Впервые прибор для гель-хроматографического анализа поли­меров выпущен фирмой “Waters” в 1964 году, спустя пять лет после открытия метода. Сегодня жидкостные хроматографы для анализа молекулярно-массового распределения (ММР) полимеров выпускают­ся во всех промышленно развитых странах, в России известны хрома­тографы серии ХЖ. К числу последних модификаций зарубежных приборов относится гель-хроматограф фирмы “Waters Chem. Div.” с вискозиметром для определения молекулярной массы, ММР, а также степени ориентации макромолекул. Карусельная конструкция прибора позволяет одновременно испытывать 16 образцов.

Блок-схема хроматографа включает:

О Блок дегазатора - служит для удаления газов из растворителя и способствует поддержанию одинакового количества растворителя в течение продолжительного времени.

О Блок дозатора - позволяет вовремя вводить пробу заданного объе­ма и работать в автоматическом режиме.

О Детектор - чаще всего рефрактометр или другие блоки, позволяю­щие записывать концентрацию протекающего раствора. Часто ис­пользуют измерение поглощения в УФ - области спектра, проточный вискозиметр, проточный нефелометр. Сочетание двух детекторов (мультидетекторную ГПХ) применяют при анализе макромолекул сложной структуры, молекулярной и композиционной неоднородно­сти сополимеров. Особенно перспективно использование таких детек­торов, как проточный фотометр малоуглового рассеяния света или проточный вискозиметр, совместно с традиционными - дифференци­альным рефрактометром и УФ-или ИК -спектрофотометрами. Обычно оба детектора смонтированы в одном хроматографе, и исследуемый раствор полимера последовательно переводится из одного детектрра в другой, что позволяет сразу построить интегральную или дифферен­циальную кривую распределения по составу образца.

О Колонки - важнейший блок прибора, определяющий эффектив­ность разделения. Колонки в виде трубок из нержавеющей стали, стекла или другого материала, индифферентного к растворителю и полимеру, могут быть разной длины (от 20 до 100 мм) и диаметра (от

2 до 8 мм). Поскольку метод ГПХ не является абсолютным, то каж­дую заполненную колонку калибруют, т. е. пропускают через нее по­лимерные образцы с известными молекулярными массами (ММ). Ко­лонка с известной калибровочной кривой может быть использована только в определенном интервале ММ; в случае если образец поли­мера содержит фракции с большей или меньшей ММ, они существен­но искажают форму хроматограммы, вплоть до появления паразитных пиков распределения. В связи с этим, как правило, анализ проводят на наборе колонок, фракционирующих в данной области.

О Электрическая часть - включает электронные блоки, управляющие работой насоса, дегазатора, дозатора, детектора и расходомера, по­тенциометра, записывающего сигнал детектора, терморегуляторы блоков прибора.

О В современных жидкостных хроматографах пересчет хромато­граммы в ММР полимера, включая калибровку прибора по молеку­лярной массе и коррекцию на приборное уширение, осуществляется с помощью ЭВМ. Это позволяет по принятым программам рассчиты­вать дифференциальную и интегральную ММР и усредненные значе­ния молекулярной массы. Специальные микропроцессоры управляют работой блоков прибора по заданной программе.

Пример записи условий эксперимента, проводимого методом гельпроникающей хроматографии. Установка состоит из следующих основных элементов: насос модели 6000А, дозатор проб U 6К и диф­ференциальный рефрактометр R 401. В установку входят также 3 раз­делительные коло! Iки ^каждая длиной 300 мм и с внутренним диамет­ром 8 мм. Колонки заполнены SDV-Gel 5, который имеет диаметр пор 103, 104 и 105 A (Polymer-Standard-Service, PSS, Mainz). Температура исследования составляет 22°С и скорость пропускания 1,0 мл/мин. В качестве растворителя используется тетрагидрофуран, объём впрыска 100 мкл при концентрации пробы 6-10 r/л. Универсальная калибровка производится по полистиролу с молекулярной массой 104- 106 г/моль.

ГПХ позволяет изучить тонкие изменения в химической структуре полимеров и определить полное ММР, а потому широко используется в химии полимеров [57]. В промышленном производстве эластомеров метод ГПХ может быть применен для оперативного кон­троля качества серийно выпускаемой продукции и соответствующей корректировки технологического процесса, а также при разработке и совершенствовании технологии получения эластомеров с заданными свойствами [58]. Гель-хроматографы можно включать в автоматизи­рованные системы управления технологическими процессами с отбо­ром проб на анализ непосредственно из реактора. Длительность ана­лиза, включая подготовку пробы, составляет 20-30 минут.