【正文】 ?是濃相體積與稀相體積之比 討論： 1）對(duì)任何 x值的組分，總有 φ2″ φ2′， f2″ f2′，即在兩相中都有一定的分配。 1 2 2, , ,T f f?? ?? ?? ? ? ??2）不管 x多大，用 T↓或加入沉淀劑的辦法都是為了改變 值，從而改變 σ，使得 f2″ f2′，以達(dá)到分離的目的。 1?2 2 1 2 1 2 1 2 2, , , , ff? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ?加入沉淀劑： 提高分級(jí)效率的措施 對(duì) x大的組分：在濃相中的質(zhì)量分率按指數(shù)形式 ↑，即 M大的在濃相中占比例越大。 對(duì) x小的組分：盡量避免跑到濃相中去，即f2″/f2′要越小越好，這就要求 R越小越好，則必須： ①、 V″小，每次加的沉淀劑不能太多。 ②、 V′大，即稀相體積要大，為此必須使原始溶液越稀越好。 ?xff Re22 ???㈢ 分級(jí)實(shí)驗(yàn)方法 1）：逐步降溫分級(jí)法 2）：逐步沉淀分級(jí)法 聚合物溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，逐漸降溫，使溶液分相，先得到的級(jí)分平均分子量大。 T一定時(shí)，在高分子 良溶劑體系中加入沉淀劑， M大者先沉淀， M小者后沉淀，得到 M大 →小的各級(jí)分。 沉淀分級(jí)法 3）：柱上溶解分級(jí) 4）：梯度淋洗分級(jí) 溶解分級(jí)法 沉淀點(diǎn)逐漸遞減，級(jí)分 M越大，需一周時(shí)間，得到的是分子量遞增的級(jí)分 濃度梯度 溫度梯度 梯度淋洗分級(jí) M從小 →大分級(jí) 需 23天 第六節(jié) 凝膠滲透色譜法（ 重點(diǎn) ） GPC－ Gel permeation chromatography 一、概述 GPC具有以下優(yōu)點(diǎn)： 時(shí)間短，一般 2－ 3小時(shí)，計(jì)算機(jī)操作， 20min 分辨率高 效率高，所需試樣量小 1mg 不僅可以得到 分子量分布 ，還可以測(cè)得 各種平均分子量 一、基本原理 GPC法分離的核心部件是一根裝有多孔性填料的色譜柱 柱子先用高分子的溶劑充滿，高分子稀溶液（用同種溶劑配制）從柱頂加入，然后以同一溶劑淋洗，同時(shí)從色譜柱下端接收淋出液，計(jì)算 淋出液的體積 ，并測(cè)定淋出液中溶質(zhì)的濃度。 實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)儀器和實(shí)驗(yàn)條件確定后，溶質(zhì)的淋出體積與其分子量有關(guān)。 分子量越大，淋出體積越小 。按照淋出的先后次序收集到一系列 淋出體積從小到大的級(jí)分 。 色譜柱中填充的是多孔材料 填裝的是多孔填料，其表面和內(nèi)部有著各種大小不同孔洞和直徑不同的通道。 色譜柱中所選用的填料，要求分辨率高，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不易變形，流動(dòng)阻力小，對(duì)試樣沒有化學(xué)吸附。 GPC的分離作用首先是由于大小不同的分子在多孔填料占據(jù)的空間體積不同造成的。多孔填料內(nèi)部有著大小不同的孔洞和通道。當(dāng)高分子溶液引入柱子后，由于濃度不同，不同大小的分子可滲透進(jìn)入不同尺寸大小的孔洞中，從而造成在柱中滯留的時(shí)間長(zhǎng)短不同，或者說經(jīng)過的路程不同。 尺寸最大的分子最先淋出來，尺寸最小的分子最后流出， 這樣就達(dá)到按分子尺寸由大到小的次序進(jìn)行分離的目的。 GPC是根據(jù)分子尺寸（ 流體力學(xué)體積 [ηM]）大小不同來分級(jí)的 體積排除理論 －－比較公認(rèn)的 GPC分離機(jī)理 Vt V0—柱中填料粒間體積 Vi—填料內(nèi)部孔洞體積 VS—填料骨架體積 Vt=Vo+Vi+Vs 溶劑分子活動(dòng)范圍 Vo+Vi 該理論假定，色譜柱的總體積為 Vt: 當(dāng)高分子鏈的 尺寸大于凝膠內(nèi)部的孔洞體積 ，則任何孔洞它都不能進(jìn)入，那么它只能在填料顆粒間流過， 淋出（保留）體積 VR=Vo 若高分子鏈的 尺寸很小，以致于它可以進(jìn)入所有孔洞 那么它的 淋出（保留）體積 VR=Vo＋ Vi 若高分子鏈的尺寸比填料內(nèi)部的孔洞尺寸小，而又不是小到以致于能進(jìn)入所有孔洞，那么有些聚高分子進(jìn)入大的孔洞，而有些既能進(jìn)入較大的孔洞又能進(jìn)入小的孔洞，淋出體積 VR在 Vo和 Vo＋ Vi 之間 淋出體積： VR=Vo+ Kd Vi Kd=0 VR=Vo 無分離能力 Kd=1 VR=Vo+Vi 無分離能力 只有 0Kd1, VoVRVo+Vi的分子，在 GPC中才能進(jìn)行分離。 大小不同的分子有不同的 VR，從而在淋洗過程中得到分離。 溶質(zhì)分子體積越小， VR越大 。 VR僅由溶質(zhì)分子尺寸和填料孔洞尺寸所決定。 分離過程的產(chǎn)生，完全是由于體積排除效應(yīng)所致，故稱為體積排除機(jī)理。 GPC色譜柱裝填的是多孔性凝膠（如最常用的高度交聯(lián)聚苯乙烯凝膠）或多孔微球（如多孔硅膠和多孔玻璃球），它們的孔徑大小有一定的分布，并與待分離的聚合物分子尺寸可相比擬。 GPC儀工作流程圖如下所示。 把橫坐標(biāo) VR換成分子量數(shù)據(jù)，就可以反映試樣的分子量分布了 這一工作可借助校正曲線 完成 二、色譜圖和校正曲線 VR淋出體積（保留體積），是 分子量的標(biāo)尺 △ n淋出液與溶劑折光指數(shù)的差值，代表濃度， 級(jí)分的含量 a， b兩處，分子尺寸（分子量）哪個(gè)大？ 校正曲線 校正曲線就是要建立起分子量 淋出體積間的關(guān)系。 用一組 M的窄分布試樣（或者 單分散樣品 ），在相同的條件下測(cè)得一系列 GPC譜圖，以它們的峰位的淋出體積 VR對(duì) lgM作圖，在一定范圍內(nèi)它們有線性關(guān)系： lgM=ABVR A、 B為常數(shù)，其值與溶質(zhì)、溶劑、溫度、填料及儀器結(jié)構(gòu)有關(guān)。 根據(jù)這條校正曲線，如果測(cè)得某個(gè)淋出體積 VR，就可以得到其所對(duì)應(yīng)的分子量 M了。 lgM lgMa lgMb VR Vs Vo Vi 當(dāng) MMa時(shí)，直線與縱軸平行， VR與 M無關(guān)，這時(shí) VR=Vo， Ma稱為填料 滲透極限 。 當(dāng) MMb時(shí)，直線向下彎曲， VR與 M的關(guān)系變得不敏感。溶質(zhì)分子相當(dāng)小時(shí)，其 VR已接近 Vo+Vi。 這種填料只能測(cè) MbMMa范圍的分子，即 Mb～ Ma稱為 載體的分離范圍 。 ? ? 232 )( hM ??普適校正曲線 如何只用一種聚合物標(biāo)樣，繪制一條對(duì)其它聚合物也適用的校正曲線呢？ 根據(jù)排除體積的機(jī)理， 流體力學(xué)體積相同的不同分子在相同的測(cè)試條件下應(yīng)具有相同的 VR。 根據(jù) Flory特性粘數(shù)理論得 ： 以 lg[η]M～ VR作圖，得到普適校正曲線，可以用于多種聚合物材料。 [η]M VR 因此，可以利用不同高聚物只要有相同 ，流經(jīng)柱子的路程相同，就應(yīng)有相同的 lg[η]M VR 例如要根據(jù) 求 PVC試樣的分子量，就可以利用 PS標(biāo)準(zhǔn)樣品獲得的普適校正曲線。 VR 假定聚合物 A和 B都符合這種普適關(guān)系，對(duì)于給定的某一 VR BBAA M][M][ ???? ? ? ? ? ? BA BBBAAA MkMkkM ??? ??? ???11ABA A B Bk M k M????? 利用此式，只要知道 KA， αA， MA和 KB， αB，就可計(jì)算未知試樣的 MB，從而得到 MB～ VR標(biāo)定曲線。 BBBAAA MkMk lg)1(lglg)1(lg ????? ??ABABABB MkkM lg11lg11lg????? ??? 應(yīng)特別注意的是，以上測(cè)定 M的方法有的只適用于非電解質(zhì)的稀溶液，不適用于聚電解質(zhì) —極性溶劑體系，并在數(shù)據(jù)處理中都用濃度 C→0的圖解外推法。 補(bǔ)充內(nèi)容 完全透明、均勻的介質(zhì) 不散射光 純液體 液體的密度漲落 分子運(yùn)動(dòng) 溶液 溶劑分子運(yùn)動(dòng) 溶劑的密度漲落 + 溶質(zhì)的濃度漲落 溶質(zhì)分子運(yùn)動(dòng) 二者彼此無關(guān) 因此， I I I??溶質(zhì) 溶液 溶劑 I（ ：散射光強(qiáng)）可以知道，溶質(zhì)的散射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)成正比。