柱温箱
色谱柱
预热板
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加热废液管儿 放空阀
废液 溶剂
溶剂输送系统
典型分离式GPC系统示意图
I Out n
在线脱气
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为GPC加热的理由
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 m-Cresol + 0.05 m LiBr/100 °C）
用GPC测得的分子量分布可以计算出各种不同 种平均分子量，可对应于其他仪器所测的值。
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4. 存在问题及解决办法
标样与待测样品不同种类
▪以同类聚合物的标准样品可绘制出标准曲线，给
出淋出体积与分子量的关系。
▪不同种类的聚合物，在溶剂中受到的作用不同，
所以即使相同的分子量也会有不同的溶剂化体积
▪ 采用标样的校正曲线，只能得到与标样分子溶剂
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2 凝胶渗透色谱的原理
➢ 以多孔树脂为固定相
➢用溶剂推动聚合物样品流过固定相 ➢产生大小分子顺序流出的分离
Vg载体骨架体积
Vi载体孔洞体积
淋出体积 Ve=V0+KVi
V
V0和Vg对分离没有贡献，应尽量减小，Vi越大分离效果越好
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凝胶渗透色谱柱是如何工作的
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流出级份的保留时间（洗脱体积） 提供其分子量（尺寸）的信息。 从检测器信号强度得到各流出级分 的浓度。
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Waters G2000高温凝胶色谱仪
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多检测器集成的 GPC 系统
紫外检测器（浓度型） 粘度检测器（分子量型） 多角激光光散射检测器（分子量型） 红外接口（特征基团型为测量短链支化）
聚合物的分子结构
PD = Mw / Mn
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分子量分布
增加浓度
增加分子量
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聚合物的各种平均分子量
Mn：用渗析计测出(Osmometry) Mw：用光散射计测出(Light Scattering) Mv：用粘度计测出(Viscometry) Mz及Mz+1：用超速离心法测出(Ultracentrifuge) Mw/Mn：为多分散性(Polydispersity) Mn<Mv<Mw<Mz<Mz+1
用已知分子量的标样标定出流出 时间和分子量的关系， 再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。
聚合物在色谱柱中的分离是基于分子 在溶剂中表现出的体积而不是分子量
由示差检测器连续记录 流出样品的浓度
溶剂化体积
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3. 凝胶渗透色谱仪
示差折光检测器恒温区
S R
缓冲柱
进样阀
16.0
17.0
18.0
19.0
20.0
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
Minutes
Sample PE-150C-2h Sample PE-150C-4h Sample PE-160C-2h Sample PE-160C-4h Sample PE-170C-2h Sample PE-170C-4h
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）
使GPC检测处在一个温度稳定的环境
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废液管 废 液
检测器3
检测器2
检测器1
连接管
柱温箱
进样阀
GPC色谱柱
一体化温控区的示意图
在同一个温控区集成了进样阀、色谱柱、检测器，保证温度 的一致性和稳定性
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研发历程：
➢ 1953年--Wheaton和Bauman-用多孔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— 用葡聚糖凝胶分离了水溶液中不同分子量的样品。
➢ 1962年--J.C.Moore— 将连续式高灵敏度的示差折光仪接在分离柱后，并以体积计 量方式作图，制成了快速且自动化的高聚物分子量及分子量 分布的测定仪，创立了凝胶渗透色谱技术。 凝胶渗透色谱 GPC---Gel Permeation Chromatography 也称作体积排斥色谱 SEC---Size Exclusion Chromatography 以溶剂作流动相，流经多孔填料作为分离介质的液相色 谱法。
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样品制备的影响
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固态 (半结晶) 液态 (稀溶液)
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样品制备的影响
用淋洗液制样，使聚合物在分析的整个过程 中处于稳定状态，并且使溶剂峰最小
溶解必须使聚合物链打开成最放松的状态 允许充分的时间让链展开
有些聚合物需要大于3小时
分子量及结晶度愈大，所需真正溶解的时间 就俞多
某些结晶的聚合物需要加热
化体积相同的相对分子量
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讨论： 请给出你的解决办法
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5. 对测试结果产生影响的因素
输液系统 样品制备 进样系统 柱温变化 色谱柱结构与性能 检测器的影响 流动相的种类
溶剂输送系统
高流速精度是获得重现性 GPC结果的基础
微小的流速误差会导致分子 量计算的很大误差
使用参考峰(Flow Markers) 的技术可校正流速误差
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样品制备的影响
样品浓度与分子量相关（分子量越大，浓度越低） 除非该样品可能会有剪切效应发生，聚合物溶液必
须过滤 为了增加样品的溶解，可轻微扰动（不要剧烈摇动
或用超声） 窄分布标样不必过滤，高分子量标样也不要剧烈摇
动 可使用在线过滤器，但是不推荐使用保护柱
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样品制备的影响
150 C
170 C
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进样系统的影响
40 瓶位样品盘 2ml 玻璃瓶卷边压紧铝瓶盖 优先进样的样品缓慢搅拌 双温区设计是降解风险降至最低
热区
进样点
温区
进样点
200
温度 (C)
自动进样器
100
50
-20
-10
Carousel Motion
0
瓶位
10
20
Agitated
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柱温对分辨率影响
Column :
Eluent : Flow rate :
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实验室温度波动对RI检测器基线的影响
Temp.(Deg C)
MV
20.0
19.5
19.0
Room Temperature
18.5
2.00
RI Baseline
1.00
0.00
-1.00
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Minutes
Mobil Phase – Methanol @ 0.25/mL minute Detector Temp 35 C No Column Heater Used