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2.1.2 紫外吸收检测器 原理及结构:
紫外吸收检测器简称紫外检测器( detector,UVD), 紫外吸收检测器简称紫外检测器(ultraviolet detector,UVD), 是基于溶质分子吸收紫外光的原理设计的检测器, 是基于溶质分子吸收紫外光的原理设计的检测器,其工作原理是 Lambert-Beer定律,即当一束单色光透过流动池时, Lambert-Beer定律,即当一束单色光透过流动池时,若流动相不吸 定律 收光,则吸收度A与吸光组分的浓度C和流动池的光径长度L成正比。 收光,则吸收度A与吸光组分的浓度C和流动池的光径长度L成正比。 物理上测得物质的透光率,然后取负对数得到吸收度。 物理上测得物质的透光率,然后取负对数得到吸收度。
lg M = A-BVe - 式中A、 为与聚合物、溶剂、温度、填料及仪器有关的常数。 式中 、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, 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 谱图,以它们的峰值位置的 样相同的测试条件下得到一系列 谱图 作图, 的直线, 校正曲线: 对lg M作图,可得如图 的直线,即GPC校正曲线: 作图 可得如图3-6的直线 校正曲线
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