聚合物、塑料及树脂等样品中分子量及其分布检测方案(液相色谱仪)

Elite凝胶色谱系统 Elite 常温及高温凝胶色谱系统能够快速可靠进行聚合物、塑料及树脂的分析，分析其分子量及其分布，对物理性质进行准确的预测。聚乙烯、聚丙烯、聚酯及尼龙等样品需要在高温条件使之处于溶解状态进行分析，获得分子量分布等信息。 Elite 凝胶色谱系统为常温和高温的分析系统，包括由高稳定恒流泵、检测器、凝胶色谱柱、色谱柱温度控制组件、凝胶色谱数据处理系统组成，根据需要可以灵活选择组合，满足各种不同类型样品的分析。 1.凝胶色谱分析系统 1.1高精度低脉动溶剂输送泵 高精度溶剂输送系统是分子量分布结果可靠性的保证， Elite P200II、P230高压恒流泵能够提供稳定的流速，保证 GPC 分析数据准确可靠； Elite P200II型高压恒流泵流速精度优于 0.50%RSD， P230高压流泵流速精度优于 0.20%RSD。采用小凸轮驱动短行程柱塞设计的 P230 高压恒流泵极大地降低了传统液相色谱恒流泵的压力脉动，基本消除了示差检测器的基线噪声，提高了分析检测的灵敏度。 图1P230高压流流泵与传统液相色谱泵对示差检测器基线噪声的影响对比 1.2高灵敏度检测器 高灵敏度的通用型示差折光检测器和紫外可见检测器能够满足不同样品分子量及其分布的分析； SHODEX RI71 型和 SYKAM S3580 型示差折光检测器，在测定高聚物时使用最多；UV200 和UV230紫外可见检测器对紫外可见区存在吸收的样品有高灵敏度的响应。 1.3凝胶色谱填料和色谱柱 多种柱填料能够满足油溶性和水溶性高分子树脂和工程塑料，蛋白质、糖等不同性质高分子样品的分离分析。 TSK-GEL@和 SHODEX@等国际著名品牌聚羟基甲基烯烯酸酯；硅胶；聚乙烯醇；苯乙烯二乙烯基苯高效凝胶色谱柱，孔径范围20~3000A，可以满足从1千到几亿分子量范围的分析。 1.4凝胶色谱专用工作站 ELITE公司开发的凝胶色谱专用色谱工作站具有如下基本功能： 标样校正：根据单分散或宽分布标样的数均分子量或重均分子量或(和)分散系数，窄分布样品或未知样品的 Mark-Houwink 常数(k and a)计算校正曲线；任意数目标准样品和各标准样品多次平行进样的结果进行校正，消除实验误差；选择一次、二次或三次方程回归校正曲线，最小二乘法拟合并自动计算标准偏差和相关系数；同时获得由拟合曲线反推计算标准样品的平均分子量及误差，可直观判断拟合结果并随时修正。 分子量测定：由分子量校正曲线及峰切片面积计算高分子物质的数均分子量、重均分子量、Z均分子量、Z+1均分子量、粘均分子量等各种统计分子量及分散指数等；通过设置切片方法，可以对谱图中任意范围计算分析。 分子量分布：18计算得到积分分子量分布曲线(累积重量分数分子量分布)、微分分子量分布曲线(包括微分累积分子数分数分子量和微分累积重量分数分子量分布)；可按照分子量、分子量对数及对数标度坐标系等三种方式显示分布图。 输出结果及打印：输出凝胶色谱分离谱图、校正曲线图、积分分子量分布曲线、微分累积分子数分数分子量、微分累积重量分数分子量分布曲线、各种分子量及相关参数计算结果；根据实验目的可采用峰切割法选择局部或全部范围计算、输出、打印结果；分子量计算结果表、分子量分布图(包括积分分布图和微分分布图)、分子量分布数据、校正曲线、标准品分子量数据可以发送到剪切板，然后使用相关软件(如 Word、EXCEL等)进行处理，具有极大灵活性； 双通道模式：双通道各自独立工作，可以同时进行常规色谱定性定量分析和凝胶色谱分析，也可满足两种不同检测器串联使用的凝胶色谱分析。 硬件 24位高精度色谱数据采集卡，可以与各种型号的色谱仪联接使用， RS-232 通讯方式与电脑联接。 1.5凝胶色谱分析标准样品 聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、多糖等不同性质和分子量范围的窄分布标准样品能够满足低、中和高分子量、油溶性和水溶性样品的凝胶色谱分离分析。 表1凝胶色谱标准样品 种类 MW范围 聚苯乙烯 500 to 22，000 聚苯乙烯 1，300 to 3，000，000 聚苯乙烯 650，000 to 7，000，000 聚甲基丙烯酸甲酯200 to 1，500，000 多糖 5，000 to 1，600，000 2.凝胶色谱系统应用 2.1校正曲线 图2 三次回归凝胶色谱标样的校正曲线 图3 四氢呋喃流动相时聚苯乙烯标准的校正曲线(线性回归) 拟合方程：MW=9.65241-0.68561V 相关系数： R=-0.99958 2.2不同分子量葡聚糖标样洗脱色谱图 14 图4.葡聚糖标准的色谱图 色谱柱： Shodex OHpak SB-803 HQ. 1. P-100；2. P-50； 3.P-20；4.P-10；5.P-5； 表2.葡聚糖和聚乙烯醇标准的分子量 标准品 Mw·10 标准品 Mw·10 P-100 11.2 PEG-10000 10 P-50 4.73 PEG-6000 6 P-20 2.28 PEG-2000 2 P-10 1.18 PEG-600 0.6 P一5 0.59 PEG-400 0.4 2.3不同检测器检测 PEG标样色谱图 图.5两种检测器检测 PEG 标准色谱图比较 (b)RI；：(c) ELSD色谱柱： Shodex OHpak SB-802.5 HQ. 1. PEG10000；2. PEG6000； 3.PEG2000；4.PEG600； 5.PEG400. 2.4流动相对标准样品保留的影响 表3 四氢呋喃和三氯甲烷流动相条件下聚苯乙烯的洗脱体积 基苯乙烯标准分子量 洗脱体积(ml)-THF 洗脱体积(ml)-CH，CL NO. 1 2 3 1 2 3 418 10.25 10.25 10.25 9.56 9.57 9.57 870 9.8 9.8 9.8 9.18 9.18 9.17 5970 8.62 8.62 8.62 8.08 8.10 8.09 9100 8.27 8.26 8.26 7.76 7.76 18100 7.87 7.87 7.88 7.40 7.38 7.39 37900 7.34 7.35 7.31 6.92 6.87 6.9 190000 6.42 6.4 6.41 6.04 6.03 6.04 试验条件： 仪器：P200II恒流泵，UV230紫外可见检测器，检测波长254nm； GPC专用色谱工作站色谱柱： SHODEX KF-804L色谱柱 流动相：四氢呋喃或三氯甲烷；；流速1.0mL/min； 温度：室温 2.5应用实例 2.5.1聚乙烯醇混合物的分离 图6聚乙二醇混合物的分离谱图 图7 图6混合物的微分和积分分子量分布图 2.5.22电镀液中聚合物的分离分析 图8 电镀液的凝胶色谱分离图 2.5.3凝胶色谱分离芦荟浓缩液多糖 仪器： Elite P200 Ⅱ 高压恒流泵； Shodex RI-71 检测器， SEDEX 55-ELSD 检测器。 色谱条件：流动相：：蒸馏水；流速：0.8mL/min；温度：：室温。 药品：标准品水溶液浓度为0.1%，经0.45um滤膜过滤；芦荟浓缩液原液500倍稀释。 色谱柱 Shodex OHpak SB-803 HQ 色谱柱 Shodex OHpak SB-802.5 HQ 图9.芦荟浓缩液在不同色谱柱中的分离色谱图比较 (a) Shodex OHpak SB-803 HQ； (b)Shodex OHpak SB-802.5 HQ 表4芦荟浓缩液多糖在两种色谱柱上的V 和Mw Shodex OHpak SB-803 HQ Shodex OHpak SB-802.5 HQ V (min) Mw VR Mw 7.87 5206 5.53 8077 8.51 1862 5.94 6029 3 9.16 604 9.30 375 4 9.49 228 9.75 279 5 9.85 190 10.22 177 6 10.60 121 2.5.4蛋白质样品的分析 图10蛋白质样品分析1 图11蛋白质样品分析2