两亲聚合物的凝胶渗透色谱（GPC）方法

更新时间：2025-12-22

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两亲聚合物的凝胶渗透色谱（GPC）测试核心是根据亲疏水嵌段比例选择适配的流动相体系、消除样品吸附与聚集，从而精准测定分子量（

Mn、Mw

）和分子量分布（PDI），以下是通用方法流程及关键注意事项：

两亲聚合物易残留催化剂、未反应单体，且在溶液中可能发生分子聚集，必须严格纯化和制样：

样品纯化
采用沉淀 - 洗涤 - 干燥法：将聚合物溶于良溶剂（如 THF、二甲基甲酰胺 DMF），逐滴加入过量不良溶剂（如正己烷、甲醇）沉淀；过滤后用新鲜不良溶剂洗涤沉淀 2~3 次，去除小分子杂质；最后置于真空干燥箱，40~60℃干燥 12~24 h，除去残留溶剂。
制样操作

浓度控制：称取 10~15 mg 干燥样品，溶于与流动相相同的溶剂中，配置成 1~2 mg/mL 的溶液。浓度过高易导致色谱柱过载、峰形拖尾；浓度过低则信号弱，无法准确积分。
溶解与分散：超声振荡 10~15 min，确保样品溶解；若出现轻微浑浊，不可加热（避免聚合物降解），可适当补加少量良溶剂。
过滤除杂：用0.45 μm 滤膜过滤溶液 —— 有机相体系用有机相滤膜（如聚四氟乙烯 PTFE 材质），水相体系用水系滤膜（如纤维素酯材质），防止不溶性颗粒堵塞色谱柱筛板。

两亲聚合物的亲疏水比例差异大，需针对性选择流动相，核心原则是流动相能溶解聚合物，且不与色谱柱填料发生吸附作用。

聚合物类型（亲疏水占比）	推荐流动相体系	色谱柱选择	关键测试条件
疏水嵌段占比高（如 PEG-b-PS、PEG-b-PtBA）	色谱纯四氢呋喃（THF）、氯仿或 DMF	聚苯乙烯 - 二乙烯基苯凝胶柱（如 PLgel Mixed-C）	1. 柱温：30~35℃ 2. 流速：1.0 mL/min 3. 检测器：示差折光检测器（RI）
亲水嵌段占比高（如 PEG-b-PAA、PEG-b-PVP）	水相缓冲液（如 0.1 mol/L 磷酸盐缓冲液、0.5 mol/L NaCl 水溶液）	亲水性凝胶柱（如聚甲基丙烯酸酯柱）	1. 柱温：30~40℃ 2. 流速：0.8~1.0 mL/min 3. 流动相需超声脱气 30 min，防止气泡干扰检测器 4. 加电解质（如 NaCl）抑制聚合物在柱上的吸附
亲疏水比例均衡（难溶于单一溶剂）	混合流动相（如 THF - 水 = 1:1、DMF - 水 = 3:1）	耐溶剂型亲水凝胶柱	需试验不同混合比例，确保聚合物无聚集；流动相需提前预混均匀并脱气

GPC 是相对测定方法，需用与样品极性匹配的标样绘制标准曲线，否则会导致分子量测定偏差：

色谱柱平衡：测试前用流动相冲洗色谱柱 30~60 min，直至检测器基线平稳（基线波动＜0.1 mV），确保柱内填料充分溶胀。
进样测试：取 20~50 μL 过滤后的样品溶液进样，记录色谱流出曲线（横坐标保留时间，纵坐标检测器响应值）。
数据计算：通过 GPC 工作站软件，将样品的保留时间代入标准曲线，计算得到 $Mn$ （数均分子量）、 $Mw$ （重均分子量），进而得到 PDI = $(Mw/Mn)$ 。

常见问题	产生原因	解决措施
保留时间过长、峰形拖尾	聚合物在色谱柱上发生吸附	水相体系加电解质（如 NaCl）；有机相体系更换极性更强的流动相（如 DMF）
出现两个色谱峰	样品中存在未反应的小分子单体 / 均聚物；或聚合物分子聚集	增加沉淀纯化次数；降低样品浓度；超声延长溶解时间
分子量测定值与 NMR 计算值偏差大	标样与样品极性不匹配	有机相用 PS 标样，水相用 PEG 标样；备注 “相对分子量，以 XX 标样计"
基线波动大	流动相含气泡；检测器未预热	流动相超声脱气；检测器提前预热 1 h 以上