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传统GPC价格低廉，使用简单，但局限性非常明显，例如其测量只能得到相对分子量等有限的信息，而忽略了高分子结构的差异，如支化、缔合，构象等重要信息。
本文将结合具体案例，介绍马尔文帕纳科OMNISEC凝胶渗透色谱仪，展示其多检测器联用对聚合物进行的完整表征，以得到绝对分子量，特性粘度，分子尺寸（Rh和Rg），以及结构信息等。
01丨传统GPC方法的局限性
凝胶渗透色谱（GPC）已经广泛应用于聚合物的分析表征中。传统GPC配备一个单独的浓度检测器（示差检测器或者紫外检测器），通过一系列已知分子量的标准样品，建立分子量与流出时间/体积的校正曲线。然后注入待测样品，根据校正曲线来计算样品的相对分子量Mw，Mn，Mz及其分布和PD值。传统GPC价格低廉，使用简单，但局限性非常明显，表现为： 得到的是相对分子量 要冗长的标定过程 忽略了高分子结构的差异，如支化、缔合，构象等 只能得到有限信息 对于色谱体系的稳定性依赖程度高 02丨多检测器GPC的优势 随着技术的发展，更多的检测器带来了丰富的信息：光散射检测器，无论是MALS（多角度光散射）还是RALS/LALS（直角/小角光散射）都能以较高的准确度测试绝对分子量和分子量分布。结合粘度检测器可以用于研究分子结构和支化。多个浓度检测器可以用于分析共聚物中组分的质量分数。这些检测器的联用允许对聚合物进行的完整表征，得到绝对分子量，特性粘度，分子尺寸（Rh和Rg），以及结构信息等。 03丨案例展示 以下案例展示多检测器GPC在四种常见的合成聚合物的分析，包括PS（聚苯乙烯），PC（聚碳酸酯），PVC（聚氯乙烯），PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）。 图1显示了四种聚合物重复两次测试的RI谱图以及测量的分子量的叠加，图2显示了分子量分布叠加图。在相同的保留体积下，不同类型的聚合物的分子量存在明显差异。每种聚合物具有不同的密度，在给定分子量时会在不同的保留体积洗脱，基于光散射得到的绝对分子量不受这些差异的影响。因此无论结构差异如何，都能测得准确的分子量。 图1：四种聚合物的RI和测量的分子量的叠加图 图2：四种聚合物重复进样的分子量分布叠加图 表1给出了计算结果，包括四种聚合物的分子量（Mn、Mw和Mz），IV和Rh的平均值，以及M-H曲线的两个参数a和log k。这些值可用于样品之间的比较，但想要获得结构的完整表征，有必要使用Mark-Houwink图来查看整个分子量范围内的IV分布。 表1: 四种不同聚合物的分子量、大小和结构 图3显示了结构上的差异。PMMA在图上是z低的，而较低的IV表示较高的分子密度，表明结构更紧凑。PC具有最高的IV值，表明具有最开放的结构。PVC的密度介于PC和PS之间。 图3：四种聚合物样品的Mark-Houwink叠加图 除此之外，PVC在高分子量区域IV值减小。这表明在高分子量部分存在支化。如果不使用粘度计，就不可能获得对聚合物结构的深入了解。 在传统校正中，由于聚合物样品与标样的密度不同，只能得到“相对标样的"分子量。如图2中，基于聚苯乙烯的校准将对其他三种聚合物产生错误的分子量结果。在普适校正中，可以通过输入样品的a和k值来计算样品的真实分子量，而图3中的PVC显示出非线性的M-H曲线，表明前后的a和k值是不同的，也会导致分子量结果出现误差。 结论 Conclusion 高级多检测器GPC：OMNISEC凝胶渗透色谱仪能对高分子材料进行完整表征，是深入分析聚合物的理想技术。
高分子表征相关仪器
马尔文帕纳科提供多种高分子材料表征技术及专业的应用解决方案： ■OMNISEC 凝胶渗透色谱仪： 多检测器获得更多高分子材料信息 绝对分子量 Mw、Mn、Mz分子量分布PD 特性粘度IV 分子大小Rh及其分布 Mark-Houwink曲线及常数a、k ■Empyrean锐影智能X射线衍射仪：多应用测量切换无需人工干预 高分子材料的晶型鉴别、结晶度、取向度 聚合物结晶动力学 高分子长周期（SAXS）和短周期 高分子结构（SAXS） ■Epsilon 4 X射线荧光光谱仪：无损、快速的元素分析 高分子材料中的添加剂分析 高分子材料中的有毒重金属分析（RoHS/WEEE/ELV) ■Empyrean Nano 锐影Nano版X射线散射仪：高分子X射线表征的综合平台 1D/2D、SAXS/WAXS 均可实现 ScatterX78专业散射模块，可实现真空环境及变温测试 ■Mastersizer3000超高速智能粒度分析仪：精准控制粒度大小 催化剂粒度测试 填料（如炭黑）的粒度测试 注剂（如增塑剂）的粒度测试 ■Zetasizer Advance 纳米粒度及电位仪：多角度动态光散射 多分布样品的高分辨率粒径测量 监控胶束升温改性过程 高分子改性纳米材料的粒度控制
