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凝膠色譜儀

來源:    發(fā)布時(shí)間: 2012-07-28

儀器型號(hào):M302 TDA

生產(chǎn)廠家:美國安捷倫公司

工作原理

1. 分離原理

凝膠滲透色譜(GPC)是一種體積排斥色譜,利用大小不同的分子在多孔性填料中可滲透空間體積的不同來將其分離。色譜柱中裝有PS凝膠、玻璃微珠或硅膠等多孔填料,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?。?。當(dāng)大分子溶液流經(jīng)色譜柱時(shí),較大的分子被排除在粒子的小孔之外,只能從粒子間的間隙通過,通過速率較快;而較小的分子可以進(jìn)入粒子中的小孔,通過的速率較慢。由于同種大分子的體積與其分子量成正比,經(jīng)過一定長度的色譜柱后,不同分子量的大分子被依次分開,按分子量由大到小的順序被淋洗出來。當(dāng)儀器和實(shí)驗(yàn)條件確定后,溶質(zhì)的淋出時(shí)間僅與其分子量有關(guān),分子量愈大,其淋出時(shí)間愈短。

2. 校正原理:

2.1 傳統(tǒng)校正

采用GPC測(cè)大分子的分子量,目前應(yīng)用最廣的是“傳統(tǒng)校正”法。傳統(tǒng)校正需要建立保留時(shí)間和分子量的關(guān)系曲線:選用一系列已知分子量(M)的單分散性(d≤1.1)標(biāo)樣,用GPC分別測(cè)得相對(duì)應(yīng)的保留時(shí)間(t),以lgM對(duì)t作圖,所得曲線即為“傳統(tǒng)校正曲線”。將大分子樣品進(jìn)行GPC分析得到譜圖,通過傳統(tǒng)校正曲線反推回去,就能計(jì)算出相對(duì)分子量與分子量分布等信息。

傳統(tǒng)校正法具有所需設(shè)備簡單、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),但忽視了聚合物結(jié)構(gòu)(如支化和締合等)的不同,且大部分高分子物質(zhì)都難以獲得單分散樣品,只能采用其它標(biāo)樣,造成了誤差。

2.2 普適校正

為彌補(bǔ)傳統(tǒng)校正的上述缺點(diǎn),可采用普適校正。原理如下:對(duì)于流體力學(xué)體積相同的兩種大分子,由Einstein粘度公式[η] =2.5NVh/M可以推出,[η]1M1=[η]2M2。由于GPC對(duì)大分子的分離是基于其流體力學(xué)體積,因而,選用一系列已知分子量(M)的單分散性(d≤1.1)標(biāo)樣,以lg[η] M 對(duì)t作圖,即可得到“普適校正曲線”。將大分子樣品進(jìn)行GPC分析得到譜圖,根據(jù)普適校正曲線反推,即可計(jì)算出大分子的分子量和分子量發(fā)布。

用普適校正法測(cè)共聚物、共混物和支化聚合物的分子量,有很好的準(zhǔn)確性。

2.3 多檢測(cè)凝膠色譜法

同時(shí)采用光散射、示差和粘度檢測(cè)器,根據(jù)要求可選用紫外檢測(cè)器。大分子的絕對(duì)分子量用光散射檢測(cè)器直接測(cè)出,因而本方法不需要作校正曲線。用多檢測(cè)凝膠色譜數(shù)據(jù)處理方法,對(duì)示差檢測(cè)(濃度檢測(cè))、光散射檢測(cè)和在線粘度檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析計(jì)算,可獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)凝膠色譜法所得到的信息。如:分子量和分子量分布、特性粘度IV、旋轉(zhuǎn)半徑Rg及Mark-Houwink 參數(shù)、支化度、分子的聚集情況等。

性能及技術(shù)指標(biāo)

  1. 真空脫氣機(jī):脫氣效率為≤0.5ppm;

  2. 溶劑泵:流速0.01~9.95mL/min,流量精度為所選流量的±0.05%或者0.5uL/min;

  3. 自動(dòng)進(jìn)樣器:重現(xiàn)性偏差<0.1%,注射精度為<0.5%RSD;

  4. 溫控箱:溫度范圍0~80℃,控溫穩(wěn)定度±0.1℃;

  5. 示差折光檢測(cè)器:最大信號(hào)2.5V,基線噪音不大于±1.5×10-9RIU單位,基線漂移不大于±1.0×10-7RIU/hr,測(cè)量范圍為5.0×10-4~7.0 ×10-9RIU,線性動(dòng)態(tài)范圍<5%(在5.0×10-4RIU),光源波長670nm,響應(yīng)時(shí)間0.05~10s;

  6. 激光散射檢測(cè)器:7度小角/90度直角檢測(cè)器;

  7. 粘度檢測(cè)器:專利的四毛細(xì)管粘度檢測(cè)器,水相最大流速1.5mL/min,THF最大流速3.0mL/min,最大進(jìn)出口噪音0.7mV,靈敏度為2.0×10-5特性粘度,線性偏差<1%,剪切速率3000sec-1;

  8. 紫外檢測(cè)器:波長范圍190~700nm,波長準(zhǔn)確度1nm,波長精確度0.1nm,噪音不大于±0.25 × 10-5 AU/h(指定條件),漂移速率不大于1 ×10-4 AU/h(指定條件)

用途:我中心的M302 TDA凝膠滲透色譜儀配有光散射、示差、粘度檢和紫外四種檢測(cè)器,廣泛用于各種大分子材料的物性表征,測(cè)定的分子量范圍從數(shù)百到數(shù)百萬??刹捎脗鹘y(tǒng)校正、普適校正或多檢測(cè)數(shù)據(jù)處理模式,獲得多種重要信息,主要包括:1、樣品的分子量(包括數(shù)均分子量Mn、粘均分子量Mv、重均分子量Mw和Z均分子量Mz等)和分子量分布Mw/Mn;2、樣品的特性粘度IV、流體力學(xué)半徑Rh、旋轉(zhuǎn)半徑Rg和比折光指數(shù)增量dn/dc等參數(shù);3、支化高分子的支化度。