凝膠滲透色譜儀

《凝膠滲透色譜儀》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、高分子物理實驗凝膠滲透色譜法測定高聚物分子量及分子量分布指導教師：周麗玲莊濤實驗室：重點實驗室213課時：3學時凝膠滲透色譜法（GelPermeationChromatography，簡稱GPC）是利用高分子溶液通過填充有微孔凝膠的柱子把高分子按尺寸大小進行分離的方法。GPC實驗能測定聚合物的分子量及分子量分布，確定聚合物支化度及共聚物組成等。GPC的優(yōu)點是：快速、簡便、重復性好、進樣量少，可實現(xiàn)高度自動化。簡介實驗目的1．了解GPC法測定分子量及分子量分布的原理。2．掌握GPC法測定分子量及分子

2、量分布的操作步驟；測定高聚物試樣的分子量及分子量分布。分離機理—排斥體積理論色譜柱內(nèi)填充著起到分離作用的凝膠，是一種多孔性的高分子聚合體，表面布滿孔隙，能被流動相浸潤，吸附性很小。凝膠色譜法的分離機制是根據(jù)分子的體積大小和形狀不同而達到分離目的。其分離機理眾說不一，目前較通用的一種理論是“排斥體積”理論。該理論認為：在色譜柱中加入高分子溶液，用溶劑淋洗時，體系處于擴散平衡狀態(tài)。聚合物分子在柱內(nèi)流動過程中，不同大小的分子程度不同地滲透到柱內(nèi)有大小孔徑分布的載體的空洞中去。實驗原理★體積大于凝膠孔隙的分

3、子，由于不能進入孔隙而被排阻，直接從表面流過，先流出色譜柱；★小分子可以滲入大大小小的凝膠孔隙中而完全不受排阻，然后又從孔隙中出來隨流動相流動，后流出色譜柱；★中等體積的分子可以滲入較大的孔隙中，但受到較小孔隙的排阻，介乎上述兩種情況之間。凝膠色譜法是一種按分子尺寸大小的順序進行分離的一種色譜分析方法。色譜柱和柱內(nèi)填料進樣口連接檢測器AFLOWCBABC單分散樣品T分子量的測定單分散試樣分子量均一，不存在分布和平均值問題，可以根據(jù)GPC譜圖求出Ve值，根據(jù)標定曲線求得其分子量多分散樣品T（2）色譜柱

4、的標定GPC法測定聚合物分子量是個相對方法，不能直接測得聚合物的絕對分子量。GPC實驗中直接測出的是淋出體積，必須首先測定一系列已知分子量的樣品的淋出體積，確立logM~Ve關系曲線，即該色譜柱的校正曲線。通過色譜柱校正曲線就可以查出對應于欲測樣品的分子量及其分布。圖1.標準試樣的校正曲線色譜柱的標定方法-校正曲線的測定：可用已知分子量的單分散標準樣對色譜柱進行標定。分子量和淋洗體積的關系如下：logM=A–BVe（見圖1），可采用最小二乘法求出常數(shù)A、B及方程。（3）普適校正曲線由于聚合物結構的復

5、雜性以及分子量的多分散性，其分子量和分子尺寸不一定成線性關系，即不完全符合GPC色譜柱的分離機理，因此應進行普適校正，以便于測定各種結構聚合物的分子量。實驗研究發(fā)現(xiàn)，各種不同聚合物的特性粘數(shù)[η]和分子量M的乘積，與淋出體積的關系非常規(guī)律，即用log[η]M對Ve作圖得到一條直線，即普適校正曲線。實驗中用聚苯乙烯標樣測得該曲線，再通過[η]=KMα的方程K、α變換得到待測聚合物的校正曲線。兩個不同試樣淋出體積相同Ve1=Ve2，則[η]1M1=[η]2M2，推導出：logK1+(α1+1)logM1

6、=logK2+(α2+1)logM2若知道M1的分子量，則可計算出M2：分子結構與物理性質(zhì)不同分子量與物理性質(zhì)的相關性：Mn與流動性有關Mw與制品強度有關，如張力和抗沖擊力Mz與延伸和柔順性有關Mz+1與擠出膨脹有關分子量大小與物理性質(zhì)的相關性物理性能隨Mw增大沖擊強度熔融粘度加工溫度脆性拉伸能力（纖維）融流實驗儀器本實驗采用Waters凝膠滲透色譜儀，該儀器包括：高效液相泵，折光率檢測器，計算機。樣品首先在高效液相系統(tǒng)中流動，淋洗分離；然后溶液通過折光率檢測器，得到的檢測信號將傳送到計算機進行紀錄

7、。儀器結構泵進樣器色譜柱柱溫箱檢測器THF,氯仿,DMF示差檢測器廢液瓶實驗要求：1．預習報告：2．實驗步驟：溶解待測樣品啟動儀器。設置操作條件校正儀器基線過濾待測樣品實驗結束處理數(shù)據(jù)樣品脫氣，并由進樣口注入樣品開始實驗記錄數(shù)據(jù)。3．注意事項：溶解待測樣品，使溶液濃度在1%左右；設定淋洗液流量1ml·min-1；取樣品時應排出空氣。4．結果分析：利用儀器所帶的操作軟件對數(shù)據(jù)進行處理，得到待測物的分子量和分子量分布曲線（如圖2）圖2.S-SBR2606的GPC曲線5．實驗報告GPC測定分子量及分子量分

8、布的原理。本實驗的操作步驟。樣品的平均分子量及分子量分布系數(shù)的測定結果。附GPC打印圖譜?；卮饘嶒灲滩闹斜竟?jié)的思考題。