Thử nghiệm GPC - Đặc tính trọng lượng phân tử polymer

Sắc ký thẩm thấu gel (GPC) là một kỹ thuật phân tích mạnh mẽ được sử dụng để tách các phân tử hòa tan theo kích thước của chúng thông qua một cột chứa đầy gel xốp. Kỹ thuật này được mô tả là một loại sắc ký sàng phân tử trong đó các mẫu được tách thành các phần cấu thành của chúng bằng cách hòa tan mẫu trong pha động và đưa mẫu qua cột xốp. Các thành phần riêng lẻ di chuyển với tốc độ khác nhau trong pha tĩnh tùy thuộc vào khả năng đi vào các lỗ khác nhau của chúng, khiến mẫu bị tách ra trong một quá trình được gọi là phân vùng vi sai.

Kỹ thuật này, còn được gọi là sắc ký loại trừ kích thước, được sử dụng rộng rãi để phân tích hóa học các loại phân tử lớn (polyme) và cũng bao gồm nhiều ứng dụng sinh hóa. Sắc ký thẩm thấu gel là phương pháp hàng đầu để đo sự phân bổ trọng lượng phân tử của các polyme phức tạp.

Để thực hiện sắc ký thẩm thấu gel, trước tiên dung môi được sử dụng để hòa tan mẫu. Chất lỏng sau đó được bơm liên tục vào lớp hấp phụ gồm các hạt gel xốp được đóng gói thành cột. Các phân tử mẫu nhỏ hơn sẽ mất nhiều thời gian hơn để đi qua cấu trúc xốp của cột và mất nhiều thời gian hơn để đi qua pha tĩnh. Ngược lại, phân tử mẫu lớn hơn không thể đi qua các lỗ tương đối nhỏ và đi nhanh qua cột. Tính chất này phản ánh khối lượng thủy động lực học của từng phân tử.

Do sự phát triển của nhiều loại gói polyme xốp được thiết kế đặc biệt, nên có thể phân tích rất nhiều trọng lượng phân tử bằng cách sử dụng cột sắc ký thẩm thấu gel. Gói sắc ký thông thường không phù hợp để phát hiện các phân tử lớn vì chúng hầu hết được giữ lại trong cấu trúc xốp rắn và không rửa giải khỏi cột.

Nhựa xốp được tinh chỉnh làm tăng khả năng tách của các cột sắc ký và có thể được điều chỉnh để cải thiện độ phân giải trong phạm vi trọng lượng phân tử cụ thể.

Sắc ký thẩm thấu gel ngày nay là một trong những phương pháp được chấp nhận rộng rãi nhất để xác định trọng lượng phân tử của các đại phân tử polymer. Phương pháp này là một phương pháp rất hiệu quả dựa trên sự khác biệt về khối lượng phân tử. Các phân tử lớn được loại bỏ khỏi các lỗ của gel và được rửa giải trước tiên. Sắc ký thẩm thấu gel tách các phân tử dựa trên sự khác biệt về kích thước của chúng. Kỹ thuật này dựa trên sự thâm nhập của các phân tử vào các khoảng trống của chất hỗ trợ xốp, chủ yếu được làm từ gel ưa nước. Nói chung, các phân tử có đường kính thủy động lực học nhỏ hơn đường kính của các lỗ trong chất mang sẽ khuếch tán vào chất nền, trong khi các phân tử có đường kính lớn hơn sẽ bị loại trừ và do đó đạt được tốc độ di chuyển nhanh hơn.

Khi nói về trọng lượng phân tử của polyme, chúng tôi không đề cập đến giá trị trọng lượng cụ thể của một phân tử mà nói chung là giá trị trọng lượng trung bình. Bởi vì các phân tử tạo nên polyme không có cùng chiều dài chuỗi và do các chuỗi có trọng lượng phân tử khác nhau tạo thành polyme nên trọng lượng phân tử được biểu thị bằng cách lấy giá trị trung bình. Trong trường hợp này, sự phân bố trọng lượng phân tử của polyme cũng rất quan trọng. Cả trọng lượng phân tử trung bình và sự phân bố trọng lượng phân tử của polyme đều được coi là quan trọng vì chúng ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu polyme và trực tiếp xác định nơi sử dụng.

Trọng lượng phân tử của polyme là tổng trọng lượng nguyên tử của từng nguyên tử tạo nên phân tử. Nó cho thấy chiều dài trung bình của chuỗi polymer của nhựa số lượng lớn. Không phải tất cả các phân tử polymer trong một lớp nhất định đều có trọng lượng phân tử giống hệt nhau. Có một phạm vi hoặc sự phân bố trọng lượng phân tử.

Trọng lượng phân tử polyme được định nghĩa là sự phân bố chứ không phải là một con số cụ thể. Bởi vì quá trình trùng hợp xảy ra để tạo ra độ dài chuỗi khác nhau. Có hai cách để mô tả trọng lượng phân tử polymer: trọng lượng phân tử trung bình và trọng lượng phân tử trung bình.

Trong số rất nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá do tổ chức của chúng tôi cung cấp cho các doanh nghiệp, còn có các dịch vụ thử nghiệm GPC và mô tả đặc tính trọng lượng phân tử polymer.