Жидкостная хроматография при высоких давлениях - Энгельгардт Х.
Скачать (прямая ссылка):
0,5 до 1 см3/г, т. е. удвоении его, участвующий в разделении объем пор увеличивается в колонке только примерно на 30% [18].
Наряду с объемом пор важную роль играет разделительная способность колонки. Из-за более низких коэффициентов диффузии молекул полимеров в ситовой хроматографии значение h всегда больше, чем при разделении проб с меньшей молекулярной массой на таких же колонках. Поскольку даже узкая полимерная фракция представляет собой дисперсию, в результате разделения этой фракции на разделительной колонке пик оказывается размытым и кажущееся значение h увеличивается. Величина h достигает наибольшего значения в тех случаях, когда максимум распределения пор по размерам приблизительно совпадает с диаметром клубка фракции полимера [19]. Для характеристики разделительной способности колонки в ситовой хроматографии следует использовать только значения h, полученные для полностью исключенной пробы или для наименьшей молекулы, лучше всего для индивидуального вещества с определенной молекулярной массой.
Рабочий объем пор и разделительную способность системы можно увеличить, последовательно соединяя несколько колонок или пропуская пробу вновь через ту же самую разделительную колонку, т. е. осуществляя циркуляцию. Циркуляция целесообразна, только если размывание полосы в коммуникациях и насосе незначительно. Внеко-лоночное размывание (см. гл. II, разд. Ж) в ситовсй хроматографии может значительно ухудшить разделительную способность, так как при этом h увеличивается для всех веществ. Особенно это заметно, когда разделение проводят на коротких разделительных колонках (L< 15 см) с малым Vk- Так, если длина колонки составляет примерно 10 см, то с увеличением диаметра от 3,2 до примерно 8 мм объем
208
Глава IX
ее увеличивается приблизительно в 6 раз, а число теоретических тарелок, если колонка заполнена частицами размером ~ 6 мкм, возрастает только чуть больше чем в 3 раза (от 1500 до 5000) [18]. Это говорит о размывании полосы вне колонки.
В. Неподвижные фазы для ситовой хроматографии
Неподвижные фазы для ситовой хроматографии были рассмотрены в гл. V-Г. Большинство неподвижных фаз, используемых в классической гель-хроматографии, не пригодны из-за их сжимаемости. Некоторые сильносшитые полимеры, например (х-стирагель 500 или гель полиакрилэтиленгликоля, еще пригодны для работы при давлениях до примерно 50 атм.
Колонки для ситовой хроматографии при высоких давлениях заполняют устойчивыми к давлению твердыми фазами с жесткой матрицей, например силикагелем. Эти материалы по сравнению с «мягкими» гелями имеют некоторые преимущества: ими легче заполнять колонку, их не нужно выдерживать в элюентах для набухания, проницаемость колонок, заполненных такой насадкой, не зависит от давления. Разделение можно проводить с различными элюентами, так как за набуханием геля следить не надо. При смене элюента состояние насадки не меняется, поэтому смена растворителя осуществляется относительно быстро и просто. Это увеличивает возможности метода. Твердые фазы и их пористая структура устойчивы при высоких температурах почти ко всем органическим растворителям, что особенно важно, например, при характеристике полиолефинов.
Можно изготовить силикагели с диаметрами пор от 20 до 25000
А. Выпускаются силикагели, частицы которых имеют форму шариков диаметром 10 мкм и менее; средний диаметр пор их составляет от 60 до 4000 А. Их можно использовать для разделения полимеров с обычными в химии полимеров молекулярными массами. На силикагеле с диаметром пор 60 А еще можно разделить молекулы с молекулярной массой менее 1000, а силикагель с диаметром пор около 4000 А еще не полностью исключает полимеры с молекулярной массой 7-106 [18]. На силикагеле со средним диаметром пор примерно 250 А можно разделить полисгиролы с молекулярными массами от 2000 до примерно 100000 (см. рис. IX. 1).
Недостатком этих полярных неподвижных фаз является их адсорбционная активность. Однако во многих случаях ее можно подавить, выбрав подходящий элюент (см. элюотропный ряд в табл. VI.2). Например, полисгиролы адсорбируются на силикагеле из четыреххлористого углерода (Ve > Vq), а из хлористого метилена, тетраги-дрофурана или диметилформамида они исключаются, т. е. элюируются разделенными по молекулярным массам (Ve < К0). Иногда нежелательную остаточную активность можно подавить, проведя сила-низации поверхности, например, с помощью триметилхлорсилана.
Ситовая хроматография
209
Если к поверхности прививается много углеродсодержащих групп, как, например, при получении материалов для хроматографии с обращенной фазой, то объем пор уменьшается пропорционально числу атомов углерода.
Однако такие фазы всегда имеют заметную каталитическую активность, что приводит к превращениям или необратимой адсорбции природных полимеров (белков, ферментов и т. д.) [13]. При использовании в качестве элюентов водных растворов компоненты пробы адсорбируются на таких материалах по принципу обращенных фаз (см. гл. VI, разд. Г) и разделение только по молекулярной массе становится невозможным. Применяя органические радикалы с полярными функциональными группами, можно получить химически связанные фазы, которые так же, как, например, силикагель, смачиваются водой. Часто используют [20, 21] фазу с такой функциональной группой:
