凝胶渗透色谱填料的制备方法(凝胶渗透色谱填料的制备原理)

在生活中，很多人可能想了解和弄清楚凝胶渗透色谱填料的制备的相关问题？那么关于凝胶渗透色谱填料的制备方法的答案我来给大家详细解答下。

凝胶渗透色谱填料是根据聚合物的分子量大小不同进行分离，由于聚合物的种类繁多，分子量分布范围很广（102~108），凝胶填料必须有各种不同孔径大小的规格，才能满足实际应用中对各类聚合物分离的需求。当前应用最广泛的凝胶填料有多孔硅胶和交联聚苯乙烯凝胶，这两种凝胶填料都可以制备成含有多种孔径的产品系列。

在这里，我们介绍一下多孔硅胶和交联聚苯乙烯凝胶的制备方法。

1．多孔硅胶的制备：

制备多孔硅胶一般可采用两个步骤，首先制备球形多孔硅胶，然后根据需要在一定条件进行扩孔处理。球形多孔硅胶的制备方法有：一是硅酸钠（水玻璃xNa2OySi02）和硫酸或盐酸的反应液中和后，喷雾于油相成球；或者硅酸乙酯采用悬浮聚合的方法水解聚合，这种方法可获得细颗粒的硅微球。多孔硅胶常用的扩孔法有热液法、浸盐焙烧法等。浸盐焙烧法制备多孔硅胶的一般流程是多孔硅胶的制备、硅微球高温扩孔、硅微球的后处理、硅微球去极性等。

盐的种类对扩孔产生很大影响，由于扩孔实际上是一种化学侵蚀过程，碱性盐如碳酸钠、醋酸钠比酸性盐扩孔效果好。熔点低的盐可在较低温度扩孔，熔点高的盐适宜在较高的温度扩孔。对于同一种盐，则焙烧温度和盐的用量对扩孔有重要的影响。

经过扩孔处理的硅微球,倒入去离子水中进行清洗,必须小心地将硅微球上附着的盐清洗干净。洗涤后的硅微球加入一定浓度的盐酸，除去微量金属元素，可以避免在进行色谱分离时，微量金属对聚合物产生的吸附作用。

未经化学处理的多孔硅微球的表面上存在着微量的极性基团(羟基)，色谱分离中它会对样品中的极性组分产生强烈的吸附作用，干扰凝胶渗透色谱的空间排斥作用和组分的淋出，最终严重地影响分离效果并导致实验结果产生误差。因此，需要对硅微球表面的羟基进行钝化处理。纯化处理的方法很多，主要是采用改性剂对羟基进行封闭处理，改性剂有低级醇、gao级醇、二元醇、三甲基氯硅烷、六苯基三硅氮烷、六甲基二硅氮烷等，其中以六甲基二硅氮烷处理结果更好。

2. 交联聚苯乙烯凝胶的制备：

1964年，Moore最先采用苯乙烯单体和交联剂二乙烯基苯在大量稀释剂存在下，成功研制出交联聚苯乙烯凝胶。

在交联聚苯乙烯凝胶的合成反应中，主要是控制其成球与成孔的过程，一般是采用悬浮聚合的方法得到球形颗粒，在单体油相中加稀释剂成孔，通过控制交联剂含量和稀释剂的种类得到不同孔径的产品。

交联聚苯乙烯凝胶的成球过程主要在于选择合适的分散体系（以悬浮剂为主）、搅拌速度及反应条件，从而得到粒度小而分布窄的产品。目前使用的悬浮剂有：聚乙烯醇、明胶、磷酸钙-十二烷基磺酸钠盐等。

交联聚苯乙烯凝胶的成孔方法是在油相中加入不参加反应的稀释剂，稀释剂分散在微粒中并占据一定的体积，聚合反应后多孔骨架固定下来，然后蒸发掉稀释剂，进而形成多孔微球。交联聚苯乙烯凝胶孔径的调节主要依赖于稀释剂的性质。稀释剂对聚苯乙烯是良溶剂，则聚合物在凝胶之后出现相分离，而溶胀在稀释剂中，这样得到孔径较小的凝胶。若在稀释剂中逐渐加入bu良溶剂的组分，聚合物由于溶解不好，在凝胶点之前就出现相分离。相分离时，由于交联不充分，使聚合物部分收缩，稀释剂的液滴容易合并在一起而形成大孔。

实验还表明，稀释剂的性质不仅对孔径大小有影响，而且对孔容、骨架形式都有重大的影响。凝胶的孔径和孔度与单体中二乙烯基苯的含量即共聚产物的交联度有关。当二乙烯基苯的含量给定时，聚合产物的孔径和孔度可由惰性稀释剂的种类、组成和多寡来加以控制。因此，当改变稀释剂的性质，就能改变凝胶孔洞尺寸大小，从而改变对大分子的可渗透性。当改变苯乙烯和二乙烯基苯的比例时，可以得到不同硬度的凝胶。

影响成孔过程的另外一个重要因素就是聚合反应条件，需要严格控制反应速度。反应速度过快，容易引起局部过热，或收缩不均匀产生缩孔或影响孔径分布。通常采用缓慢均匀升温，使用复合引发剂和改变引发剂用量，以控制成孔过程。

综上所述，交联聚苯乙烯凝胶合成的难点在于，小孔径的凝胶要求高孔度，低溶胀度。而大孔径的凝胶要求高的机械强度，这些问题需在凝胶的制备过程中加以研究和进行必要的调节。