【凝胶渗透色谱(GPC)法的校准曲线】
拼译：vniversal calibration curve in gel permeation chromatography(GPC)
GPC法的校准曲线是测定高聚物分子量和分子量分布的工作曲线，亦称普适(通用)标定线。在一定的实验条件下，它可采用直接校准或第2标准物校准，通过校准曲线可以计算待测聚合物［η］=KMa关系式中的常数K、a，相当精确的平均分子量和分布宽度指数，以及加工前后分子量及其分布的变化情况。对于研究高聚物链结构中具有重要的理论和实际意义。
经典的测定分子量分布是分级法，时间长，速度慢，全凭经验试探。利用多孔性物质按分子体积大小分离，早在50年前就已报道。麦克贝恩(McBain)用人造沸石分离气体分子和低分子量的有机化合物；1953年惠顿(Wheaton)等发现许多低分子量的非离子型物质，通过离子交换树脂用水洗提、分离；1956年拉兹(Lathe)等用淀粉填充柱子，提高扩展分离范围；1959年波拉兹(Porath)等用交联的缩聚葡萄糖制成凝胶分离水溶液中不同分子量试样，并用“凝胶过滤”表示这一过程的技术发展；1964年穆尔(Moore)首次研制了高渗透疏水凝胶，从水溶液扩散到有机溶液体系，提高了分离分子量的范围，即为GPC法，是现代技术发展基础的一种新方法，具有较好的分辨能力，易于自动化，操作简便，只要实验条件选定和标准曲线的建立，就能在较短时间内得到聚合物的分级结果。GPC的校正：样品浓度和溶剂流速要低，温度和其它工作参数应恒定，再选用已知窄分布的样品为标准，以其对数lgM对保留体积VR作图，则为该聚合物在指定的实验条件下的校准曲线。1967年贝诺瓦特(Beniot)指出：当柱子、溶剂、温度、流速不变时，决定聚合物在柱保留性质的是其特性粘度和分子量的乘积［η］M，当保留值相同时，［们M相等，而与聚合物的种类和构型无关。根据这一普适原理，如果待测聚合物的［η］=KMa关系式中的常数K·a已知，则可将标样的校准曲线转变为未知样的校准曲线。近几十年来，根据普适校正原理，有关评论引起了广泛的兴趣。经验证：对于宽分布的校正，用已知的
样品在同样条件下洗提，被分析的样品
可由洗提谱图计算。1970年约翰逊(Johnson)报导：已知分子量的宽分布的校准曲线是容易建立的，但其结果比窄分布的校准精密度要差。如果得不到相同结构的已知分子量样品，可采用一条对同类型线性聚合物均适用的普适校准线。1970年，柯尔(Coll)认为：如果分离过程主要是体积排斥效应，对于线性的柔曲分子以及星形支化的分子，以［η］M表征的流体动力学体积能够成为GPC的普适校正参数。根据这一原则，直接利用宽分布样品的［η］和GPC数据计算出相当精确的分子量和该类型聚合物的K·α值。1973年阿布勒(Amller)等认为，如果GPC淋洗在良溶剂中进行，被测聚合物和标样具有相近的α值，则分子量的计算就更简化了。1969年威斯(Weiss)提出，如果应用计算机的试误程序，可获得最佳K·α值。1972年鲁丁(Rudin)指出：对于高度溶剂化的高分子级分是不真实的，在某些情况下这种校正法不适用。1978年盖勒(Gaylor)等论证：棒状刚性和长支链聚合物普适校正法存在一定偏差。1971年柯克兰(Kirkland)指出：虽然用直接校准或用第2标准物校准能完成很多有意义的工作，但要非常准确地说明GPC法的校准曲线，则还需要根据分子的几何构型校正，对曲线的反常部分如曲线的歪斜，可能柱子的超负载，吸附效应或系统设计不好而引起，则须检验，并设法校正。1989年普拉克(Prike)等用宽分布样品在同种溶剂及温度条件下的［η］和GPC谱图求解K·α方法，误差较大，繁琐，而且没有解决聚合物在不适合GPC测定的问题，1991年刘龙孝等按最优化原理由理论分析解决。1991程镕时提出：GPC检测器响应绝对定量的基本原则；可用常规GPC成功地测定高分子在混合溶剂的恒组成下和恒化学势下的折光指数增量和优先吸附系数，则将在高分子材料以外的其它领域中发挥作用。1987年桑明敏等研究了当试样分子量分布线中低于6000的分子量曲端的百分含量对试样冲击强度作图时，发现尾端百分含量越高，冲击强度越低，反映了分子量分布的精细结构对物性的重要性，1990年伯斯台德(Bersted)等也得出类似结论，他们将低分子量尾端的百分含量当“无效性能参数”，这一发现对分子量分布与性能间关系提供了一个新的判据。1967年怀尔德(Wild)等证实了校准线对星形支化聚笨乙烯适用，1971年贝雷(Berry)验证亦适用，1972年帕内尔(Pannell)不适用，1975年卡多(Kato)认为校准线对梳形支化聚苯乙烯有偏差。1990年格洛克纳(Glockner)等用温淋洗分级法成功地测定了支化聚乙烯以及乙烯－α－烯烃共聚物的支链分布。当1970年哥德哈特(Goedhart)等引用了GPC－［η］和1974年乌安诺(Ouano)等实现了GPC－小角激光光散射(LALLS)联用后，普遍地受到重视，1991年程叔耀用GPC－［η］－LALLS三联用直接研究了普适校正对长链无规支化聚乙烯中各支化级分的适用性，发现支化度因子S′≥0．4时的各支化级份普适标定均是适用的。对于共聚物表征的特殊困难是因为分子量和组成有多分散性，1985年徐懋等提出了一个新的参数表征试样的组成不均匀性，用双检测器和1989年徐种德等用交差分级法结合双检测器的GPC分别测定了PET／PCL和PET／PTE多嵌段共聚物的分子量和组成分布。1985年陈德恒指出：在研究高分子结构中，利用傅里叶变换的红外光谱(FTIR，)结合GPC技术，通过GPC柱分离其组分，用紫外光(μV)检测各组分性能的含量，核磁共振(NMR)测定其结构。通过GPC校准曲线，数据处理用微机计算高聚物分子量分布变化及其影响，1991年萨多(Sato)等应用此联用技术对甲基丙烯异丁烯正反相共聚物的组分和结构进行了研究。虽然GPC理论技术的迅速发展，但高聚物品种繁多，结构复杂，仍留下一些尚未解决好的问题：如千万以上超高分子量试样的测定，由于GPC法缺少合适高渗透极限的色谱柱；带有可电离基因的聚电介质的分子量及其分布的测定比较复杂；有些高巨物很难找到合适的溶剂，而且还需要一定温度，并有毒性等。自GPC问世以来，高聚物分子量和分子量分布的测定经过50年来的发展无论在理论基础和实验技术上都已经相当完善，如GPC－［η］－LALLS三联用，不仅可以证实普适性，而且在原理上对于测定聚合物的分子量及其分布或对分离效应可作直接校正，不需通过标定线，也不涉及分子链型和线团大小，对一些新合成的试样不需先订定Mark-Houwink方程，再经普适标定线换算，避免了各个环节所引进的误差，结果可靠，此法对高分子可作详尽而全面的表征，已有多方的应用。GPC－UV－NMR和GPC－CFT－IR)的结合联用对高分子有机结构可以全面了解和其应用价值。现代技术的联用是近代一项重大进展，是高分子研究中的有力手段，其应用有待今后进一步开发。【参考文献】：1 Christopher J, et al. J appl polym sci, 1980,25(12) :2985～ 29922 Lecacheux D, et al. J Liquid chromato graphy, 1982,5(2): 217～2283 钱永芳．高分子学报，1988，1∶7～114 Holdcroqt S．J polym su，1991，29(13)∶1585～15885 施良和．1991年全国高聚物分子量和分子量分布论文报告及讨论会，1991，2～3(武汉大学钱永芳高级工程师撰；田炳寿审)