凝胶色谱法GPC
GPC原理及应用
凝胶渗透色谱法GPC
（三）数据处理
2. 普适校准曲线
普适校准曲线首先 由 Benoit 于 1967 年 发 现并证明。普适校准曲 线显示对于一个非常宽 范围内的高分子结构， 当考虑了特性粘度的信 息后，其洗脱时间都遵 循普适校准曲线的描述。
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凝胶渗透色谱法GPC
（三）数据处理
3. 平均分子量 定义法
乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁睛橡胶等。
凝胶渗透色谱法GPC
（二）仪器和实验技术 2.浓度检测器
示差折光和紫外吸收检测器是最常用。还有红外、电导和介电常数等。 示差折光检测器（RI）：利用溶液与溶剂之间折射率之差来测定浓度的。 优点是：通用性强，只要溶质与溶剂有折射率差别就可以应用。 紫外吸收检测器（UV）：有较强的选择性，它要求溶剂不能有紫外吸收， 比如四氢呋喃必须完全除掉阻聚剂2,6—二叔丁基对甲酚后才能使用。测定 时，波长常固定在一个单一值 （如254nm或280nm）。
凝胶渗透色谱法GPC
二、应用
（二）高分子的测定
3. 控制聚合反应终点
用GPC对聚合反应进行中间控制分析，在达到预定的单体／聚合物比后及 时终止反应，以节省生产时间。
凝胶渗透色谱法GPC
二、应用
（二）高分子的测定
4. 聚合反应过程的控制分析
GPC可用于跟踪缩聚过程，确定终止聚合的最佳时间。
聚：
凝胶渗透色谱法GPC
凝胶渗透色谱法GPC
（三）数据处理
如果GPC仪没有连接分子量检测器，则GPC谱图的横坐标不是分 子量，而是保留体积Ve（或时间），纵坐标是浓度检测器讯号H。
凝胶渗透色谱法GPC
（三）数据处理
1. 校准曲线 Ve与分子量M之间有如下线性关系：
GPC实验报告
GPC实验报告一、实验目的本实验旨在通过凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，GPC）技术对聚合物样品进行分子量及其分布的测定，以了解样品的分子结构特征和性能。
二、实验原理GPC 是一种基于体积排阻的分离技术。
聚合物溶液通过填充有特定孔径的凝胶色谱柱时，不同分子量的分子在柱中的保留时间不同。
小分子能够进入凝胶颗粒内部的孔隙，因此在柱中的停留时间较长；而大分子则主要在凝胶颗粒之间的空隙中移动，停留时间较短。
通过检测器检测流出液中聚合物的浓度，得到浓度随时间的变化曲线，即色谱图。
根据已知分子量的标准样品建立的校正曲线，可以计算出待测样品的分子量及其分布。
三、实验仪器与试剂1、仪器凝胶渗透色谱仪（GPC）自动进样器示差折光检测器数据处理系统2、试剂标准聚苯乙烯样品（已知分子量分布）四氢呋喃（THF，色谱纯）待测聚合物样品四、实验步骤1、仪器准备开启 GPC 仪器，预热至稳定状态。
检查流动相（THF）的储量和纯度，确保无杂质。
2、标准曲线绘制用一系列已知分子量的标准聚苯乙烯样品配制不同浓度的溶液。
通过自动进样器依次进样，记录色谱图。
根据标准样品的分子量和保留时间，绘制分子量保留时间的校正曲线。
3、样品制备准确称取适量的待测聚合物样品，用 THF 溶解并配制成一定浓度的溶液。
用045μm 的滤膜过滤样品溶液，去除杂质。
4、样品测定将处理好的样品溶液放入自动进样器中，设置进样参数进行进样。
记录样品的色谱图，并通过数据处理系统结合标准曲线计算分子量及其分布。
5、仪器清洗实验结束后，用大量的 THF 冲洗色谱柱和系统，以去除残留的样品和杂质。
五、实验结果与分析1、标准曲线得到了线性良好的分子量保留时间标准曲线，相关系数R²为_____。
2、待测样品分子量及其分布待测聚合物样品的数均分子量（Mn）为_____，重均分子量（Mw）为_____，分子量分布指数（PDI ＝ Mw ／ Mn）为_____。
凝胶色谱GPC实验步骤
一、实验目的：1. 掌握PL—120型号凝胶渗透色谱（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、基本原理：分子量的多分散性是高聚物的基本特征之一。
聚合物的性能与其分子量和分子量分布密切相关。
凝胶渗透色谱（gel permeation chromatography，GPC）是液相色谱的一个分支，已成为测定聚合物分子量分布和结构的最有效手段。
其还可测定聚合物的支化度，共聚物及共混物的组成。
采用制备型的色谱仪，可将聚合物按分子量的大小分级，制备窄分布试样，供进一步分析和测定其结构。
该方法的优点是：快捷、简便、重视性好、进样量少、自动化程度高。
凝胶色谱的分离机理众说不一，有体积排除、限制扩散、与流动分离等各种解释。
实验证明，体积排除的分离机理起主要作用。
因此，这一技术又被赋予另一个名称：体积排除色谱（size exclusion chromatography，SEC）、图1. GPC分离过程示意图圆球表示颗粒；黑点表示溶质分子在凝胶色谱中会有三种情况，一是分子很小，能进入分子筛全部的内孔隙；二是分子很大，完全不能进入凝胶的任何内孔隙；三是分子大小适中，能进入凝胶的内孔隙中孔径大小相应的部分。
大、中、小三类分子彼此间较易分开，但每种凝胶分离范围之外的分子，在不改变凝胶种类的情况下是很难分离的。
对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内各种分子，在凝胶床中的分布情况是不同的：分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶孔隙内，而分子较小的可进入较多的凝胶颗粒内，这样分子较大的在凝胶床内移动距离较短，分子较小的移动距离较长。
于是分子较大的先通过凝胶床而分子较小的后通过凝胶床，这样就利用分子筛可将分子量不同的物质分离。
另外，凝胶本身具有三维网状结构，大的分子在通过这种网状结构上的孔隙时阻力较大，小分子通过时阻力较小。
现代材料分析测试技术 凝胶渗透色谱 GPC
• 含有固化剂的EPOXY
酚醛树脂在室温条件下的自然 固化现象观察
8 6 4
RI/mv
2 0 -2 -4 15
1d 2d 5d 11d 19d
20
25 t/min
30
35
补充内容：水相GPC的应用
• 用于溶解于水的聚合物 • 较有机相GPC要复杂得多
水相GPC中存在的问题
• 非体积排除效应
• 分子尺寸不能直接反映分子质量及其分布 的信息。
聚合物分子量的特点
1.分子量大 2.多分散性
3.分子量统计平均值+分布系数才能确切 描述聚合物分子量
GPC分离机理
二、GPC仪器的基本配置
• • • • • • 溶剂贮存器(Solvent) 泵(Pump) 进样系统(Autosample ) 色谱柱(column) 检测器(detector) 数据采集与处理系统(Data Acquirement and Process System) • 废液池 (Waste)
（1）分子质量变化不大
• 这是由于分子链发生了氧化现象，生成了 其它物质，如羟基被氧化为醛、酮或酯的 结构，这时聚合物整体的分子链长度没有 明显的改变，但聚合物的性质发生了变化， 这时可以通过红外的方法检测其分子链结 构组成的变化。
（2）分子质量降低
• 有些高聚物的老化是因为分子链的断裂， 这时分子量急剧下降，使产品性能发生显 著的变化。如纤维强度下降，变脆，达不 到使用要求。
仪器基本配置流程图
3 2.5 2
RI/mv
1.5 1 0.5 0 -0.5 0 5 10 15 20 25 30 35 t/min
泵(515 HPLC Pump)
• 要求精度很高
凝胶渗透色谱法测高聚物的分子量分布
凝胶渗透色谱法测高聚物的分子量分布聚合物的分子量及分子量分布是聚合物性能的重要参数之一，它对聚合物的物理机械性能影响很大。
在聚合物分子量的测定方法中凝胶渗透色谱法（gel permeation chromatography, GPC）由于其快速方便的特点受到了广泛的应用。
一、实验目的1．了解凝胶渗透色谱法测高聚物分子量分布的原理2．熟悉安捷伦型凝胶渗透色谱仪的简单工作原理和操作。
二、GPC简单原理凝胶渗透色谱（Gel Permeation chromarography 简称GPC）为一种液体色谱，是一种很有效的分离技术。
其分离过程在装填有多种固体的“凝胶”小球的谱柱中进行。
凝胶多为高交联度的聚苯乙烯或多孔硅胶。
这些凝胶孔径的大小要与所分离聚合物的分子尺寸相同。
用待测样品的良溶剂不断淋洗色谱柱，当把用相同溶剂制备的试样稀溶液注入柱前淋洗液中后，待高聚物从柱的尾竿流出时，即得分级。
关于GPC的分离机理，目前尚无一完备的理论，但就目前存在的理论可以分为三大类：平衡排除理论；限制扩散理论；流动分离理论。
其中最常用的，认为起主要作用的是平衡排除理论；流速较低时扩散在分离过程中是不重要的；至于液动分离机理则只在液速很高时才起作用。
按照此理论，GPC是基于大分子尺寸不同而进行分级的。
凝胶孔洞的大小有一定的分布，当溶解的聚合物分子液以多孔小球时，扩散到凝胶孔结构内去的程度依赖于分子的尺寸和凝胶孔径的大小和分布。
尺寸大的分子只能进入凝胶内层的一小部分，或完全被排除在外；而尺寸小的分子则能渗透到大部分的凝胶内层中去，因此分子的尺寸越大，在柱中走的路程越短，相反，分子的尺寸越小，在柱中的路程越长，保留时间也就越长。
这样，当高聚物流经色谱柱时，就按其分子量的大小分开，大分子首先流出，达到分级的目的。
分离过程如图1。
图1 GPC 的分离原理柱子的总体积可分为三部分：凝胶粒间体积V 0，凝胶骨架体积V GM ，凝胶总孔洞体积V i ；如果柱子的总体积为V t则： V t ＝V 0＋V i ＋V GM （1）如果某种尺寸的大分子可进入的孔洞体积为V i acc ，则其淋出体积V c 应为：我们定义分配系数为：i i d V acc V /K ⋅= （2） i d c V K V V +=0 （3）如果K d ＝1，则该分子可进入全部孔洞，此时V c ＝V 0＋V i ；如果K d ＝0则该分子完全被排斥在孔洞之外，此时V ＝V 0。
凝胶渗透色谱(GPC)的分离原理
1简要说明凝胶渗透色谱（GPC）的分离原理答：分离主要机理包括: 体积排除理论，扩散理论，流体力学理论最常用的原理是体积排除理论：让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，柱中可供分子通行的路径有粒子间的间隙（较大）和粒子内的通孔（较小）。
当聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在粒子的小孔之外，只能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小的分子可以进入粒子中的小孔，通过的速率要慢得多。
经过一定长度的色谱柱，分子根据相对分子质量被分开，相对分子质量大的在前面（即淋洗时间短），相对分子质量小的在后面（即淋洗时间长）。
自试样进柱到被淋洗出来，所接受到的淋出液总体积称为该试样的淋出体积。
当仪器和实验条件确定后，溶质的淋出体积与其分子量有关，分子量愈大，其淋出体积愈小。
根据这一观点，色谱柱的总体积分为三部分：V g表示载体的骨架体积；V i表示载体内部所有孔洞的体积；V o表示载体的粒间体积，那么，色谱柱内总体积：V t= V o + V i + V g （其中V o + V i构成柱内的空间）对于溶剂分子来说，因它的体积很小，可以充满柱内的全部活动空间V o + V i；而对于高分子来说，假若高分子的体积比孔洞的尺寸大，任何孔洞都进不去，那么它只能从载体的粒间流出，其淋出体积为V o。
假若高分子体积很小，远远小于所有孔洞尺寸，它在柱中活动空间与溶剂相同，淋出体积为V o + V i。
假若高分子的体积是中等大小，高分子可以进入大的孔，而不能进入小的孔，其淋出体积介于V o和V o+V i之间这种不考虑溶质和载体之间的吸附效应以及溶质在流动相和固定相之间的分配效应，淋出体积仅仅由溶质分子大小和载体孔尺寸决定，分离完全是由于体积排除效应所致，故称为体积排除机理。
gpc凝胶色谱法
GPC凝胶色谱法（Gel Permeation Chromatography）是一种常用的高效分离和纯化大分子化合物的方法。
它利用多孔凝胶填充柱，通过溶剂的流动来实现样品分离。
本文将详细介绍GPC凝胶色谱法的原理、操作步骤和应用领域。
一、原理GPC凝胶色谱法基于溶液中溶剂分子能够穿过凝胶柱，而样品分子由于体积较大而无法穿过凝胶柱的特点。
在柱中填充的多孔凝胶具有不同的孔径大小，通过调整填充凝胶的孔径大小可以实现对不同分子大小的分离。
当样品溶液通过凝胶柱时，大分子会被凝胶阻挡，停留在柱上，而小分子则能够穿过凝胶柱，以较快的速度流出。
二、操作步骤1. 样品准备：将待测样品溶解在适当溶剂中，并去除悬浮物或杂质。
确保样品溶液的浓度适中，不要过于稀释或浓缩。
2. 准备柱：选择合适的凝胶柱，并根据样品大小选择合适的填充凝胶。
将凝胶柱放入色谱系统中，并用适当的溶剂预洗柱体，以去除空隙中的杂质。
3. 样品进样：使用自动进样器或手动进样器将样品溶液注入色谱系统中，确保样品进入凝胶柱。
4. 溶剂流动：打开溶剂泵，使溶剂以一定的流速通过凝胶柱，保持稳定的流速和压力。
5. 检测器测量：在溶剂流动的同时，使用合适的检测器（如紫外检测器）对流出的溶液进行连续监测。
记录下各组分的峰面积或峰高度，以及相对保留时间。
6. 数据处理：根据样品的分子量和峰面积或峰高度，绘制标准曲线，从而得到待测样品的分子量分布。
三、应用领域1. 聚合物研究：GPC凝胶色谱法是聚合物分子量分布分析的重要手段。
通过测定不同聚合物样品的分子量分布，可以评估聚合反应的效果、控制聚合物的质量以及研究聚合物的性质和结构。
2. 生物医药领域：GPC凝胶色谱法在生物医药领域中被广泛应用于蛋白质、多肽和核酸等生物大分子的分离和纯化。
它可以帮助研究人员获取纯度高、分子量分布窄的样品，为后续的生物学研究和制剂开发提供可靠的基础数据。
3. 环境监测：GPC凝胶色谱法也常用于环境监测中，例如对水体中有机物的分析和大气颗粒物的检测。
凝胶渗透色谱GPC课件
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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
2
标样
聚苯乙烯(PS，溶于各种有机溶剂) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
将公式(2)代入公式(3)和(4)，则：
(5)
(6)
标样的Mw和Mn已知，将Hi,Vi代入，软件自动算出A,B值。
3
GPC分析大致步骤
根据样品的特点选择合适的GPC柱子和标 样，并且确定采用的GPC校正方法
配制标样和样品，用LCsolution进样得到色 谱图
用LCsolution GPC生成校正曲线并计算样 品平均分子量，制作报告
渐进试差法(宽分布标样校正法)
这种方法不需要窄分布样品，其标样可为1~3 个不同相对分子质量的宽分布标样(平均相对
2
分子质量精确测量， Mw和Mn为已知)，采用
窄分布标样校正法
要有5个以上的不同分子量的单分散标样来 制作校正曲线
样品最好与标样是相同的结构。
如果样品与标样结构完全一样，则结果不需再 修正
3
渐进试差法(宽分布标样校正法)
不需要窄分布标样，只需要宽分布标样 标样和样品为同一种物质
标样数量最少可以只有1个 标样的分子量Mw和Mn必须已知 标样校正曲线呈线性
3
渐进试差法(宽分布标样校正法)
在一定条件下，有： (1)
将标样色谱峰分成若干个切片，则： (2)
根据定义，有：
(3)
(4)
用重量分数W对分子量作图的曲线叫做微分分 布曲线；
低聚物分子量的检测
低聚物分子量的检测低聚物是指分子量相对较小的聚合物。
在实际应用中，了解低聚物的分子量对于材料性能的控制和质量的保证非常重要。
因此，准确地检测低聚物的分子量具有重要的意义。
本文将介绍几种常见的低聚物分子量检测方法及其原理。
一、凝胶渗透色谱法（GPC）凝胶渗透色谱法是一种常用的低聚物分子量检测方法。
其基本原理是根据样品在凝胶柱中的分子大小和分子量分布，在流体中的渗透速率不同，从而进行分析鉴定。
凝胶渗透色谱法主要由溶剂系统、流动相、样品注射装置、色谱柱和检测器等组成。
在实验操作时，首先将样品按照一定比例溶解在溶剂中，然后通过进样装置将样品注入色谱柱。
样品由于不同分子量导致在固定的凝胶柱填料中产生不同程度的渗透或阻滞作用，进而分离出不同分子量的低聚物。
最后，检测器对不同分子量的低聚物进行检测与分析。
二、凝胶电泳法凝胶电泳法是另一种常见的低聚物分子量检测方法。
此方法根据低聚物在电场作用下的电迁移速率不同，来判断其分子量大小。
在凝胶电泳实验中，首先将样品注射到凝胶中，然后施加电场，使样品在电场力的作用下进行迁移。
根据不同分子量的低聚物迁移速率的差异，可以通过比较迁移距离来推断其分子量。
三、质谱法质谱法是一种精确、灵敏度高的低聚物分子量检测方法。
通过质谱法可以直接测量样品中低聚物的质量，从而确定其分子量。
质谱法实验操作中，首先将样品进行气相解离，然后通过质谱仪器进行分析测量。
质谱仪器将样品中的分子离解成离子，然后根据离子在磁场中的运动轨迹对离子进行分离和检测，从而得到低聚物的质量信息。
四、动态光散射法（DLS）动态光散射法是一种常用的低聚物分子量检测方法，主要用于检测溶液中颗粒的大小和其分布范围。
在动态光散射法实验中，通过激光照射样品，然后检测样品中散射光的强度和角度，根据光散射的特性获得颗粒的大小信息。
利用该方法可以观察到样品中低聚物的分子量和粒径的变化规律。
结论低聚物分子量的检测为材料科学和生物医学等领域的研究提供了重要支持。
凝胶渗透色谱法-GPC-和高效液相谱-HPLC资料讲解
无机凝胶： 最常用改性多孔硅胶。 主要特点是适 用范围广（包 括极性和非极 性溶剂）、尺 寸稳定性好、 耐压、 易更换溶剂、流动阻力小，缺点是吸附现象比聚苯乙烯凝胶严重。
凝胶渗透色谱法 GPC 和高效液相色谱 HPLC
（二）仪器
1．色谱柱
各 种 平均
稀溶液粘度
> 10 2
数均
> 10 2
2
凝胶渗透色谱法 GPC 和高效液相色谱 HPLC
1. 凝胶渗透色谱（ GPC ）：测定高分子材料的分子量及其分布的最常用、 快速和有效的方法。
GPC 是柱液相色谱。
测定：（ 1 ）高聚物的分子量及分布； （ 2 ）高分子材料内小分子物质的测定、支化度等某些结构分析； （ 3 ）作为分离手段，进行级分的定性和定量检测。
2. 高效液相色谱（ HPLC ）：另一种柱液相色谱。是非极性固定相，以 极性溶液为流动相。
HPLC 在高分子领域中的应用：主要是测定高分子材料中的小分子物。
由于 GPC 和 HPLC 都是液固色谱，除了柱子不同外仪器的其他部分可 以 通 用 ； 两 者 机 理 不 同 ， 因 而结 果 有很 好 的互 补 性 。
(2) 溶剂 四氢呋喃在室温下能溶解许多高分子，是最常用的 GPC 溶剂。 三氯苯多用于高温下测定，操作温度 135 ℃，适用于聚乙烯、聚丙烯、
乙 丙 橡 胶 、 丁 苯 橡 胶 、 丁 腈 橡胶 等 。
凝胶渗透色谱法 GPC 和高效液相色谱 HPLC
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凝胶渗透色谱法 GPC 和高效液相色谱 HPLC
凝胶渗透色谱法 GPC 和高效液相色谱 HPLC
一、基本原理
GPC 以 体积排除 为主要原理。 GPC 的核心部件：色谱柱内装有多孔性填料（称为凝胶），凝胶的表面和 内 部 有 各 种 大 小 不 同 的 孔 洞 和通 道 。当 被 分析 的 样 品随 着 淋 洗 溶 剂 子 后 ， 溶 质 分 子 即 向 填 料 内 部孔 洞 扩散 。 较小 的 分 子除 了 能 进 入 大 还 能 进 人 较 小 的 孔 ； 较 大 的 分子 则 只能 进 人较 大 的 孔； 而 比 最 大 的 大的分子就只能留在填料颗 粒之间的空隙中。从渗透的 深度来说，较小的分子能渗 人孔洞更深的内部。
GPC系统介绍和谱图解析
0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 Minutes
山东圣泉化工股份有限公司 2007年10月
1.凝胶色谱概述
• 凝胶色谱法（GPC）又称之为体积排阻色谱法 （SEC）。它是液相色谱中的一种，但与其他液 相色谱的分离机理不同，是基于试样分子的尺寸 和形状不同来实现分离的。
• 凝胶色谱技术是上世纪末发展起来的一种快速而 又简单的分离分析技术，由于其对高分子 物质有 很高的分离效果。目前已经在高分子化学、分子 生物学、医学等有关领域的科学实验研究和工业 生产得到广泛采用。
小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外还可以进入凝胶颗粒的微孔中即进入凝胶相内在向前移动的过程中从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒如此不断地进入和扩散小分子物质的前进速度落后于大分子物质从而使样品中分子大的先流出色谱柱中等分子的后流出分子最小的最后流出得到了最终的凝胶色谱图
凝胶色谱系统介绍和谱图解析
部分添加剂的定量，这大 大提高了凝胶色谱在酚醛 树脂分析中的定性定量能 力。
0.40
• 相同物质在不同波长下色
0.ห้องสมุดไป่ตู้0
谱图明显不同
0.20
• 左图为PF-1350分子量和
0.10
水杨酸在不同波长下的检
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 Minutes
GPC法测定聚合物分子量和分子量分布
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
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。
推导出：
log M 2
1
12
log
K1 K2
11 12
log M1
实验仪器
图4 Waters 1515/2414型凝胶渗透色谱仪
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
图5 仪器构造示意图
废液瓶
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
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） 粘Z 均均分分子子量量（（MMηZ））
聚合物分子量分布情况由多分散性系数表示：
PDI = Mw / Mn
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。
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 ，
分子量分布GPC凝胶色谱法测试分子量
分子量分布GPC凝胶色谱法测试分子量
GPC测相对分子质量（分子量分布）
实验仪器：凝胶色谱仪（型号ELEOS System 制造商Wyatt）
基本配置：Waters515泵激光检测器（LS）示差检测器（DRI）
实验步骤：
流动相：NaNO3
色谱柱：OHpak系列SB-802.5HQ
Flow rate: 0.500 mL/min
柱温：25度
进样量：20微升
前处理：称取一定量的硝酸钠溶于水并稀释至1L，配制成0.2mol/L的硝酸钠溶液，过0.22微米孔径滤膜，超声波脱气15min。
称取一定量的样品溶于流动相中，定容至100mL。
移取此溶液10mL，用流动相稀释并定容至50mL，过膜，上机。
没有标准曲线
打开仪器电源，待仪器各部分自检完成，设定流速,柱温等参数，平衡系统；
打开计算机，运行ARTRA V软件，设定流速，时间等参数；
取基线，待基线平稳，开始进样；
数据处理定基线，定峰。
分子量：1000以下的不好做检测，。
凝胶渗透色谱法GPC
样品 填充物颗粒 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，即其淋出体积最小；中等体积的高分子可以渗透到凝胶的一些 大孔中而不能进入小孔，比体积大的高分子流出色谱柱的时间稍后、淋出体积 大 中
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
超速离心沉降平衡法
粘度法 凝胶渗透色谱法GPC 飞行时间质谱
1×104～1×106
1×104～1×107 1×103～1×107 1×104以下
Mw ，Mz
粘均 Mh 各种平均 Mn ，Mw
相对
相对 相对 绝对
凝胶渗透色谱法GPC
凝胶渗透色谱法: Gel permeation chromatography, GPC； 又称体积排阻色谱法：Size exclusion chromatography, SEC； 是一种根据尺寸分离高分子的色谱技术
1 1 1 K1 lg M 2 lg M1 lg 1 2 1 2 K2
出色谱柱、淋出体积最大。
孔穴
小
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。分离后的高分子按分子量从大到小被连续的淋洗出色谱柱
并进入检测器。
GPC-传统校正曲线
传统校正曲线 a)浓度检测器 b)一个使用标准分子量样品校正过的GPC/SEC柱子 c)检测相对分子量和分子量分布
浓度检测器不断检测淋洗液中高分子的浓度。
常用的浓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
gpc 计算粘均分子量mv
GPC（凝胶渗透色谱）是一种常用的分子量测定方法，可以用来计算粘均分子量。
在GPC中，样品被流动的凝胶柱分离成不同分子量的组分，并使用分子量标样进行标定。
通过测定每个分子量组分的粘度，可以计算出它们的粘均分子量。
具体来说，GPC计算粘均分子量的步骤如下：
1. 收集一定数量的样品分子量数据；
2. 根据凝胶柱的分离度公式，利用已知分子量的标准品进行标定，得到样品中各个分子量组分的数量；
3. 利用分子量与粘度的关系公式，根据每个分子量组分的峰面积或峰高，计算出它们的粘度；
4. 最后，根据粘度数据，使用粘度-分子量关系公式，计算出粘均分子量。
需要注意的是，GPC只能给出样品中各种不同分子量的分布情况，并不能给出每个分子量的具体数值。
另外，由于GPC受到流动相流速、温度等因素的影响，因此其测定的分子量结果可能会有一定的误差。
凝胶色谱gpc
凝胶色谱gpc凝胶色谱（GPC）是一种分离技术，其特点是使用凝胶作为分离介质，因此得名。
GPC是一种广泛应用于聚合物分子量分析的方法。
它具有许多优点，如高分辨率、简单易行、准确性高等特点。
本文将从定义、原理、应用等方面详细介绍GPC技术。
一、定义凝胶色谱（GPC），又称凝胶过滤色谱（GFC），是一种以聚合物溶液中分子量大小分离为目的的色谱技术，通过使用一种凝胶化合物作为固定相来实现。
异构体、聚合物和其他高分子物质可以被凝胶过滤器赶出溶液，从而有效进行分析。
二、原理 GPC的原理是将待测样品注入溶剂中，并通过进样系统将样品引入色谱柱中。
色谱柱由一束微粒、凝胶或涂层柱组成，包括高分子树脂、泡沫塑料或其他亲水性材料。
样品通过色谱柱流动时，大分子会因分子量大而与凝胶颗粒反复碰撞，并逐渐逐出柱外。
相反，小分子则更容易穿过凝胶颗粒，达到提取分子的目的。
由于某些原因，大分子的分离能力非常重要。
其中最重要的条件是使用疏水性溶液，这有助于分子与凝胶颗粒产生亲水作用，并排出大分子分子，以谷物的形式进行检测和分离。
其次，为了获得最好的分离效果，GPC操作需要优化。
包括确定外径，内径，粒径，压强，长度和运行时间等参数。
三、应用 GPC技术广泛应用于聚合物分子量分析、生物大分子的纯化和组分分离，其中聚合物分子量分析是GPC 的主要应用之一，把聚合物以及其他宏大分子按照其不同的分子量分离出来，并对其分子量进行测定。
GPC广泛用于各种行业，尤其是化学、医药、材料科学等领域。
GPC技术因其简单易实施，又不需高百科技含量，被广泛用于聚合物领域中分子量的分析。
聚合物的分子量和分子分布是对其性质、应用和储存特性影响较大的一个参数，因此GPC技术已经成为聚合物科研和实际应用领域的日常工具。
（一）在功能材料领域中GPC的应用：用于纤维素的结构性能研究；碳纤维复合材料中的聚合物基质性能的研究；用于电池电极材料的研究。
（二）在生命科学领域中GPC的应用：GFC已经成为蛋白质化合物的一种得到纯化的方法；纯化或高净度生物材料的时序性分析；用于多肽或蛋白质的计量。
凝胶渗透色谱原理
凝胶渗透色谱原理
聚合物凝胶渗透色谱(GPC)是指将分子量大或反应产物很小的有机物分离出来的技术。
它
是一种离子交换技术，通过把一定浓度的适宜的溶液导入到一定的激活凝胶中，让它们根
据不同的电子质量或其它的化学和物理特征分离出来的方法。
GPC首先使用溶解度比较小的溶剂来溶解待测物，然后使用添加剂共存来把它们分离成不
同的物质，最后再用更精确的技术来确定每一种分离物的组分。
GPC仪器需要选择合适的凝胶介质，以便易于凝胶溶解和吸附，进而保证分离的有效性。
凝胶的大小及密度分析以及温度调节曲线都是仪器的重要因素。
聚合物凝胶渗透色谱技术的优点在于，能够解离出一定的分子量的有机物，以及准确的检测分子量，而且操作简单，效率高，并且适用于大量样品的分析。
同时，它还可以运用在不同类型的有机化合物分析中，比如油品，烃、芳香化合物，甲烷化合物等。
因此，聚合物凝胶渗透色谱技术在环境、农业、食品等领域有广泛应用。
本技术可以快速，安全，准确地测量各种有机物，能够提供给大量的有机分析识别。
空间排阻色谱法
空间排阻色谱法
空间排阻色谱法（Size Exclusion Chromatography，SEC），又称凝胶渗透色谱法（Gel Permeation Chromatography，GPC），是一种分子大小分析的色谱技术。
这种色谱法常被用于生物大分子（如蛋白质、多肽、核酸）或合成高分子（如聚合物）的分析。
工作原理：
•SEC基于分子在凝胶柱（通常是多孔聚合物凝胶）中的排阻效应进行分离。
•大分子无法穿过凝胶的小孔，因此在柱中排阻，留在柱外的小孔中，分子的运动速度较慢。
•小分子可以进入凝胶的小孔中，运动速度较快。
•当分子尺寸增加时，其在柱中的停留时间增加，因此通过检测可以得到分子的大小分布。
步骤：
1.样品注入：样品溶液通过自动进样器被注入到色谱柱。
2.分离：样品在柱中通过排阻凝胶，分子根据大小被分离。
3.检测：分离后的组分经过检测器，通常是光散射检测器、折射
率检测器等。
4.数据分析：通过分析检测信号，可以得到样品分子大小的信息。
应用：
•生物大分子研究：用于蛋白质、核酸、多肽等生物大分子的分析。
•聚合物研究：用于聚合物分子量分布和聚合度的测定。
•药物开发：用于药物的质量控制和药物传递系统的研究。
SEC是一种非常有用的技术，能够提供有关分子大小、分子量分布等信息，因此在生物化学、化学、药物开发等领域得到广泛应用。
gpc 凝胶色谱柱 反冲
gpc 凝胶色谱柱反冲
GPC（凝胶渗透色谱法）凝胶色谱柱是一种用于分析高分子样品的有效工具。
在使用GPC
凝胶色谱柱时，反冲（冲洗）是一个重要的步骤，其主要目的是清除残留的样品和溶剂，以保证色谱柱的稳定性和下一次分析的准确性。
以下是关于GPC凝胶色谱柱反冲的一些建议：
1. 选择合适的溶剂：反冲时，应选用与样品溶剂相容的溶剂，以避免对色谱柱造成损害。
常见的反冲溶剂有正己烷、庚烷、甲苯等。
2. 反冲流速：反冲流速应适当，不宜过快。
通常建议的反冲流速为0.5-1mL/min，具
体可根据色谱柱的尺寸和实验室条件进行调整。
3. 反冲时间：反冲时间需要足够长，以确保色谱柱内的残留样品和溶剂被有效清除。
一般建议的反冲时间为10-30分钟，也可以根据实际情况进行调整。
4. 循环次数：为了确保色谱柱彻底清洁，可以进行多次反冲。
一般建议的反冲次数为
3-5次，也可根据需要进行更多次的反冲。
5. 观察色谱柱状态：在反冲过程中，应密切观察色谱柱的状态。
如果发现色谱柱出现压力波动、基线不稳等情况，可能需要延长反冲时间或增加反冲次数。
6. 储藏条件：反冲完成后，应将色谱柱妥善保存，以延长其使用寿命。
色谱柱应存放在密封容器中，并存放在干燥、避光的环境中。
总之，GPC凝胶色谱柱反冲是一个关键步骤，正确地进行反冲可以确保色谱柱的稳定性和
分析结果的准确性。
在实际操作中，需要根据样品和色谱柱的实际情况，选择合适的溶剂、流速、时间和次数等参数。
gpc检测聚乳酸原理
gpc检测聚乳酸原理
GPC（凝胶渗透色谱）是一种常用的聚合物分析技术，可以用于检测聚乳酸（PLA）等聚合物的分子量和分子量分布。
其原理基于聚合物在溶液中形成凝胶态，通过将溶液通过一列固定相颗粒构成的柱子来分离聚合物。
具体而言，GPC的原理如下：
1. 准备样品：首先，需要将待测的聚乳酸样品进行溶解，并进行必要的前处理，如过滤去除杂质。
2. 柱填充：将固定相颗粒填充到柱中，这些颗粒的大小有一定的范围，可以根据需要选择。
较大的颗粒能够分离较大分子量的聚合物，而较小的颗粒则能够分离较小分子量的聚合物。
3. 试样进样：将样品溶液注入柱中，样品中的聚合物会与固定相颗粒表面发生交互作用，从而停留在柱中。
4. 洗脱：通过注入溶剂流动相，使得聚合物在柱中被洗脱出来。
洗脱过程中，聚合物分子量较大的部分会更快地通过柱，分子量较小的部分则会滞留更长时间。
5. 检测：在洗脱出来的溶液中，使用检测器对聚合物进行监测。
常用的检测器包括折光指示器（RI）和多角度光散射器（MALS）。
折光指示器可以根据溶液中聚合物的折射率变化来检测聚合物的浓度，从而得到聚合物的浓度分布曲线。
多角度光散射器则可以测量聚合物的光散射强度，从而
得到聚合物的分子量分布。
6. 数据处理：根据检测器得到的信号，结合标定曲线和相关的计算方法，可以得到聚乳酸样品的分子量分布曲线、平均分子量以及聚分散度等参数。
总之，GPC通过将聚合物样品溶液通过柱子进行分离，并利用检测器对其进行监测，从而得到聚合物的分子量分布信息。
这种技术在聚合物研究和工业生产中具有广泛的应用。
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实验部分
GPC仪的组成： 泵系统、（自动）进样系统、凝 胶色谱柱、检测系统和数据采集 与处理系统。
泵系统：
包括一个溶剂储存器、一套脱气装置和 一个高压泵。它的工作是使流动相（溶 剂）以恒定的流速流入色谱柱。泵的工 作状况好坏直接影响着最终数据的准确 性。越是精密的仪器，要求泵的工作状 态越稳定。要求流量的误差应该低于 0.01mL/min。
检测系统：
通用型检测器：适用于所有高聚物和有机化合物的检 测。有示差折光仪检测器、紫外吸收检测器、粘度检 测器。
示差折光仪检测器：溶剂的折光指数与被测样品的折光指数有尽 可能大的区别
紫外吸收检测器：在溶质的特征吸波长附近溶剂没有强烈的吸收。
选择型检测器：适用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。
凝胶渗透色谱法
Gel Permeation Chromatography (GPC)
基本原理
实验部分
演示实验
基本原理
1964年，由J.C.Moore首先研究成功。 不仅可用于小分子物质的分离和鉴定， 而且可以用来分析化学性质相同分子体 积不同的高分子同系物。(聚合物在分离 柱上按分子流体力学体积大小被分离开）
实验部分
把GPC仪与光散射仪连用，由光散 射仪连续测定聚合物样品中各个级分的 相对分子质量，由GPC仪中的浓度示差 检测器检测各个级分的浓度，就可以得 到聚合物的各种平均相对分子质量。
实验部分
激光光散射实验中必须对样品严格除尘， 溶液中的灰尘会产生强烈的光散射，严重干扰 聚合物溶液光散射的测量。溶液除尘是光散射 成败的关键。首先是溶剂除尘，配置测试样品 的溶剂应进行精馏，并经过0.2µm超滤膜过滤 后方可使用。配好的溶液也要用0.2µm的超滤 膜过滤。另外，测试中所用的器械，如：注射 器等，使用前要用洗液浸泡，清水强力冲洗。
基本原理
校正原理
聚合物中能够制得标准样的聚合物种类并 不多，没有标准样的聚合物就不可能有校正曲 线，使用GPC方法也不可能得到聚合物的相对 分子质量和相对分子质量分布。对于这种可以 使用普适校正原理。
普适校正原理
由于GPC对聚合物的分离是基于分子流体力学体 积，即对于相同的分子流体力学体积，在同一个保留 时间流出，即流体力学体积相同。 两种柔性链的流体力学体积相同： [η]1M1=[η]2M2 k1M1α1+1=k1M2α2+1 两边取对数：lgk1+(α1+1)lgM1=lgk2+(α2+1)lgM2 即如果已知标准样和被测高聚物的k、α值，就可 以由已知相对分子质量的标准样品M1标定待测样品的 相对分子质量M2。
分离原理
自试样进柱到被淋洗出来，所接受到的 淋出液总பைடு நூலகம்积称为该试样的淋出体积。 当仪器和实验条件确定后，溶质的淋出 体积与其分子量有关，分子量愈大，其 淋出体积愈小。
实验部分
直接法：在测定淋出液浓度的同时测定 其粘度或光散射，从而求出其分子量。
间接法：用一组分子量不等的、单分散 的试样为标准样品，分别测定它们的淋 出体积和分子量，则可确定二者之间的 关系。
基本原理
分离原理
体积排除 限性扩散 流动分离
分离原理
体积排除色谱(SEC) （Size Exclusion Chromatography) 让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的 色谱柱，柱中可供分子通行的路径有粒子间的间隙 （较大）和粒子内的通孔（较小）。当聚合物溶液流 经色谱柱时，较大的分子被排除在粒子的小孔之外， 只能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小的分子 可以进入粒子中的小孔，通过的速率要慢得多。经过 一定长度的色谱柱，分子根据相对分子质量被分开， 相对分子质量大的在前面（即淋洗时间短），相对分 子质量小的在后面（即淋洗时间长）。
实验部分
溶剂的选择：
能溶解多种聚合物 不能腐蚀仪器部件 与检测器相匹配
实验部分
色谱柱对于多分散聚合物的分离作用是 基于体积排除机理，与分子量没有直接 联系。 把激光光散射与凝胶色谱仪联用，在得 到浓度谱图的同时，还可得到散射光强 对淋出体积的谱图，从而计算出分子量 分布曲线和整个试样的各种平均分子量。
校正原理
用已知相对分子质量的单分散标准聚合物 预先做一条淋洗体积或淋洗时间和相对分子质 量对应关系曲线，该线称为“校正曲线”。聚 合物中几乎找不到单分散的标准样，一般用窄 分布的试样代替。在相同的测试条件下，做一 系列的GPC标准谱图，对应不同相对分子质量 样品的保留时间，以lgM对t作图，所得曲线即 为“校正曲线”。通过校正曲线，就能从GPC 谱图上计算各种所需相对分子质量与相对分子 质量分布的信息。
实验部分
影响因素：
色谱柱、溶剂的选择
色谱柱：
每根色谱柱都有一定的相对分子质量分离范围和 渗透极限，色谱柱有使用的上限和下限。色谱柱的使 用上限是当聚合物最小的分子的尺寸比色谱柱中最大 的凝胶的尺寸还大，这时高聚物进入不了凝胶颗粒孔 径，全部从凝胶颗粒外部流过，这就没有达到分离不 同相对分子质量的高聚物的目的。而且还有堵塞凝胶 孔的可能，影响色谱柱的分离效果，降低其使用寿命。 色谱柱的使用下限就是当聚合物中最大尺寸的分子链 比凝胶孔的最小孔径还要小，这时也没有达到分离不 同相对分子质量的目的。所以在使用凝胶色谱仪测定 相对分子质量时，必须首先选择好与聚合物相对分子 质量范围相配的色谱柱。
演示实验
美国Wyatt Technology Corp公司产的多角度动态 激光光散射分子量测定仪（绝对分子量）
系统包括： Styagel R HMW 6E GPC柱（7.8×300mm） Wyatt OPTILAB RI检测器 Wyatt多角激光光散射检测仪（DOWN E） 数据处理采用Wyatt Technology（Astra 473）软 件。
色谱柱：
GPC仪分离的核心部件。是在一根不锈钢空心 细管中加入孔径不同的微粒作为填料。
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）、交联聚乙酸乙烯酯 凝胶（最高100℃，适用于乙醇、丙酮一类极性溶剂） 多孔硅球（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） 柱子：玻璃、不锈钢