聚合物的分子量分布.ppt

一、分离原理GPC法分离的核心部件是一根装有多孔性填料的色谱柱，如右图所示（图5-16）柱子先用高分子的溶剂充满，高分子稀溶液（用同种溶剂配制）从柱顶加入，然后以同一溶剂淋洗同时从色谱柱下端接收淋出液，计算淋出液的体积，按照淋出的先后次序收集到一系列淋出体积从小到大的级分。第30页，共50页，星期日，2025年，2月5日下面介绍体积排除理论该理论认为，GPC的分离作用首先是由于大小不同的分子在多孔填料占据的空间体积不同造成的。多孔填料内部有着大小不同的孔洞和通道。当高分子溶液引入柱子后，由于浓度不同，不同大小的分子可渗透进入不同尺寸大小的孔洞中，从而造成在柱中滞留的时间长短不同，或者说经过的路程不同。尺寸最大的分子最先淋出来，尺寸最小的分子最后流出，这样就达到按分子尺寸由大到小的次序进行分离的目的。该理论假定，色谱柱的总体积为Vt:第31页，共50页，星期日，2025年，2月5日溶剂分子活动范围Vo+Vi一定大小的溶质分子的活动范围Vo+Vi′Vi′表示孔洞体积只有一部分被溶质分子所占据，即这种分子的淋出体积VR=Vo+Vi′，定义一个分配系数Kd=Vi′/ViVtV0—柱中填料粒间体积Vi—填料内部孔洞体积VS—填料骨架体积Vt=Vo+Vi+Vs第32页，共50页，星期日，2025年，2月5日VR=Vo+KdViKd=0VR=Vo无分离能力Kd=1VR=Vo+Vi无分离能力只有0Kd1,VoVRVo+Vi的分子，在GPC中才能进行分离。大小不同的分子有不同的VR，从而在淋洗过程中得到分离。溶质分子体积越小，VR越大。VR仅由溶质分子尺寸和填料孔洞尺寸所决定。分离过程的产生，完全是由于体积排除效应所致，故称为体积排除机理。第33页，共50页，星期日，2025年，2月5日二、色谱图和校正曲线1、色谱图对于一定的聚合物—溶剂—柱体来说，级分的分子大小是淋出体积的函数。各级分的含量，就是各级分的浓度。通常用示差折光仪测定出淋出液的折光指数与纯溶剂折光指数之差Δn表示溶液的浓度。以Δn～VR作图就得到GPC谱图，如下图（图5-17）所示。第34页，共50页，星期日，2025年，2月5日Δn～VR谱图能反映出试样的MWD，把VR换成分子量数据的工作可借助校正曲线完成.ΔnVR第35页，共50页，星期日，2025年，2月5日第1页，共50页，星期日，2025年，2月5日第一节MWD的表示方法列表法：将高分子试样进行分级处理。Mi(M1，M2…Mi)可得到分子量大小不等的若干级分。列表法如右平均分子量可依定义由表中数据计算。第2页，共50页，星期日，2025年，2月5日图解法：微分分布曲线：数量微分分布曲线质量微分分布曲线积分分布曲线：质量积分分布曲线数量积分分布曲线函数法：模型分布函数理论分布函数第3页，共50页，星期日，2025年，2月5日直观参数法