第5章 凝胶渗透色谱
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W (V ) W 0 exp[(V Vp)2 / 2 2 ] 2
• 式中，V为淋洗体积；Vp为色谱峰的峰位淋 洗体积；W(V)为样品的质量函数；W0为样 品质量；σ为标准偏差。
• 对于多分散性样品，其凝胶色谱曲线是许 多单分散性样品分布曲线的叠加，如下图 所示。曲线下面的面积正比与样品量，是 各单分散性样品量的总和。这种曲线的形 状不一定与高斯分布函数一致，而是和样 品的分子量分布状态有关，因此色谱峰的 峰位不直接表示样品的平均分子量。在这 种情况下，需通过数据处理来获得平均分 子量。
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。
• 色谱定量分析——峰高或峰面积判断分析
物
的含量
• 色谱优缺点：
• 高效快速分离技术
• 难以鉴别分离组分
1.GPC的基本机理
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。
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。
2.1间接测定法
这是通过测定淋洗体积推测相应的分子 量。如用虹吸法或计滴法来测定淋洗体积。 随着凝胶色谱的不断发展，仪器流动相速 度的稳定性不断提高，也可以直接测定保 留时间作为分子量标记。
间接法测定分子量的优点是仪器设备简 单，但不能直接得出分子量的数值，需采 用标准进行校正，数据处理较为复杂。
3.2分离机理简介
• 在现在，虽然GPC已经得到了广泛的应用， 但是就连基本的分理机理都处在百花争鸣 的阶段。目前模型机理可分为4大类：
3.2.1平衡排除理论
• 依据色谱方程，认为分离处于平衡时，即溶质在 胶体孔洞内的停滞时间大于它扩散入与扩散出孔 洞所需的时间，分离的过程就既不受扩散控制也 不受扩散影响。
影响因素：
实验部分
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。
•
死时间
•
调整保留时间 与固定液用量有
关
• 比保留体积 相对保留值 保留指数
• 色谱过程方程: VR=VM+VR’
•
VR=VM+KVS
•
色谱的保留值与热力学系数联系起来
• 色谱流出曲线方程：——研究色谱峰形
•
塔板理论：高斯分布曲线
•
c 标准偏差：
nc0
2 tR
exp
1 2
n 1
t tR
2
3.凝胶色谱分离机理
3.1凝胶色谱的色谱过程方程
• 凝胶色谱柱是用多孔材料填充的，其分离 能力与填料孔径无关。
• GPC柱的总体积有3部分组成，即填料骨架 体积、填料孔体积及填料颗粒间体积。其 中填料骨架体积对分离不起作用，柱空间 体积主要由后两部分组成。
• 因此当把色谱方程VR＝VM+KVS用于凝胶色 谱时，VM代表填料颗粒间体积，VS代表填 料孔体积，VR也称为淋洗体积。样品在分 离过程中，大分子的保留体积为VM，小分 子的保留体积为VM+VS。分配系数K在0到1 之间。
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
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。
2.2粘度法
• 用自动粘度检测器测定柱后流出液的特性粘度 [η]。依照Mark-Houwink方程： [] KM
• 即可换算得出聚合物的分子量M。上式中，K和α 为常数，与聚合物类型、溶剂和溶液温度有关。 已知K，α值,可以算出绝对分子量，否则，只能推 测出相对分子量。
• 自动粘度检测器有两种型式：一种是间隙式， 测定一定体积的淋出液流经毛细管粘度计的流出 时间；另一种是连续式，测定柱后淋出液流经毛 细管粘度计时在毛细管两端所产生的压差。
• 第5章 凝胶渗透色谱法
•
• 色谱Biblioteka Baidu理 • 流动相:载气 • 固定相:固体吸附剂等
•
图 气相色谱对样品分离过程示意图
• 色谱谱图解析
• 一 谱图表示方法: 横坐标 时间
•
纵坐标 检测器响应信号的大小 色谱图
•
•
• 色谱图的解析: 色谱峰的位置
•
色谱峰的大小和形状
•
色谱峰的分离
• 保留值: 保留时间
tR / n
c
c0
2
exp
t tR
2 2
2
• 描述色谱峰大小的参数：
•
峰高h h c0
2
• 峰宽Ｗ W 4
• 分离度：描述峰分离情况
R
2
tR2 W1
tR1 W2
•
分离因素：保留值 峰窄
•
• 色谱定性分析－－依据保留值
• 与已知组分的保留值相比
• 与其它分析方法连用 如ＩＲ
横坐标的值表示了样品的淋洗体积或级分，这 个值是与分子量的对数值成比例的，表示了样品 的分子量；
纵坐标的值是与该级分的样品量有关，表征了 样品在某一级分下的质量分数。
因此凝胶色谱谱图可看作是以分子量的对数值 为变量的微分质量分布曲线。
• 对于单分散相的高聚物样品，其色谱的保 留值（在凝胶色谱中称为峰位值）即表征 了样品的分子量。一般这种单分散性的色 谱曲线可以用高斯分布函数表示：
量。
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。
• 校正曲线的测定方法很多，大致可分为两大类 即直接校正法和间接校正法。
4.2.1单分散性标样校正法
• 选用一系列与被测样品同类型的不同分子 量的窄分散性（d<1.1）标样，先用其他方 法精确地测定其平均分子量，然后与被测 样品在同样条件下进行GPC分析。每个窄 分布标样的峰为淋洗体积与其平均分子量 相对应，这样就可做出lgM－V曲线如下图 所示。
4.2分子量校正曲线
• 由凝胶色谱图计算样品的分子量分布的关键是 把凝胶色谱曲线中的淋洗体积V转化为分子量M， 这种分子量的对数值与淋洗体积之间关系曲线 （lgM－V曲线）称为分子量校正曲线。该曲线测 量的精度直接影响到凝胶色谱测定的分子量分布 精度，因此分子量校正曲线的确定成为凝胶色谱 中关键的一环。
• 胶体的孔洞具有一定的孔径分布，大分子可以渗 透进去的孔洞数目比小分子少，即排除体积大。 同时，大分子渗透进孔洞的深度也比小分子浅， 容易被淋洗液冲出来。所以在色谱柱内，大分子 经过的路程比小分子短，先流出来，而小分子后 出来。当溶质分子相当大时，以致全部都被排斥 在胶体孔洞之外，K=0，即VR＝VM。而当溶质分 子相当小时，K＝1，VR＝VM+VS。
• 由于半径大，大分子的溶质在流动时不能靠壁 而被集中到管子的中心区域，故靠近管壁的是小 分子。在抛物线形流速场的影响下，中心区域大 分子的流速较快，从而先从柱子中流出来；小分 子靠近管壁流速慢，经过足够长的距离后就可以 到达分离的目的。
4.数据处理
4.1凝胶色谱谱图
凝胶色谱谱图与一般的色谱谱图是一样的，横 坐标代表色谱保留值，纵坐标代表流出液体的浓 度。
根据这一经典原理，用于测定高聚物的分子量
是很适宜的，因为它易于实现自动化，而且分析的 重复性好。
2.凝胶色谱仪
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。
K
4 2 N4
n2 ( dn )2 dc
• 式中，N为阿佛加德罗常数；λ使入射光波
长；n是溶液的折光指数。当测定溶液的浓
度C→0时，该项可忽略。这样式子可以化
简为：
KC 1
R
MW
• 式中的C为流出液中样品的浓度。因此在
GPC中，只要有浓度型检测器和LALLS联
用，就可以直接测出液中样品的重均分子
• 采用瑞利比Rθ来描述散光：
R r2I / Io
• 式中Io和I分别代表入射光和散射光强度；r 代表观测点与散射中心的距离。
• LALLS与一般光散射方法相比，其特点是
可以在θ→0和C→0的条件下测定，使计算
大大简化， R θ和溶质的重均分子量Mw的 关系为
KC R
1 MW
2A2C
• 式 为中仪，器A常2数为：第二维利系数，需事先测定，K
2.3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。
• 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。
3.2.2限制扩散理论
• 该理论认为分离不处于平衡态，即溶质分 子扩散入与扩散出孔洞的时间近乎它的停 滞时间。胶体孔洞内部的流体摩擦效应使 溶质的扩散速度降低，溶质分子越大则摩 擦效应就越大。因此，大分子难于向孔洞 内扩散渗透，先被淋洗出来。
3.2.3流动分离理论
• 流动分离理论的模型把填料的孔洞假设成细长 管子。当溶液在细长管子中高速流动时，就存在 流速场，即管子中间的液体比靠近管壁的液体流 动快，就形成一个抛物线的流速场。
• 式中，V为淋洗体积；Vp为色谱峰的峰位淋 洗体积；W(V)为样品的质量函数；W0为样 品质量；σ为标准偏差。
• 对于多分散性样品，其凝胶色谱曲线是许 多单分散性样品分布曲线的叠加，如下图 所示。曲线下面的面积正比与样品量，是 各单分散性样品量的总和。这种曲线的形 状不一定与高斯分布函数一致，而是和样 品的分子量分布状态有关，因此色谱峰的 峰位不直接表示样品的平均分子量。在这 种情况下，需通过数据处理来获得平均分 子量。
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。
• 色谱定量分析——峰高或峰面积判断分析
物
的含量
• 色谱优缺点：
• 高效快速分离技术
• 难以鉴别分离组分
1.GPC的基本机理
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。
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。
2.1间接测定法
这是通过测定淋洗体积推测相应的分子 量。如用虹吸法或计滴法来测定淋洗体积。 随着凝胶色谱的不断发展，仪器流动相速 度的稳定性不断提高，也可以直接测定保 留时间作为分子量标记。
间接法测定分子量的优点是仪器设备简 单，但不能直接得出分子量的数值，需采 用标准进行校正，数据处理较为复杂。
3.2分离机理简介
• 在现在，虽然GPC已经得到了广泛的应用， 但是就连基本的分理机理都处在百花争鸣 的阶段。目前模型机理可分为4大类：
3.2.1平衡排除理论
• 依据色谱方程，认为分离处于平衡时，即溶质在 胶体孔洞内的停滞时间大于它扩散入与扩散出孔 洞所需的时间，分离的过程就既不受扩散控制也 不受扩散影响。
影响因素：
实验部分
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。
•
死时间
•
调整保留时间 与固定液用量有
关
• 比保留体积 相对保留值 保留指数
• 色谱过程方程: VR=VM+VR’
•
VR=VM+KVS
•
色谱的保留值与热力学系数联系起来
• 色谱流出曲线方程：——研究色谱峰形
•
塔板理论：高斯分布曲线
•
c 标准偏差：
nc0
2 tR
exp
1 2
n 1
t tR
2
3.凝胶色谱分离机理
3.1凝胶色谱的色谱过程方程
• 凝胶色谱柱是用多孔材料填充的，其分离 能力与填料孔径无关。
• GPC柱的总体积有3部分组成，即填料骨架 体积、填料孔体积及填料颗粒间体积。其 中填料骨架体积对分离不起作用，柱空间 体积主要由后两部分组成。
• 因此当把色谱方程VR＝VM+KVS用于凝胶色 谱时，VM代表填料颗粒间体积，VS代表填 料孔体积，VR也称为淋洗体积。样品在分 离过程中，大分子的保留体积为VM，小分 子的保留体积为VM+VS。分配系数K在0到1 之间。
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
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。
2.2粘度法
• 用自动粘度检测器测定柱后流出液的特性粘度 [η]。依照Mark-Houwink方程： [] KM
• 即可换算得出聚合物的分子量M。上式中，K和α 为常数，与聚合物类型、溶剂和溶液温度有关。 已知K，α值,可以算出绝对分子量，否则，只能推 测出相对分子量。
• 自动粘度检测器有两种型式：一种是间隙式， 测定一定体积的淋出液流经毛细管粘度计的流出 时间；另一种是连续式，测定柱后淋出液流经毛 细管粘度计时在毛细管两端所产生的压差。
• 第5章 凝胶渗透色谱法
•
• 色谱Biblioteka Baidu理 • 流动相:载气 • 固定相:固体吸附剂等
•
图 气相色谱对样品分离过程示意图
• 色谱谱图解析
• 一 谱图表示方法: 横坐标 时间
•
纵坐标 检测器响应信号的大小 色谱图
•
•
• 色谱图的解析: 色谱峰的位置
•
色谱峰的大小和形状
•
色谱峰的分离
• 保留值: 保留时间
tR / n
c
c0
2
exp
t tR
2 2
2
• 描述色谱峰大小的参数：
•
峰高h h c0
2
• 峰宽Ｗ W 4
• 分离度：描述峰分离情况
R
2
tR2 W1
tR1 W2
•
分离因素：保留值 峰窄
•
• 色谱定性分析－－依据保留值
• 与已知组分的保留值相比
• 与其它分析方法连用 如ＩＲ
横坐标的值表示了样品的淋洗体积或级分，这 个值是与分子量的对数值成比例的，表示了样品 的分子量；
纵坐标的值是与该级分的样品量有关，表征了 样品在某一级分下的质量分数。
因此凝胶色谱谱图可看作是以分子量的对数值 为变量的微分质量分布曲线。
• 对于单分散相的高聚物样品，其色谱的保 留值（在凝胶色谱中称为峰位值）即表征 了样品的分子量。一般这种单分散性的色 谱曲线可以用高斯分布函数表示：
量。
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。
• 校正曲线的测定方法很多，大致可分为两大类 即直接校正法和间接校正法。
4.2.1单分散性标样校正法
• 选用一系列与被测样品同类型的不同分子 量的窄分散性（d<1.1）标样，先用其他方 法精确地测定其平均分子量，然后与被测 样品在同样条件下进行GPC分析。每个窄 分布标样的峰为淋洗体积与其平均分子量 相对应，这样就可做出lgM－V曲线如下图 所示。
4.2分子量校正曲线
• 由凝胶色谱图计算样品的分子量分布的关键是 把凝胶色谱曲线中的淋洗体积V转化为分子量M， 这种分子量的对数值与淋洗体积之间关系曲线 （lgM－V曲线）称为分子量校正曲线。该曲线测 量的精度直接影响到凝胶色谱测定的分子量分布 精度，因此分子量校正曲线的确定成为凝胶色谱 中关键的一环。
• 胶体的孔洞具有一定的孔径分布，大分子可以渗 透进去的孔洞数目比小分子少，即排除体积大。 同时，大分子渗透进孔洞的深度也比小分子浅， 容易被淋洗液冲出来。所以在色谱柱内，大分子 经过的路程比小分子短，先流出来，而小分子后 出来。当溶质分子相当大时，以致全部都被排斥 在胶体孔洞之外，K=0，即VR＝VM。而当溶质分 子相当小时，K＝1，VR＝VM+VS。
• 由于半径大，大分子的溶质在流动时不能靠壁 而被集中到管子的中心区域，故靠近管壁的是小 分子。在抛物线形流速场的影响下，中心区域大 分子的流速较快，从而先从柱子中流出来；小分 子靠近管壁流速慢，经过足够长的距离后就可以 到达分离的目的。
4.数据处理
4.1凝胶色谱谱图
凝胶色谱谱图与一般的色谱谱图是一样的，横 坐标代表色谱保留值，纵坐标代表流出液体的浓 度。
根据这一经典原理，用于测定高聚物的分子量
是很适宜的，因为它易于实现自动化，而且分析的 重复性好。
2.凝胶色谱仪
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。
K
4 2 N4
n2 ( dn )2 dc
• 式中，N为阿佛加德罗常数；λ使入射光波
长；n是溶液的折光指数。当测定溶液的浓
度C→0时，该项可忽略。这样式子可以化
简为：
KC 1
R
MW
• 式中的C为流出液中样品的浓度。因此在
GPC中，只要有浓度型检测器和LALLS联
用，就可以直接测出液中样品的重均分子
• 采用瑞利比Rθ来描述散光：
R r2I / Io
• 式中Io和I分别代表入射光和散射光强度；r 代表观测点与散射中心的距离。
• LALLS与一般光散射方法相比，其特点是
可以在θ→0和C→0的条件下测定，使计算
大大简化， R θ和溶质的重均分子量Mw的 关系为
KC R
1 MW
2A2C
• 式 为中仪，器A常2数为：第二维利系数，需事先测定，K
2.3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。
• 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。
3.2.2限制扩散理论
• 该理论认为分离不处于平衡态，即溶质分 子扩散入与扩散出孔洞的时间近乎它的停 滞时间。胶体孔洞内部的流体摩擦效应使 溶质的扩散速度降低，溶质分子越大则摩 擦效应就越大。因此，大分子难于向孔洞 内扩散渗透，先被淋洗出来。
3.2.3流动分离理论
• 流动分离理论的模型把填料的孔洞假设成细长 管子。当溶液在细长管子中高速流动时，就存在 流速场，即管子中间的液体比靠近管壁的液体流 动快，就形成一个抛物线的流速场。