GPC分子量測試是1964年，由J.C.Moore首先研究成功。不僅可用于小分子物質(zhì)的分離和鑒定，而且可以用來分析化學(xué)性質(zhì)相同分子體積不同的高分子同系物。(聚合物在分離柱上按分子流體力學(xué)體積大小被分離開)
下面讓我們來了解一下GPC分子量測試的基本原理
分離原理
凝膠具有化學(xué)惰性，它不具有吸附、分配和離子交換作用。讓被測量的高聚物溶液通過一根內(nèi)裝不同孔徑的色譜柱，柱中可供分子通行的路徑有粒子間的間隙(較大)和粒子內(nèi)的通孔(較小)。當(dāng)聚合物溶液流經(jīng)色譜柱(凝膠顆粒)時(shí)，較大的分子(體積大于凝膠孔隙)被排除在粒子的小孔之外，只能從粒子間的間隙通過，速率較快;
而較小的分子可以進(jìn)入粒子中的小孔，通過的速率要慢得多;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。
經(jīng)過一定長度的色譜柱，分子根據(jù)相對分子質(zhì)量被分開，相對分子質(zhì)量大的在前面(即淋洗時(shí)間短)，相對分子質(zhì)量小的在后面(即淋洗時(shí)間長)。
自試樣進(jìn)柱到被淋洗出來，所接受到的淋出液總體積稱為該試樣的淋出體積。 當(dāng)儀器和實(shí)驗(yàn)條件確定后，溶質(zhì)的淋出體積與其分子量有關(guān)，分子量愈大，其淋出體積愈小。
(1) 體積排除
(2)限性擴(kuò)散
(3) 流動(dòng)分離
校正原理
用已知相對分子質(zhì)量的單分散標(biāo)準(zhǔn)聚合物預(yù)先做一條淋洗體積或淋洗時(shí)間和相對分子質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系曲線，該線稱為"校正曲線"。
聚合物中幾乎找不到單分散的標(biāo)準(zhǔn)樣，一般用窄分布的試樣代替。在相同的測試條件下，做一系列的GPC標(biāo)準(zhǔn)譜圖，對應(yīng)不同相對分子質(zhì)量樣品的保留時(shí)間，以lgM對t作圖，所得曲線即為"校正曲線"。
通過校正曲線，就能從GPC譜圖上計(jì)算各種所需相對分子質(zhì)量與相對分子質(zhì)量分布的信息。
聚合物中能夠制得標(biāo)準(zhǔn)樣的聚合物種類并不多，沒有標(biāo)準(zhǔn)樣的聚合物就不可能有校正曲線，使用GPC方法也不可能得到聚合物的相對分子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量分布。對于這種可以使用普適校正原理。
普適校正原理
由于GPC對聚合物的分離是基于分子流體力學(xué)體積，即對于相同的分子流體力學(xué)體積，在同一個(gè)保留時(shí)間流出，即流體力學(xué)體積相同。
兩種柔性鏈的流體力學(xué)體積相同:
[η]1M1=[η]2M2
k1M1α1+1=k1M2α2+1
兩邊取對數(shù):lgk1+(α1+1)lgM1=lgk2+(α2+1)lgM2
即如果已知標(biāo)準(zhǔn)樣和被測高聚物的k、α值，就可以由已知相對分子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)樣品M1標(biāo)定待測樣品的相對分子質(zhì)量M2。
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