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凝胶色谱仪分析测试及应用

概述

凝胶色谱仪采用国际先进技术及关键部件的基础上结合自主创新，产品性能国内领先，该设

备主要用于水性和油性高分子聚合物的分子量大小及分子量分布检测，以及糖类、醇、脂肪

酸、脂类的定性定量分析。仪器性能可靠，售后服务较好，可保修2年以上，终身维护。

主要特点

凝胶色谱仪主要用于水性和油性高分子聚合物的分子量大小及分子量分布检测

配套设备

P98-2等梯度高压输液泵壹台

德国sfdri-2000示差检测器壹台

rheodyne7725i进样阀壹支

shodex凝胶柱(根据分子量大小)支

gpc凝胶专用工作站(可测定分子量大小及分布)

t98色谱柱温箱壹台

shodex聚苯乙烯标准品壹套

0.45ul过滤膜（有机）壹盒

一次性样品过滤器（有机）壹包

shodex凝胶保护柱壹套

溶剂过滤器（套装）壹套

吸抽两用真空泵壹台

主要应用

（1）在聚合物生产及使用过程的应用
a．生产工艺的选择选择

什么样的工艺流程会直接影响产品的分子量及其分布。因此分析不同工艺流程的分子量分布

为选择最佳的工艺提供依据。用凝胶色谱研究釜式、釜式连续以及塔式连续聚合等三种不同

生产工艺对聚碳酸酯分子量分布的影响见下图。从图中看出：三种不同工艺的聚合产物在高

分子量尾端差别不大，但以PC-62（1）塔式连续聚合试样低分子量含量最多且分布也宽。

这种工艺需要改进。

b．聚合过程的控制与监视

在聚合反应过程中不断取样通过凝胶色谱监测来确定聚合条件对产物分子量分布的影响。如

聚氯乙烯常有微凝胶存在，会影响它的物理和溶液性质。微凝胶与什么因素有关？

Abdel-Alim用凝胶色谱研究了聚合温度对聚氯乙烯微凝胶含量的影响见下图。从图中的分

子量分布曲线上分子量大于8.5×105的部分为微胶部分，可看出：聚合温度愈低，微凝胶

的含量愈高，当聚合温度为70℃时，微凝胶几乎没有了。因此，用凝胶色谱的监视，可以

控制产品的微凝胶。

c．加工过程中的检测

聚合物在加工过程中由于受热、氧及机械作用而降解。用凝胶色谱研究挤出成型过程中高分

子的降解，实验简单快速，可以细致地观察不同挤出条件下试样柱条的中心和表面的分子量

及其分布的差别，这在凝胶色谱出现以前是不可能做到的。下图是用凝胶色谱测定160℃挤

出50%后聚苯乙烯样品柱条不同部位的分子量分布的比较。从图中可以看出，在挤出过程

中，样品的平均分子量下降、样品柱条表面的分子量比其中心降解得快。

d．使用过程中的检测

聚合物材料在使用过程中由于光、热、氧的作用而产生高分子链断裂。Hendrickson研究
聚苯乙烯的老化过程，用凝胶色谱分析了聚苯乙烯（Mw=2.67×105，Mw/Mn=1.08）

试样在老化箱中老化2×103小时后分子量分布的变化见下图。从图中可看出，经老化后分

子量分布变宽，40%部分其分子量仍在原试样范围，49%的部分其分子量低于原试样的分

子量，而11%部分的分子量大于原试样的分子量范围，这可能是聚苯乙烯分子间的藕合所

致。凝胶色谱不仅检验老化过程分子量的变化而且还可以为老化机理的研究提供数据。

e．产品质量检验

聚2,6-二甲基苯醚(PPO）与PS,ABS等共混形成一种性能优良的工程塑料(MPPO)，从

GPC测定发现其冲击强度与PPO的低分子量含量有关。因此，通过测量GPC，即可检验

产品的质量。

（2）高聚物及低聚物的组成分离与分析

对于高聚物中的高分子或单体含量的分析以往是先用抽提方法将高分子与单体或助剂分离，

然后，用光谱或色谱进行定量测定。而凝胶色谱法对上述分离和分析能同时进行，故很方便。

单体含量的分析：

聚乙烯咔唑是有机光导材料，而残留单体的存在会影响材料的使用寿命。叶美玲用凝胶色谱

简单而准确地测定了残留单体的含量。将含有单体的高分子溶液通过色谱柱先进行分离得到

高分子和单体两个峰如下图。采用外标法，制作已知单体浓度的标定线。然后，量取单体的

峰高，用标定线求得单体的含量，最小检知量为0.03%。

同理可进行混合溶液中高分子含量的测定，此时，需选择小孔径的色谱柱，使高分子全部在

渗透极限排出，得到一个对称的窄峰便于进行定量计算。用凝胶色谱成功地分析了油田污水

中聚丙烯酰胺的含量，最小检知量为0.1×10-6(0.1ppm)。

小分子化合物的分离：Kato等用微粒凝胶TSK-gel柱，流速0.6ml/min，以四氢呋喃
为淋洗济，2h内完成对聚乙二醇低聚体的分离。

（3）共聚物的分析

共聚物除了分子量分布外，还有组成的多分散性。以往对共聚物的组成分析很麻烦，首先进

行分级，然后用光谱、色谱等测定每级分组分，这样既费时又不准确。用凝胶