图1. 流量稳定性对淋出体积的影响;黑色摩尔质量分布曲线代表实际摩尔质量,红色和绿色摩尔质量分布曲线是根据流速内部标准以±1ml进行校准得到。
现象:在GPC/SEC仪器中,泵流量出现了微小的不稳定。
问题:极小的流量不稳定对被测样品的摩尔质量值有哪些影响?
GPC/SEC的工作原理是通过流体动力学体积(Vh)来分离聚合物,这就确定了聚合物在柱子上的停留时间和在GPC/SEC中有重要意义的淋出体积Ve。通过一条合适的校准曲线表示出样品淋出体积与摩尔质量相互制约的关系,可以看出,样品淋出体积的变化会导致摩尔质量发生变化(参阅图1)。淋出体积的微小波动是因为欠佳的泵的流量稳定性,从而获得错误的和不可重复的结果,这是流量稳定性对GPC/SEC测定具有重大的意义第一个原因。第二个原因在于流体动力学体积下的摩尔质量,Vh与摩尔质量不是线性关系。从logM对Ve的校准曲线可以看出,淋出体积3%的线性误差便能导致摩尔质量确定上的大误差(参阅表1)。另外,校准曲线的斜率也对所产生的误差大小有影响,校准曲线越陡峭其传递的误差也越大。
表1. 聚苯乙烯测定中,进行和不进行流速校正的结果比较
现如今,优良的理想的GPC/SEC泵工作非常稳定,并没有大的误差,尽管这样仍在不是同一天的测量中存在流量稳定性的小误差。为了补偿这个误差,不用每次新的测量都必须要进行新的校准,这里提供了一个“流量标记”或“内部标准”,测量时掺入一种低分子量单分散的物质,校准物质以及样品的淋出体积使流量标记的参考值标准化,以达到一个精确的和可重复的分子量确定,并减少校准消耗。
结论
■淋出体积是GPC/SEC测定中的首要信息。
■在GPC/SEC的校准曲线中,淋出体积数轴成线性而摩尔质量数轴成对数分布。
■淋出体积Ve小的线性误差,便可导致摩尔质量的大误差。
■校准曲线的斜率也会产生摩尔质量的误差。
■内部标准的方案补偿了在校准和测量中的流速区分,从而减小了摩尔质量确定的误差。
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何发
2020-05-27
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