藍(lán)麗丹 張奇

（四川大學(xué)高分子研究所 四川 成都 610065）

引言

聚丙烯酰胺（PAM）是一類水溶性高分子聚合物，具有調(diào)流變性、增稠、助絮凝等功能，在造紙、選礦、采油、污水處理和醫(yī)藥等行業(yè)均有廣泛的應(yīng)用[1-2]。不同分子量大小的PAM具有不同的用途，因此，PAM的分子量及其分布信息是研究PAM基礎(chǔ)而關(guān)鍵的參數(shù)。目前，測定PAM分子量的方法主要有黏度法、分級法、光散射法和GPC法[3-5]，其中GPC法可同時獲得PAM的分子量及其分布信息，成為測定PAM的分子量及其分布的有效手段。但是，常規(guī)的GPC法得到的是PAM相對于某一標(biāo)準(zhǔn)品的相對分子質(zhì)量，若分析物與標(biāo)準(zhǔn)品的構(gòu)象差別很大，所得到的結(jié)果無法反映真實的分子量及其分布信息。由于光散射測量不依賴標(biāo)準(zhǔn)品及標(biāo)準(zhǔn)品的分子構(gòu)象，因此，光散射-示差折光-粘度-GPC的聯(lián)用，可為PAM的分子量及其分布的測試提供一個理想的平臺。本文采用光散射-示差折光-粘度三檢測器GPC，建立了PAM的分子量及其分布的GPC測試方法，該方法具有結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好等優(yōu)點，可用于PAM的分子量及其分布的測試及研究。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

聚丙烯酰胺 (PAM)：Mn=150000，Sigma-Aldrich；硝酸鈉(NaNO3)、無水醋酸鈉 (NaAc)：分析純，購于成都市科隆化學(xué)品有限公司；超純水由超純水機(jī)（millipore，美國）制備。

1.2 主要儀器

光散射-示差-粘度-凝膠滲透色譜儀：Viscotek 270max，馬爾文儀器有限公司；色譜柱PL aquagel-OH MIXED-H 8um，7.5×300mm，美國 Showa Denko 公司；柱溫：35℃，流速0.7mL/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 GPC色譜條件的優(yōu)化

樣品以流動相溶解過夜，經(jīng)0.22um濾膜過濾后進(jìn)樣分析。圖1為不同流動相下PAM的色譜圖。以純水為流動相時，由于聚電解質(zhì)效應(yīng)，PAM鏈的構(gòu)象舒展而導(dǎo)致保留體積減少，同時，色譜峰變形并展寬，分子量分布失實。在流動相中添加硝酸鈉，可以增加抗衡離子的濃度，抑制PAM分子鏈的伸展，屏蔽其聚電解質(zhì)效應(yīng)。測試結(jié)果表明，以0.2M NaNO3為流動相，PAM測試值(155656)與標(biāo)準(zhǔn)值(150000)的偏差小于5%，方法具有較高的準(zhǔn)確性。鹽對聚合物的色譜分離有兩方面的影響，一方面，增加抗衡離子的濃度，削弱高分子鏈間相互排斥作用及樣品與色譜柱間的作用；另一方面，鹽濃度的增加，會使色譜柱壓力增加，對儀器的保養(yǎng)及維護(hù)產(chǎn)生不良影響。圖2為不同NaNO3濃度下PAM的色譜圖，可以看出，在所考察的鹽濃度范圍內(nèi)，鹽濃度的大小對PAM的色譜行為無明顯影響，考慮到鹽濃度過高，色譜柱壓力大，易損壞色譜柱，實驗最終選定0.2M NaNO3為PAM的流動相。

2.2 方法重現(xiàn)性研究

以0.2M NaNO3為流動相，對同一樣品重復(fù)5次測定，如表1所示，測試結(jié)果具有良好的重現(xiàn)性。

表1 PAM的GPC測試結(jié)果重現(xiàn)性

3 結(jié)語

本研究建立了基于光散射-示差折光-粘度-凝膠滲透色譜聯(lián)用技術(shù)的PAM分子量及其分布的GPC測試方法。在優(yōu)化的色譜條件下，PAM的分子量測試值與理論值偏差小于5%，重復(fù)性測試結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%。該方法具有操作簡單、結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好等優(yōu)點，可用于PAM的分子量及其分布的日常監(jiān)測，為建立詳細(xì)的高分子制品分子量及其分布與性能之間的關(guān)系提供可靠的數(shù)據(jù)。