凝胶色谱仪

仪器型号：M302 TDA

生产厂家：美国安捷伦公司

工作原理：

1. 分离原理

凝胶渗透色谱（GPC）是一种体积排斥色谱，利用大小不同的分子在多孔性填料中可渗透空间体积的不同来将其分离。色谱柱中装有PS凝胶、玻璃微珠或硅胶等多孔填料，可供分子通行的路径有粒子间的间隙（较大）和粒子内的通孔（较小）。当大分子溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在粒子的小孔之外，只能从粒子间的间隙通过，通过速率较快；而较小的分子可以进入粒子中的小孔，通过的速率较慢。由于同种大分子的体积与其分子量成正比，经过一定长度的色谱柱后，不同分子量的大分子被依次分开，按分子量由大到小的顺序被淋洗出来。当仪器和实验条件确定后，溶质的淋出时间仅与其分子量有关，分子量愈大，其淋出时间愈短。

2. 校正原理：

2.1 传统校正

采用GPC测大分子的分子量，目前应用最广的是“传统校正”法。传统校正需要建立保留时间和分子量的关系曲线：选用一系列已知分子量（M）的单分散性（d≤1.1）标样，用GPC分别测得相对应的保留时间（t），以lgM对t作图，所得曲线即为“传统校正曲线”。将大分子样品进行GPC分析得到谱图，通过传统校正曲线反推回去，就能计算出相对分子量与分子量分布等信息。

传统校正法具有所需设备简单、重复性好等优点，但忽视了聚合物结构（如支化和缔合等）的不同，且大部分高分子物质都难以获得单分散样品，只能采用其它标样，造成了误差。

2.2 普适校正

为弥补传统校正的上述缺点，可采用普适校正。原理如下：对于流体力学体积相同的两种大分子，由Einstein粘度公式[η] =2.5NVh/M可以推出，[η]1M1=[η]2M2。由于GPC对大分子的分离是基于其流体力学体积，因而，选用一系列已知分子量（M）的单分散性（d≤1.1）标样，以lg[η] M 对t作图，即可得到“普适校正曲线”。将大分子样品进行GPC分析得到谱图，根据普适校正曲线反推，即可计算出大分子的分子量和分子量发布。

用普适校正法测共聚物、共混物和支化聚合物的分子量，有很好的准确性。

2.3 多检测凝胶色谱法

同时采用光散射、示差和粘度检测器，根据要求可选用紫外检测器。大分子的绝对分子量用光散射检测器直接测出，因而本方法不需要作校正曲线。用多检测凝胶色谱数据处理方法，对示差检测（浓度检测）、光散射检测和在线粘度检测数据进行综合分析计算，可获得远远超过传统凝胶色谱法所得到的信息。如：分子量和分子量分布、特性粘度IV、旋转半径Rg及Mark-Houwink 参数、支化度、分子的聚集情况等。

性能及技术指标：

　　1. 真空脱气机：脱气效率为≤0.5ppm；

　　2. 溶剂泵：流速0.01～9.95mL/min，流量精度为所选流量的±0.05%或者0.5uL/min；

　　3. 自动进样器：重现性偏差＜0.1%，注射精度为＜0.5%RSD；

　　4. 温控箱：温度范围0～80℃，控温稳定度±0.1℃；

　　5. 示差折光检测器：最大信号2.5V，基线噪音不大于±1.5×10-9RIU单位，基线漂移不大于±1.0×10-7RIU/hr，测量范围为5.0×10-4～7.0 ×10-9RIU，线性动态范围<5%（在5.0×10-4RIU），光源波长670nm，响应时间0.05~10s；

　　6. 激光散射检测器：7度小角/90度直角检测器；

　　7. 粘度检测器：专利的四毛细管粘度检测器，水相最大流速1.5mL/min，THF最大流速3.0mL/min，最大进出口噪音0.7mV，灵敏度为2.0×10-5特性粘度，线性偏差＜1%，剪切速率3000sec-1；

　　8. 紫外检测器：波长范围190~700nm，波长准确度1nm，波长精确度0.1nm，噪音不大于±0.25 × 10-5 AU/h（指定条件），漂移速率不大于1 ×10-4 AU/h（指定条件）

用途：我中心的M302 TDA凝胶渗透色谱仪配有光散射、示差、粘度检和紫外四种检测器，广泛用于各种大分子材料的物性表征，测定的分子量范围从数百到数百万。可采用传统校正、普适校正或多检测数据处理模式，获得多种重要信息，主要包括：1、样品的分子量（包括数均分子量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、样品的特性粘度IV、流体力学半径Rh、旋转半径Rg和比折光指数增量dn/dc等参数；3、支化高分子的支化度。