凝膠滲透色譜的基本概念（一）
凝膠滲透色譜的基本概念
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1.凝膠滲透色譜的分離機理
目前關於凝膠滲透色譜的分離機理存在著以下幾種基本理論：1。立體排斥理論；2。有限擴散理論；3。流動分離理論。除上述理論外，尚有分子熱力學理論和二次排斥理論等。由於應用立體排斥理論解釋凝膠滲透色譜中的各種分離現象與事實比較一致，因此立體排斥理論已為人們普遍採用。即：它的分離基礎主要依據溶液中分子體積（流體力學體積）的大小來進行分離。
凝膠滲透色譜的分離過程是在裝有多孔物質為填料的色譜柱中進行的，一個填料的顆料含有許多不同尺寸的小孔（這些小孔具有一定的分佈），這些小孔對於溶劑分子來說是很大的，它們可以自由地擴散出入。由於高聚物在溶液中以無規線團的形式存在，且高分子線團也具有一定的尺寸，當填料上的孔洞尺寸與高分子線團的尺寸相當時，高分子線團就向孔洞內部擴散。顯然，尺寸大的高聚物分子，由於只能擴散到尺寸大的孔洞中，在色譜柱中保留的時間就短；而尺寸小的高聚物分子，幾乎能夠擴散到填料的所有的孔洞中，向孔內擴散的較深，在色譜柱中保留的時間就長。因此，不同分子量的高聚物分子就按分子量從大到小的次序隨著淋洗液的流出而得到分離。圖1是高聚物分子和固定相顆粒間相互作用的示意圖。圖2是不同尺寸的高聚物分子分離過程的示意圖。
圖1。高聚物分子和固定相顆粒間相互作用
圖2。不同尺寸的高聚物分子分離過程
2.凝膠滲透色譜譜圖的構成
實驗上，在色譜柱後面配以（通用型/選擇型）濃度監測器，便可以記錄出高聚物的GPC圖，如圖3所示。
圖3 高聚物的GPC圖
當聚合物樣品的色譜圖完成以後，經處理的資料，可作多方面的應用。透過觀察色譜圖可獲得很多有用的資訊。色譜圖中不同的區域與聚合物樣品中各成分有關，如果對高分子材料作一次全分析，就可以發現高分子材料的GPC譜圖4中：A是高聚物的圖譜；B是齊聚物的圖譜；C是各種型別新增劑的圖譜；D是低分子化合物雜質的圖譜。
圖4 高分子材料全分析GPC譜圖中各部分組成的示意圖
3.凝膠滲透色譜中幾種常用平均分子量的定義
由於應用統計方法的不同，即使對同一個試樣，也可以有許多不同種類的平均分子量。下面是四種最常用的平均分子量的定義。
式中： Ni：分子量為Mi的分子的個數
Wi：分子量為Mi的組分的重量
α：特性粘度－分子量方程中的常數
其中，數均分子量是按分子數目統計平均而得；重均分子量是按分子重量統計平均而得。這兩種平均分子量的物理意義比較明確，而粘均分子量和Z均分子量的物理意義卻不太明確。
一般情況下，多分散樣品的平均分子量有以下次序：
圖5為高聚物四種平均分子量在GPC譜圖中的示意圖。
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