凝胶渗透色谱
凝胶过滤色谱法和凝胶渗透色谱法的区别
凝胶过滤色谱法和凝胶渗透色谱法是生物化学领域常用的两种分离和纯化方法。
它们在分子大小分离和蛋白质结构分析中发挥着重要作用。
今天，我们将深入探讨这两种方法之间的区别，以便更好地理解它们的应用和优势。
一、原理1. 凝胶过滤色谱法：凝胶过滤色谱法是一种按照分子大小分离物质的方法。
它利用具有特定孔径大小的凝胶填料，大分子无法进入凝胶孔隙而直接流出，而小分子则能够进入孔隙而被滞留，从而实现分子的分离和纯化。
3. 凝胶渗透色谱法：凝胶渗透色谱法是一种根据分子在凝胶中的渗透速度来分离物质的方法。
它利用凝胶填料形成的三维网络结构，分子在凝胶中的渗透速度与其分子大小成反比，因此分子越大，其在凝胶中的渗透速度越快，分子越小，渗透速度越慢，从而实现分子的分离和纯化。
二、区别1. 分离原理不同：凝胶过滤色谱法是根据分子大小的不同把大分子和小分子分离开来的，而凝胶渗透色谱法则是根据分子在凝胶中的渗透速度的不同进行分离的。
2. 分子范围不同：在凝胶过滤色谱法中，适用于分离分子量较大的物质，而凝胶渗透色谱法适用于分离各种分子量的物质，并且对于高分子更为有效。
3. 分离效果不同：凝胶过滤色谱法可以获得较好的分离效果，但对于高分子的分离效果不如凝胶渗透色谱法。
而凝胶渗透色谱法可以实现对高分子的高效分离。
三、应用凝胶过滤色谱法常用于分离蛋白质、多肽和核酸等生物大分子，用来检测生物大分子的分子大小和形态。
而凝胶渗透色谱法除了用于生物大分子的分离外，还可以用于溶液中各种溶质的分子量测定。
四、个人观点以上就是凝胶过滤色谱法和凝胶渗透色谱法的区别和应用。
在实际科研工作中，选择合适的色谱方法对于提高分离效率和分析准确性非常重要。
我们需要根据样品的特性和需要进行全面评估，选择合适的色谱方法进行分离和分析。
总结回顾通过本文的讨论，我们对于凝胶过滤色谱法和凝胶渗透色谱法有了更全面的了解。
这两种色谱方法在生物化学和生物医药领域具有重要的应用价值，能够帮助科研人员进行生物大分子的分离、纯化和分析，对于推动生物技术和医药领域的研究具有重要的意义。
含有金属的凝胶渗透色谱
凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC）是一种用于分离和纯化大分子聚合物的技术。
它利用了凝胶中的孔径大小来分离不同大小的分子。
当含有金属的凝胶渗透色谱时，这种技术对于金属离子的分离和纯化也是非常有效的。
在含有金属的凝胶渗透色谱中，首先需要将金属离子与适当的配体结合，以形成能够通过凝胶的络合物。
这些配体通常是一些有机分子，如有机酸、胺或螯合剂等。
这些配体能够与金属离子形成稳定的络合物，并使其能够通过凝胶的孔径。
在凝胶渗透色谱中，将凝胶装填到色谱柱中，并使用适当的流动相来将样品中的各个组分带入色谱柱。
流动相通常是一种有机溶剂或混合溶剂，用于将样品中的金属络合物溶解并带入色谱柱。
在色谱柱中，不同大小的金属络合物会根据其大小和形状被分离。
较小的络合物可以通过凝胶的孔径进入内部的通道，而较大的络合物则会被排斥在外。
随着流动相的流动，金属络合物会根据其大小在不同时间流出色谱柱。
较小的络合物会先流出色谱柱，而较大的络合物则会后流出。
通过收集流出液并进行后续的金属离子还原或络合剂去除等处理，可以得到高纯度的金属或金属化合物。
含有金属的凝胶渗透色谱具有分离效果好、操作简便、纯化效率高等优点。
它被广泛应用于各种金属离子的分离和纯化，特别是在贵金属回收、稀土元素分离以及环境样品分析等领域中有着广泛的应用。
总的来说，含有金属的凝胶渗透色谱是一种非常有效的分离和纯化技术，可以用于各种金属离子的处理和分析。
随着科学技术的不断发展，这种技术也将不断完善和改进，为金属离子分离和纯化提供更加高效和便捷的解决方案。
凝胶渗透色谱(GPC)
凝胶渗透色谱（GPC）1. 简介凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC）是一种常用的分离和分析高分子化合物的方法。
该技术基于样品中高分子与凝胶基质之间的相互作用特性进行分离，并通过检测其分子量进行定性和定量分析。
2. 原理GPC的原理基于高分子在溶剂中形成的动态螺旋结构。
在这个多孔的凝胶基质中，高分子可以通过不同的速度渗透进入孔隙中，较大分子量的高分子会更难进入孔隙，而较小分子量的高分子则相对容易进入。
因此，在GPC中，高分子化合物会根据其分子量的大小在凝胶柱中得到分离，从而实现对样品的分析。
3. 实验操作3.1 样品制备：将待分析的高分子化合物溶解在合适的溶剂中，得到样品溶液。
确保样品溶液中没有明显的悬浮物或杂质。
3.2 柱装填：将凝胶柱装入色谱柱座，并根据柱座的要求进行调整和固定。
3.3 校准：使用一系列已知分子量的标准品进行校准。
将标准品溶液以一定流速注入凝胶柱中，记录各标准品的保留时间。
3.4 样品进样：使用自动进样器或手动进样器将样品溶液以适当流速注入凝胶柱中。
3.5 分离：样品在凝胶柱中进行凝胶渗透分离，不同分子量的高分子以不同的速度通过凝胶基质，完成分离。
3.6 检测：通过不同的检测器检测凝胶柱中流出的样品，常用的检测器包括紫外-可见光谱检测器、折光率检测器等。
3.7 数据处理：根据标准品的保留时间和已知分子量，结合样品的保留时间，计算出样品的分子量。
4. 应用领域GPC广泛应用于高分子化合物的分析和研究领域。
主要应用包括但不限于以下几个方面：•分析聚合物的分子量分布：通过GPC可以获得聚合物样品的分子量分布情况，了解样品中分子量大小的范围和占比，有助于进一步研究和应用。
•聚合物纯度分析：GPC可以用于判断聚合物样品的纯度，通过检测样品中的低分子量杂质，评估样品的纯净度。
•聚合物杂质分析：GPC可以用于分析聚合物样品中的杂质物质，如副产物、残留单体等。
凝胶渗透色谱法的原理
凝胶渗透色谱法的原理
凝胶渗透色谱法（Gel Permeation Chromatography, GPC），也称为分子筛色谱法，是一种基于溶液中分子大小分离的技术。
该技术被广泛应用于生化、制药、
食品、环境等领域中，用于分离、纯化、鉴定高分子化合物。
凝胶渗透色谱法的原理是利用一系列具有不同孔径大小的凝胶颗粒（Gel）填
充在柱中，样品在柱内由于凝胶颗粒的孔径大小不同而被分离。
样品分子大小与孔径大小相似的凝胶颗粒被卡在凝胶层内部，而分子大小较小的样品则能够进入凝
胶颗粒内部，从而在凝胶层内通过相互作用分离出来。
分子大小大的化合物被挡住，难以进入凝胶颗粒，所以在柱头出现较早的峰；分子大小小的化合物可以进入凝胶颗粒内部，所以在柱头出现较晚的峰。
凝胶渗透色谱法通常使用列柱层析法进行，样品在柱内通过输送溶液、柱内平衡等步骤，实现分离纯化。
在进行凝胶渗透色谱分析时，需要根据样品分子大小的不同选择合适的凝胶颗粒，以获得最佳的分离效果。
同时，在样品分析时还需要注意样品的稳定性、浓度等因素，以避免对分析结果的干扰。
凝胶渗透色谱法具有分离效率高、重复性好、分析速度快等优点，广泛应用于高分子材料的研究与生产领域。
凝胶色谱法
凝胶色谱法
凝胶色谱法（Gel Filtration Chromatography，GFC）是一种分子量分离技术，也叫做渗透色谱。
它是利用物理吸附作用将分子大小不同的物质从溶液中分离出来的方法。
凝胶色谱法是一种色谱技术，其原理是利用凝胶的渗透性和物理吸附作用，将混合物或溶液中的复杂分子按照相对分子质量分离出来。
它的工作原理是：将需要分离的溶液液体流过一个凝胶填料并在填料上分离，凝胶填料中存在的空隙可以将溶液中分子按照体积大小分离出来，从而实现对溶液中的分子的分离。
凝胶色谱法的应用范围很广，主要用于生物分析、分子重组、抗原表位分析等实验中的分子量分离，也用于研究分子大小、蛋白质结构及功能。
凝胶渗透色谱
凝胶渗透色谱目录一、基本原理 (2)1.1 凝胶的特性 (2)1.2 色谱的分离原理 (3)1.3 凝胶渗透色谱在分离技术中的应用 (5)二、仪器设备 (6)2.1 凝胶渗透色谱仪的主要组成部分 (7)2.2 主要性能指标及选择 (9)2.3 仪器设备的清洁与维护 (9)三、样品前处理 (11)3.1 样品的选择与制备 (11)3.2 样品浓缩与净化 (12)3.3 样品检测方法的建立 (13)四、实验操作流程 (14)4.1 样品进样 (16)4.2 柱塞泵的设置与调节 (17)4.3 检测器的选择与校准 (18)4.4 数据处理与结果分析 (19)五、理论基础与数学模型 (20)5.1 凝胶渗透色谱的理论基础 (22)5.2 数学模型在凝胶渗透色谱中的应用 (23)5.3 实验数据的解释与处理 (24)六、应用领域 (26)6.1 在化学领域中的应用 (28)6.2 在生物医学领域中的应用 (29)6.3 在环境科学领域中的应用 (30)七、常见问题与解决方案 (31)7.1 常见问题及原因分析 (32)7.2 预防措施与解决策略 (33)八、实验安全与防护 (34)8.1 实验室安全规程 (36)8.2 个人防护装备的使用 (37)8.3 应急处理措施 (38)九、最新研究进展 (39)9.1 新型凝胶材料的研究与应用 (40)9.2 色谱技术的创新与发展 (41)9.3 聚合物凝胶渗透色谱法的探索 (43)一、基本原理它的基本原理是利用具有不同孔径大小的多孔凝胶颗粒作为固定相，将待分离的混合物通过凝胶柱进行分离。
在色谱过程中，待分离的混合物会与凝胶颗粒发生相互作用，从而导致不同成分在凝胶颗粒之间的分配系数和扩散速率的差异。
根据这些差异，混合物中的各个成分可以通过不同的时间顺序依次通过凝胶柱，从而实现对混合物中各组分的高效分离。
GPC的关键参数包括：凝胶颗粒的大小和形状；溶液流速；压力；洗脱剂的选择和浓度。
凝胶渗透色谱GPC课件
19
GPC色谱柱选择
按照样品所溶解的溶剂来选择柱子所属系 列
THF、氯仿、 DMF 必须选择合适的溶剂来溶解聚合物
按照样品分子量范围来选择柱子型号
样品分子量应该处在排阻极限和渗透极限范围 内，并且最好是处在校正曲线线性范围内
2
标样
聚苯乙烯(PS，溶于各种有机溶剂) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
将公式(2)代入公式(3)和(4)，则：
(5)
(6)
标样的Mw和Mn已知，将Hi,Vi代入，软件自动算出A,B值。
3
GPC分析大致步骤
根据样品的特点选择合适的GPC柱子和标 样，并且确定采用的GPC校正方法
配制标样和样品，用LCsolution进样得到色 谱图
用LCsolution GPC生成校正曲线并计算样 品平均分子量，制作报告
渐进试差法(宽分布标样校正法)
这种方法不需要窄分布样品，其标样可为1~3 个不同相对分子质量的宽分布标样(平均相对
2
分子质量精确测量， Mw和Mn为已知)，采用
窄分布标样校正法
要有5个以上的不同分子量的单分散标样来 制作校正曲线
样品最好与标样是相同的结构。
如果样品与标样结构完全一样，则结果不需再 修正
3
渐进试差法(宽分布标样校正法)
不需要窄分布标样，只需要宽分布标样 标样和样品为同一种物质
标样数量最少可以只有1个 标样的分子量Mw和Mn必须已知 标样校正曲线呈线性
3
渐进试差法(宽分布标样校正法)
在一定条件下，有： (1)
将标样色谱峰分成若干个切片，则： (2)
根据定义，有：
(3)
(4)
用重量分数W对分子量作图的曲线叫做微分分 布曲线；
第5章 凝胶渗透色谱
•
死Hale Waihona Puke 间•调整保留时间 与固定液用量有
关
• 比保留体积 相对保留值 保留指数
• 色谱过程方程: VR=VM+VR’
•
VR=VM+KVS
•
色谱的保留值与热力学系数联系起来
• 色谱流出曲线方程：——研究色谱峰形
•
塔板理论：高斯分布曲线
•
c 标准偏差：
nc0
2 tR
exp
1 2
n 1
t tR
2
3.2分离机理简介
• 在现在，虽然GPC已经得到了广泛的应用， 但是就连基本的分理机理都处在百花争鸣 的阶段。目前模型机理可分为4大类：
3.2.1平衡排除理论
• 依据色谱方程，认为分离处于平衡时，即溶质在 胶体孔洞内的停滞时间大于它扩散入与扩散出孔 洞所需的时间，分离的过程就既不受扩散控制也 不受扩散影响。
tR / n
c
c0
2
exp
t tR
2 2
2
• 描述色谱峰大小的参数：
•
峰高h h c0
2
• 峰宽Ｗ W 4
• 分离度：描述峰分离情况
R
2
tR2 W1
tR1 W2
•
分离因素：保留值 峰窄
•
• 色谱定性分析－－依据保留值
• 与已知组分的保留值相比
• 与其它分析方法连用 如ＩＲ
• 第5章 凝胶渗透色谱法
•
• 色谱原理 • 流动相:载气 • 固定相:固体吸附剂等
•
图 气相色谱对样品分离过程示意图
• 色谱谱图解析
• 一 谱图表示方法: 横坐标 时间
•
纵坐标 检测器响应信号的大小 色谱图
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能够完全进入凝胶颗粒孔穴内部的最大分子的分子量。在 选择固定相时，应使欲分离样品粒子的相对分子质量落在固定 相的渗透极限和排阻极限之间。
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应用GPC峰高法计算平均分子量
Hi： 峰高 Mi：分子量
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三、GPC仪器配置
GPC仪的组成： 泵系统、（自动）进样系统、凝胶色谱柱、 检测系统和数据采集与处理系统。
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四、实验部分
直接法：
◆把激光光散射与凝胶色谱仪联用，在得到浓度谱图的 同时，还可得到散射光强对淋出体积的谱图，从而计 算出分子量分布曲线和整个试样的各种平均分子量。
◆把GPC仪与光散射仪连用，由光散射仪连续测定聚合 物样品中各个级分的相对分子质量，由GPC仪中的浓 度示差检测器检测各个级分的浓度，就可以得到聚合 物的各种平均相对分子质量。
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校正曲线
逐一注入聚合物标样以确定分子量与保留时间的关系
ID
Time
MW
1
14.797
853000
log(M.W.) 6.0 1
2
15.559
380000
5.5
3
16.239
186000
4
16.888
100000
5.0
5
17.476
48000
6
18.032
23700
4.5
7
18.495
12200
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色谱柱：
按照样品所溶解的溶剂来选择柱子所属系列 ◇THF、氯仿、DMF。 ◇必须选择合适的溶剂来溶解聚合物。 按照样品分子量范围来选择柱子型号 ◇样品分子量应处在排阻极限和渗透极限范围内，并且 最好是处在校正曲线线性范围内。 载体是GPC产生分离作用的关键。
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GPC 仪器对载体的要求： 1. 良好的化学稳定性和热稳定性； 2. 有一定的机械强度； 3. 不易变形; 4. 流动阻力小； 5. 对试样没有吸附作用； 6. 分离范围越大越好（取决于孔径分布)等； 7. 载体的粒度愈小，愈均匀，堆积的愈紧密，色谱柱分离效率
常用固定相填料：苯乙烯－二乙烯基苯共聚物
●凝胶过滤色谱 (GFC: Gel filtration chromatography)
主要用于生命科学领域
以水溶液为流动相
常用固定相填料：亲水性有机凝胶(葡聚糖， 琼脂糖，聚丙烯酰
胺等)
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凝胶渗透色谱法(GPC)是一种新型的液相色谱。 1964年由J. C. Moore首先研究成功
由于小分子和高分子的流体力学体积相差较大，因而 GPC可以同时分析而不必进行预先分离。
一般来说从高分子材料的GPC可以同时看到三个区域： A：高分子；B：添加剂和齐聚物；C：未反应的单体和 低分子的污染物，如水。
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(1) 环氧树脂中树脂和齐聚物的同时分析 普通双酚A型环氧树脂有很宽的分子量范围 (高，中，
—— 反应开始时全部是单体；
反应进行一半，
部分单体部分聚合物； 反应终点，大部分是聚合
物，单体/聚合物比为0.15
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4、 高分子材料老化过程研究
可以研究高分子材料在使用过程中的老化，研究老化 机理。以高密度聚乙烯HDPE为例，必须加适量抗氧剂以提 高耐候性。
此法的优点是只要用一种高聚物（一般用窄分布聚苯乙烯） 作标准曲线就可以测定其他类型的聚合物，但先决条件是2种 高聚物的K和α值必须己知。
渐进试差法(宽分布标样校正法)
这种方法不需要窄分布样品，其标样可为1~3个不同相对分 子为质已量知的）宽，分采布用标数样学（处平理均方相法对得分到子渐质进量试精差确法测的量校，正曲Mw线和。Mn
8
19.005
4.0 5800
常用线性拟合或者三次方拟合
15..0
17.0
18.0
min
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GPC校正方法
窄分布标样校正法
选用与被测样品同类型的单分散性(d≤1.1)标样，先用其他方 法精确测定其平均相对分子质量，然后与被测样品在同样的条 件下进行GPC分析。
普适校正法
这种解释不考虑溶质与载体之间的吸附效应 以及在流动相和固定相之间的分配效应。
淋出体积仅仅由溶质分子尺寸和载体的孔尺 寸决定，分离完全是由于体积排除效应所致，故 称为体积排除机理。
GPC柱
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分子量校正曲线(Log M-V曲线)
由凝胶色谱图计算样品的分子量分布的关键是把凝胶色
谱曲线中的淋洗体积V转化成分子量M，这种分子量的对数
较小的分子除了能进入大的孔外，还能进入较小的孔；较大分子 则只能进入较大的孔；而比最大的孔还要大的分子就只能留在填料颗粒之间 的空隙中。
随着溶剂的淋洗，大小不同的分子就得到分离，较大的分子先被 淋洗出来，较小的分子较晚被淋洗出来。
样品
填充物颗粒
大
中
孔穴
小
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溶质分子的体积越小，其淋出体积越大。
需要GPC软件才可计算Mw
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Waters 1515型凝胶渗透色谱仪
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泵系统：
包括一个溶剂储存器、一套脱气装置和一个高压泵。 它的工作是使流动相（溶剂）以恒定的流速流入色谱 柱。泵的工作状况好坏直接影响着最终数据的准确性 。越是精密的仪器，要求泵的工作状态越稳定。要求 流量的误差应该低于0.01mL/min。
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间接法分析大致步骤:
(1) 根据样品的特点选择合适的GPC柱子和标样，并且确定采 用的GPC校正方法; (2) 配制标样和样品，用进样器进样得到色谱图; (3) 用数据采集器和GPC软件生成校正曲线并计算样品平均分 子量，制作报告。
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常见的标样：
聚苯乙烯(PS，溶于各种有机溶剂) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 聚环氧乙烷 (PEO，也叫聚氧化乙烯，溶于水) 聚乙二醇(PEG，溶于水)
凝胶渗透色谱法 GPC
贾庆岩 2013-5-3
一、绪论
体积排阻色谱法定义及分类
体积排阻色谱法(SEC)：利用多孔凝胶固定相的独特特 性而产生的一种主要依据分子尺寸大小进行分离的方法。
●凝胶渗透色谱 (GPC: Gel permeation chromatography)
主要用于聚合物领域
以有机溶剂为流动相(氯仿，THF，DMF)
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主要特点：操作简便快捷、进样量小； 数据可靠且重现性好、自动化程度高等。
应用领域： 聚合物分子量及其分布 聚合物的支化度的测定 聚合物分级及其结构分析 高聚物中微量添加剂的分析 测定高聚物的绝对分子量
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二、基本原理
凝胶渗透色谱是一种液相色谱，原理是利 用高分子溶液通过一根装填有凝胶的柱子， 在柱中按分子大小进行分离。
愈高。 LOGO
GPC载体的种类： 1. 交联聚苯乙烯凝胶； 2. 多孔性玻璃； 3. 半硬质及软质填料包括聚乙酸乙烯酯凝胶及聚丙烯酰胺凝胶； 4. 木质素凝胶等。
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检测系统：
通用型检测器：适用于所有高聚物和有机化合物的检测。有示 差折光仪检测器、紫外吸收检测器、粘度检测器。 ◇示差折光仪检测器：溶剂的折光指数与被测样品的折光指数有 尽可能大的区别。 ◇紫外吸收检测器：在溶质的特征吸波长附近溶剂没有强烈的吸 收。 ◇选择型检测器：适用于对该检测器有特殊响应的高聚物和有机 化合物。有紫外、红外、荧光、电导检测器等。
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间接法：
用已知相对分子质量的单分散标准聚合物预先做一条淋洗 体积或淋洗时间和相对分子质量对应关系曲线，该线称为“校 正曲线”。在相同的测试条件下，做一系列的GPC标准谱图， 对应不同相对分子质量样品的保留时间，以 lg M 对 t 作图，所 得曲线即为“校正曲线”。通过校正曲线，就能从GPC谱图上 计算各种所需相对分子质量与相对分子质量分布的信息。
物加入该试样中，比较前后的谱图变化，如果未知峰强 化，则很可能就是该物质。
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用强化法鉴别高分子材料中的小分子化合物的示意图 LOGO
3、 在高分子材料生产过程中的检测
(1) 丁苯橡胶在塑炼时分子量分布的 变化
在塑炼过程中定时取样分析，结果如图。 随时间的增加，高分子量组分裂解增加， GPC曲线向低分子量方向移动，经过25min以 后，高分子量组分几乎完全消失。 如果塑炼的目的就是消除该组分，那么 25min足够了。通过GPC数据可以帮助工作人
低）。GPC能快速可靠地鉴别不同类型环氧树脂的分子 量特性。
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色谱条件：
四根微粒凝胶柱(7.7mm 250mm)，孔径分别为5、 10、50和100nm，颗粒直径 10m；280nm下UV检测； 流动相为四氢呋喃，流速 1mL/min；柱温为50℃；样 品量为10L 0.2%~0.5%溶液
(J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1964, 2(2): 835-843) 以苯乙烯和二乙烯基苯在不同的稀释剂存在下制成了
一系列孔径不同的凝胶，可以在有机溶剂中分离分子量从 几千到几百万的试样；
第二年Maly用示差折光仪为浓度检测器，以体积指示 器为分子量检测器制成凝胶色谱仪，从而创立了液相色谱 中的凝胶渗透色谱技术。
经不同时间塑炼后的丁苯胶的GPC谱图
员确定塑炼时间。
塑炼时间为：0：0min；1：4min；2：5min；3： 25min；4：120min；5：180min
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(2) 控制聚合反应的终点
用GPC对聚合物进行中 间反应分析，使生产人员 能在达到预定的单体/聚 合物比后即时终止反应。
用GPC对聚合终点控制分析的示意图
柱子为玻璃柱或金属柱，内填装有交联度 很高的球形凝胶。其中的凝胶类型有很多， 都是根据具体的要求而确定(常用的有聚苯乙 烯凝胶)。然而无论哪一种填料，他们都有一 个共同点，就是球形凝胶本身都有很多按一 定分布的大小不同的孔洞。