。当单分散
值变大。
2、分离机理：
。随着分子量分布变宽，
凝胶色谱也称体积排斥色谱、凝胶过滤色谱或凝胶渗透色谱，属于液相色谱中的一种。关于GPC的分离机理有多种解释，但目前较通用的一种理论是排斥体积理论。色谱柱内填充凝胶，凝胶内具有一定大小分布的孔隙。当样品进入时，体积大的分子不能渗透到凝胶孔隙中而受到排斥，保留时间短，中等体积分子产生部分渗透，而小分子可渗透到凝胶中，在色谱柱中保留的时间长。于是当聚合物流经色谱柱时，样品分子按分子大小顺序由柱中流出完成分离，由洗脱体积可得知分子量大小。
色谱柱总体积为Vt，载体骨架体积为Vg，载体中孔洞总体积为Vi，载体间体积为V0，则 Vt＝Vg＋V0＋Vi
V0和Vi之和构成柱内的空间。溶剂分子体积远小于孔的尺寸，在柱内的整个空间（V0＋Vi）活动；高分子的体积若比孔的尺寸大，载体中任何孔均不能进入，只能在载体粒间流过，其淋出体积是V0；高分子的体积若足够小，如同溶剂分子尺寸，所有的载体孔均可以进出，其淋出体积为（V0＋Vi）；高分子的体积是中等大小的尺寸，它只能在载体孔Vi的一部分孔中进出，其淋出体积Ve为
Ve＝V0＋KVi
K为分配系数，其数值0≤K≤l，与聚合物分子尺寸大小和在填料孔内、外的浓度比有关。当聚合物分子完全排除时，K＝0；在完全渗透时，K＝1（见下图）。当K＝0时，Ve＝V0，此处所对应的聚合物分子量是该色谱柱的渗透极限（PL），GPC仪器的PL常用聚苯乙烯的分子量表示。聚合物分子量超过PL值时，只能在V0以前被淋洗出来，没有分离效果。
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V0和Vg对分离作用没有贡献，应设法减小；Vi是分离的基础，其值越大柱子分离效果越好。制备孔容大，能承受压力，粒度小，又分布均匀，外形规则（球形）的多孔载体，让其尽可能紧密装填以提高分离能力。
柱效的高低，常采用理论塔板数N和分离度R来作定性的描述。测定N的方法可以用小分子物质作出色谱图，从图上求得流出体积Ve和峰宽W，以下式计算N值：N＝（4Ve／W），N值越大，意味着柱子的效率越高。“l”、“2”代表分子量不同的两种标准样品，Ve,1、Ve,2、W1，W2为其
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淋出体积和峰宽，分离度R的计算为，若R≥1，则完全分离。
上面阐述的GPC分离机理只有在流速很低，溶剂粘度很小，没有吸附，扩散处于平衡的特殊条件下成立，否则会得出不合理的结果。
实验测定聚合物GPC谱图，所得各个级份的分子量测定，有直接法和间接法。直接法是指GPC仪和粘度计或光散射仪联用；而最常用的间接法则用一系列分子量已知的单分散的（分子量比较均一）标准样品，求得其各自的淋出体积Ve，作出logM对Ve校正曲线。
logM＝A－BVe -----------------------------------------（1） 当logM＞logMa时，曲线与纵轴平行，表明此时的流出体积（V0）和样品的分子是无关，V0
即为柱中填料的粒间体积，Ma就是这种填料的渗透极限。当logM＜logMd时，Ve对M的依赖变得非常迟钝，没有实用价值。在logMa和logMd点之间为一直线，即式（1）表达的校正曲线。式中A、B为常数，与仪器参数、填料和实验温度、流速、溶剂等操作条件有关，B是曲线斜率，是柱子性能的重要参数，B数值越小，柱子的分辨率越高。
上述订定的校准曲线只能用于与标准物质化学结构相同的高聚物，若待分析样品的结构不同于标准物质，需用普适校准线。GPC法是按分子尺寸大小分离的，即淋出体积与分子线团体积有关，利用Flory的粘度公式：
R为分子线团等效球体半径。[η]M是体积量纲，称为流体力学体积。众多的实验中得出[η]M的对数与Ve有线性关系。这种关系对绝大多数的高聚物具有普适性。普适校准曲线为
Log[?]M＝A’－B’Ve --------------------------------- （2） 因为在相同的淋洗体积时，有
[η]1M1＝[η]2M2 ------------------------------------- （3） 式中下标1和2分别代表标样和试样。它们的Mark－Houwink方程分别为
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K1、K2、α1、α2可以从手册查到，从而由第一种聚合物的M-Ve校正曲线，换算成第二种聚合物的M-Ve曲线，即从聚苯乙稀标样作出的M-Ve校正曲线，可以换算成各种聚合物的校正曲线。
3、仪器简介：
沃斯特公司是生产色谱仪的专业厂，自1965年该公司200型GPC仪问世后，各种型号的GPC仪陆续出现。本实验所用仪器为沃斯特1515型凝胶色谱仪，该仪器主要由下列部分组成：
1）泵：1515型高精度单元泵，柱压可达6000Psi。流速为0.01~10 mL/min，流速精度：0.1%。 2）进样器：本仪器为717型全自动进样器。
3）色谱柱：三根WATERS STYRAGEL凝胶柱串联组合（HT3：分子量范围 500～30000，HT4：分子量范围 5000～600000，HT5：分子量范围 50000～4×10）。色谱柱与进样器相连接处接有保护柱，保护柱中有过滤片，以防色谱柱污染、堵塞。
色谱柱置于恒温柱箱中，内有加热器，可使柱温由室温升至120℃。 4）检测器：2414型示差折光检测器。
5）数据处理系统：Breeze色谱工作软件，内置ORACLE数据库。可进行方法组设置，方便处理大量数据，并得到校正曲线与未知样品定量结果，多种积分事件设置，方便处理各种不同峰形与分离程度的色谱图。可高精度的测定聚合物分子量，提供自定义的多种校正方法及分子量分布形式。
另外还有些附助设备，如溶剂净化（除气）系统及储瓶、样品过滤器、废液储瓶等。 二、实验操作：
1、溶剂的选择：溶剂的选择原则是，溶解性能好、纯度高、毒性低、粘度小、沸点较高。对载体不起化学反应。以示差折光为检测器时，所选溶剂折光指数和试样折光指数相差要大；使用紫外检测器，要考虑溶剂在所选用的波长范围内没干扰。
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本实验所选溶剂为色谱级THF。
2、标样的选择及配制：根据欲测试样的分子量范围，选择五种或五种以上不同分子量的标样（使欲测试样的分子量范围都落在标定曲线的直线部分）。其浓度参考下表。
分子量和浓度的关系
分子量范围（Mw） 20,000以下 34,000～200,000 400,000～200,000 2,000,000 试样浓度 0.5% 0.25% 0.1% 0.05% 配好的标样待溶解好，过滤后，可用来做标定曲线。 3、试样的配制：样品经充分溶解后，过滤后装入样品瓶中。
浓度参照配制标样的分子量和浓度关系表。本实验配制0.25%的THF溶液(5 mg 溶于2 mL THF中)。
4、进样：自动进样，进样体积80微升（计算机操作）。
5、数据处理：Breeze软件处理，得出样品的分子量及分子量分布系数。
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苯乙烯的溶液聚合及聚合物分子量的表征
在装有温度计以及球形冷凝管的100 mL两口反应瓶中，加入20 mL苯乙烯、20 mL甲苯以及0.3 g过氧化苯甲酰。电磁搅拌下，加热逐步升温至95 C，并在95 C下反应2～3 h。冷却，将10 mL所得产物慢慢倒入盛有100 mL95％乙醇的烧杯中，边倒边搅拌，使聚苯乙烯沉淀出来。然后用布氏漏斗抽滤，沉淀用少量乙醇洗涤，转移到表面皿上，在50 C真空烘箱中干燥，称重，计算产率。
产品干燥后，利用凝胶色谱仪测定其分子量以及分子量分布（原理见附件）。
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苯乙烯乳液聚合
在装有搅拌器、温度计以及球形冷凝管的250 mL三口反应烧瓶中，加入0.5g 十二烷基硫酸钠、80 mL蒸馏水，搅拌使乳化剂混合均匀。加热升温，当反应液温度达到80 oC左右时，加入15 mL单体苯乙烯。适当提高搅拌速度搅拌5分钟使单体乳化。然后调节搅拌速率，加入已配制好的过硫酸钾溶液（0.3～0.4 g过硫酸钾溶于20 mL蒸馏水中），升温至88～90oC，并维持在此温度下反应1.5 h，停止反应。
取一半乳液倒入250 mL烧杯中，慢慢加入AlCl3（＜2 g），迅速搅拌，使乳液凝聚。然后，用布氏漏斗抽滤，聚合物用水（80 oC左右约800 mL）洗涤至滤液用0.1％ AgNO3溶液检验无Cl为止。
将抽滤干的放于50～60 oC烘箱中烘干，称重，计算转化率。
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苯乙烯－二乙烯苯悬浮共聚合
在装有搅拌器、温度计以及球形冷凝管的250 mL三口反应烧瓶中加入100 mL蒸馏水和数滴(5～6)亚甲基蓝溶液，调整好搅拌片的位置（使搅拌片上沿与液面持平）。加入10 mL 5％聚乙烯醇，开动搅拌，并缓慢加热，升温到40 oC后停止搅拌。将事先在小烧杯中溶解好的含有0.4 g 过氧化苯甲酰、20 mL 苯乙烯和5 mL 二乙烯苯的混合液倒入三口瓶中，控制搅拌速度使液滴分散成大小合适的油珠（约小于小米粒）。以每分钟1～2 oC的速度升温至80～85 oC之间，反应2h（此阶段应尽可能避免调节搅拌速度和停止搅拌，以防小球不均匀和发生粘连）。当小球定型后（用滴管取出少量样品，置于载玻片上，在显微镜下进行观察），再升温至95 oC，继续反应1.5～2 h，使小球进一步硬化。停止反应，用热水洗涤小球两次，再用蒸馏水洗涤两次，抽滤至干，80 oC干燥2 h（或者晾干），称重，计算产率。
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