凝膠滲透色譜儀是一種在材料科學、化學、化學工程等領域廣泛應用的儀器。它主要用于分析高聚物的分子量及其分布,同時也能夠用于小分子物質的分離和鑒定。工作原理基于體積排阻原理。當高分子溶液流經(jīng)填充有不同孔徑的凝膠顆粒的色譜柱時,不同分子量的高分子會根據(jù)其分子流體力學體積的大小被分離。較大的分子由于體積較大,被排除在凝膠顆粒的小孔之外,只能通過顆粒間的間隙快速通過;而較小的分子則能夠進入凝膠顆粒的小孔中,通過速度較慢。這樣,經(jīng)過一定長度的色譜柱后,高分子就會按照分子量的大小被分離出來。
1、分離原理
體積排除:GPC利用多孔性凝膠小球將溶液中多分散的聚合物逐級分開,根據(jù)分子大小進行分離。
限性擴散:通過控制流動相的流速和壓力,使不同大小的分子在色譜柱中以不同的速率移動,從而實現(xiàn)分離。
流動分離:結合體積排除和限性擴散的原理,使得大分子先于小分子被洗脫出來。
2、檢測指標
分子量及其分布:GPC可以精確測定聚合物的分子量及其分布,這是評估聚合物性質的重要參數(shù)。
支化度與共聚物組成:通過GPC分析,可以獲得聚合物的支化度信息以及共聚物和共混物的組成比例。
高聚物結構分析:GPC能夠對高聚物進行分級,進而分析其結構特征。
3、設備構造
泵系統(tǒng):高壓輸液泵是GPC的核心部件,負責將流動相以高壓形式連續(xù)穩(wěn)定地送入色譜系統(tǒng)。
進樣系統(tǒng):自動進樣系統(tǒng)提高了樣品處理的效率和重復性,適用于高通量分析。
色譜柱:色譜柱是GPC的關鍵部分,其填料的質量和裝柱技術直接影響分離效果。
4、應用范圍
高分子材料:GPC廣泛應用于聚乙烯、聚丙烯等高分子材料的分子量測定。
生物分子:GPC也適用于蛋白質、多肽等生物大分子的分析。
小分子化合物:除了高分子材料,GPC還能用于某些小分子化合物的分離和鑒定。
5、操作優(yōu)點
快速高效:GPC的分離過程快速,能夠在較短時間內完成復雜樣品的分析。
自動化程度高:現(xiàn)代GPC儀器配備有先進的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),能夠自動記錄和分析測試結果。
靈敏度高:GPC配備的檢測器具有高靈敏度,能夠準確檢測到微量的組分變化。