粒徑篩析層析初學者指南

室溫GPC的應用

有機可溶性聚合物的室溫GPC應用都是在Alliance系統上進行。大多數情況下，分析使用Styragel HR管柱。由於Alliance系統中溶劑管理器的設計獨特，流速精密度優於0.075%，而且流量幾乎無脈動。無脈動流量對於光散射偵測的進行非常重要，因為幫浦脈衝會讓管柱的「細料」鬆動，導致層析圖中出現尖峰。

校正

只要是GPC分析，第一步都是先校正系統。下面是使用THF作為洗脱液，在Alliance™系統上得出的聚苯乙烯窄分布標準品校正曲線。涵蓋的分子範圍為約250-3M。管柱組由2支HR 5E（混合床）和一支HR2 (500Å)組成。在管柱加熱器中將管柱加熱至40 °C，流速為1.0 mL/min。校正曲線是五階擬合。曲線看起來不錯，但也有一些地方需要注意。曲線上顯示了每種標準品的3次進樣（每種標準品進樣3次，分別使用三個不同的樣品瓶）。所以曲線上共有39個點！（如果觀察得夠仔細，就會看到幾個標準品有非常少量分散的證據）。窄分布標準品的滯留時間再現性值小於0.04%，這個結果說明Alliance系統的流量輸送效能非常優異。有時會需要在THF以外的溶劑中進行GPC分析。

以下是使用聚甲基丙烯酸甲酯標準品的窄分布標準品校正曲線，以二甲基甲醯胺作為洗脱液。

在使用DMF時，會傾向使用PMMA，而不是聚苯乙烯，因為低分子量聚苯乙烯標準品的滯留時間往往不一致，洗脫時間會比預期來得晚。聚苯乙烯低聚物標準品（例如，分子量在大約700以下）可能會顯示超過總體積VT的滯留現象。PMMA窄分布標準品沒有表現出這種趨勢，所以是在DMF中使用的首選。此處使用了與聚苯乙烯校正相同的管柱組（2支HR 5E加上一支HR2）。唯一區別是，這些管柱填充的是DMF。將濃度為0.05M的溴化鋰加到DMF中。這是為了防止樣品和洗脱液之間的任何極性交互作用，因為大多數在DMF中執行的樣品往往具有很強的極性。至於聚苯乙烯曲線，每個標準品會進樣3次，因此曲線上會有36個校正點。與聚苯乙烯曲線相比，這條曲線上沒有那麼多分散。將管柱加熱至80°C可降低DMF的黏度。

分析高稀釋的溶液

在Alliance系統上使用dRI偵測器並以THF作為洗脱液執行表徵分析得當的寬分布聚苯乙烯標準品Dow 1683。濃度為0.15%，進樣300μL。再次進樣寬分布標準品（也是300μL），但這次的濃度為0.015%（原來的十分之一）。比較結果參見下圖。請注意，0.15%濃度的訊號約為15 mV。基線雜訊為14 uV，訊噪比>1000:1。0.015%進樣的訊號僅有1.5 mV，但仍然能得出>100:1的訊噪比，而且容易積分。流量平穩，搭配整合的除氣裝置，因此能分析高稀釋的聚合物溶液，然後依然得出可再現GPC作業所需的訊噪比。當需要執行濃度極低的高分子量樣品時，這點就非常重要。現在可以執行極低濃度，而且依然能在不犧牲訊噪比的情況下得出正確的結果。

彈性體分析

測定彈性體（天然和合成）的分子量分布是非常重要的分析技術，可用於與物理性質相關聯。彈性體配方可能非常複雜，包含各種聚合物的混合物，以及抗氧化劑、塑化劑、硫化劑、催速劑和各種填料（炭黑、二氧化鈦、二氧化矽等）。整個配方可能僅包含50%（甚至更少）的彈性體。這些配方廣泛用於汽車和航太產業，適合製造輪胎、O型環密封件等所有產品。與GPC分析中的情況一樣，首先要做的就是校正系統，這裡顯示了使用聚丁二烯窄分布標準品作為校正物的三階校正曲線。

也可以使用聚異戊二烯窄分布標準品。同樣也使用了兩支HR 5E和一支HR 2管柱，溫度保持在75°C。在彈性體的分析中，通常選擇甲苯作為溶劑。THF雖可用於許多情況，但甲苯在溶解某些彈性體（如天然橡膠，順式-1,4聚異戊二烯）時往往更有效。dRI偵測器與Alliance系統搭配使用。選擇聚丁二烯窄分布標準品，因為其結構與所研究的大多數彈性體相似。請注意，顯示多個分布重疊的應用的再現性相當出色。

以下是一些其他的相關彈性體應用：

透過GPC分析聚碳酸酯

GPC分析非常簡單，就是使用THF或二氯甲烷作為洗脱液。我們可以透過一些略有不同的樣品來判斷Alliance系統的精密度情況。使用一系列聚碳酸酯，在美國米爾福德的Alliance系統上執行GPC分析，並在美國境外Waters廠區的Alliance系統上執行相同的樣品，甚至管柱組也稍微不同。以下顯示兩地實驗室得出的結果，一致得相當驚人。

使用GPC進行水樣分析

水性GPC分析對於聚合物表徵分析化學家來說，是一系列全新的挑戰。大多數用於水性GPC分析的傳統高效能填料，是由親水性甲基丙烯酸酯凝膠所製備，含有殘留的羧酸鹽基團，讓管柱充填材料整體帶有陰離子電荷。在對水溶性聚合物進行GPC分析時，必須要知道樣品和填充材料之間可能存在電荷交互作用這一事實，除非已採取了某些步驟。理論上，如果聚合物為中性，就可以在純水中進行分析。如果聚合物帶有任何陰離子電荷，那麼使用純水作為洗脱液的話，就會被管柱篩析掉，並在空隙體積處洗脫出來。另一方面，如果聚合物整體帶有陽離子電荷（而且使用純水作為洗脱液），那麼樣品就會黏在管柱上，不會洗脫出來。只要加入電解質（例如0.10M硝酸鈉），就可以簡單克服這些離子問題。_.就算是中性樣品，使用0.10M硝酸鈉作為洗脱液也是不錯的。使用正確的洗脱液需要克服的一些問題（請參閱水溶性聚合物溶劑選擇指南）如下所示：

分子內靜電交互作用 - 聚電解質會因為分子本身的電荷而膨脹。
離子篩析 - 樣品聚電解質和填充材料帶有相同的電荷（例如，均為陰離子）。
離子存留 - 聚電解質的電荷與填料的電荷相反；樣品會黏在管柱上（例如陽離子樣品），不會洗脫出來。pH值可能需要調整。
離子交換 - 這種現象可能會發生在離子存留的情況下，其中填料和樣品帶有相反的電荷。發生離子交換反應，導致樣品洗脫得較遲或完全不洗脫。
疏水作用 - 聚電解質樣品的非離子部分與填充材料的非極性部位交互作用。這個問題只要在洗脱液中加入20%的有機添加劑（例如乙腈）即可輕鬆解決。

偶爾也會出現其他交互作用，例如締合效應和記憶效應，但上述5點則是最常遇到的問題。上述的水性溶劑選擇指南可協助您為特定應用選擇正確的洗脱液。指南中會顯示幾乎所有應用的層析圖。如果您在特定樣品方面需要任何幫助，歡迎告訴我們。

Alliance系統上一共執行三種不同的水溶性聚合物，並搭配折射率偵測器使用。分析的三種聚合物（如下所示）分別是，羥乙基纖維素、果膠和聚海藻酸。請注意，多個分子量分布重疊，讓再現性相當出色。在所有情況下，都會使用三支Ultrahydrogel管柱組（2支線性加一支120）。請注意，洗脱液使用0.10M硝酸鈉是中性和陰離子親水性聚合物的絕佳選擇。

窄分布聚環氧乙烷標準品用於產生校正曲線，因此顯示基於PEO的平均分子量。

尼龍和聚酯的GPC分析

過去，尼龍和聚酯的GPC分析非常困難，所以多年來的溶劑選擇一直是100°C的間甲酚。員工嘗試過多種其他溶劑選擇，但效果不錯的只有六氟異丙醇(HFIP)。與間甲酚相比，HFIP的優勢在於尼龍和聚酯會在室溫下溶解。缺點則是成本：HFIP的成本約為每升1,000美元。這就是我們使用HFIP和溶劑高效管柱（內徑4.6 mm）來研究這兩種熱門聚合物之GPC分析的原因。這些管柱長度都是30 cm，但內徑更窄（與傳統的7.8 mm管柱相比），可以大大節省溶劑用量（和處置成本）。流速通常為約0.35 mL/min，與平常使用7.8 x 300 mm管柱時1.0 mL/min的洗脱液線性速度大致相同。這些溶劑高效的HFIP管柱會特別以甲醇填充，以0.05 mL/min的速度直接轉化為HFIP。

至於尼龍和聚酯的分析，將0.05M三氟乙酸加到HFIP中，可防止任何極性交互作用。如果HFIP不加鹽，那麼尼龍尤其會在低分子量端出現拖尾現象。再一次使用Alliance GPC系統搭配dRI偵測器進行分析。由於Alliance系統的系統體積小（分散性低），使用4.6 mm管柱仍可以得出不錯的分離處理解析度。這時使用HR2、HR3和HR4為表示的管柱，代表500、10³和10⁴ Å範圍內的高解析度管柱。RI和管柱保持在30 °C，窄分布PMMA標準品和樣品的進樣量僅為25 µL。聚苯乙烯不會在HFIP中溶解，因此使用窄分布聚甲基丙烯酸甲酯標準品，效果很好。

這裡顯示了HFIP中PMMA標準品的三階校正曲線（每個標準品進樣三次）。從曲線可以明顯看出標準品出色的滯留時間再現性。

執行的第一組樣品是此處顯示的聚對酞酸乙二酯(PET)和聚對酞酸丁二酯(PBT)。

下方還顯示了尼龍6/6的5種分子量分布的疊加圖。使用尼龍6/6寬分布標準品進行校正，因此顯示的分子量於尼龍樣品來說為「準確」。

在HFIP中進行的最後一項研究是用於製造導管的兩種醫用塑料級聚醚/醯胺共聚物。這兩個樣品的物理性質並不相同，「可加工性」也不一樣，但FTIR、熱分析、流變量測、熔體流動指數等資訊卻沒有明顯差異。

如果分別查看兩個分子量分布（此處顯示為5個疊加圖），確實看起來非常相似。

但是，如果一一檢查5 MWD的疊加圖，可以很容易看出兩者之間有一些差異。Alliance系統的再現性能讓人有把握地說，這些微小的MWD差異真實存在，並不是因進樣間的差異所致。

使用ELSD和PDA偵測對聚合物混合物、共聚物和添加劑進行梯度分析

簡介
實驗
結果與討論
總結

摘要

近年來，人們對於使用梯度HPLC技術越來越感興趣，例如梯度聚合物洗脫層析(GPEC)，以聚合物來測定共聚物的組成漂移、聚合物混合物的組成，或分析聚合物添加劑。根據分析所選擇的梯度條件和管柱，可以依照分子量或沉澱或吸附機制來得出分離結果。使用揮發光散射偵測器(ELSD)即可透過通用質量偵測器進行溶劑梯度偵測，並觀察紫外吸收和非紫外吸收聚合物樣品，而不會受到溶劑梯度的基線干擾。再搭配光電二極體陣列偵測器(PDA)，即可對許多共聚物的分子量分布進行組成分析，適合用於鑑定聚合物混合物中的成分，此外在傳統逆相分離中定量聚合物添加劑和其他小分子也非常有用。

本節說明聚合物梯度分析比起凝膠滲透層析所得出的結果有何優點。說明用於執行這項研究的儀器，並舉出該技術分析聚合物混合物的範例。同時說明管柱功能和溶劑組成對聚苯乙烯標準品和樣品分離的效果，並使用觀察到的最佳條件來分析各種共聚物的單體組成。最後，還指出使用相同儀器進行梯度分離的傳統方法，用於分析多種類型的聚合物添加劑。

簡介

分析聚合物最常用的層析方法是凝膠滲透層析(GPC)，其分離是根據聚合物樣品在溶液中的大小，或聚合物溶液的流體動力學體積。圖1顯示了使用GPC得出的層析圖，分別對聚苯乙烯樣品、聚苯乙烯-丙烯腈共聚物（25%丙烯腈）和聚苯乙烯-丁二烯橡膠（50%苯乙烯）進行分析。即使樣品分子量不同，流體動力學體積也非常相似，因此可以觀察到聚合物波峰幾乎有相同的滯留時間。在聚苯乙烯、聚苯乙烯-丙烯腈和聚苯乙烯-丁二烯樣品中，對每種濃度大致相同的混合物進行GPC分析得出的層析圖也顯示在圖1中。這張層析圖指出三種不同的聚合物並沒有實現分離，證明GPC無法用於分析大多數聚合物混合物。

不過以梯度模式分析相同的聚合物混合物時，這三種成分就能輕易得到基線解析，如圖2所示，圖中顯示了梯度為20分鐘內100%乙腈(ACN)到100%四氫呋喃(THF)的情況下，於原型二乙烯苯-乙烯基吡咯烷酮管柱上執行的聚合物混合物兩次重複進樣的疊加圖。

使用這項技術，將樣品溶解在THF中，然後進樣到運作100% ACN的層析系統中。混合物中的聚合物不溶於乙腈，會沉澱在管柱子上。隨著梯度進行，混合物中的聚合物會根據其溶解度再溶解，並從管柱中洗脫下來，同時解析出波峰。這種機制類似於梯度聚合物洗脫層析(GPEC)。文獻中也會提及其他分析聚合物的梯度方法，不過這些方法是在聚合物保持於溶液中並透過吸附機制分離的條件下進行，通常適用於在未鍵結二氧化矽管柱上執行可溶於醇或酮的極性聚合物，所以本文暫時不予討論。

實驗

除非另有說明，否則所有梯度作業均使用以下系統配置進行。

系統：	Waters Alliance 2690分離處理模組，附30 ºC管柱加熱器
偵測器1：	Waters 996光電二極體陣列偵測器
偵測器2：	Alltech 500型ELSD，附LTA配接器（40 ºC漂移管，每分鐘1.75升氮氣）
數據系統：	Waters Millennium 32層析分離管理器
管柱：	如圖所示，30 ºC
流速：	1 mL/min
樣品：	0.2–0.5%樣品進樣10–25 µL
梯度：	線性梯度、條件和移動相如圖所示。

GPC最常用的偵測器是折射率(RI)偵測器；但是RI對移動相組成變化的敏感性，不能作為梯度聚合物分析的偵測器。圖3顯示了梯度為20分鐘內100% ACN到100% THF的情況下，使用折射率偵測器(RI)、光電二極體陣列偵測器(PDA)和揮發光散射偵測器(ELSD)在原型DVB/乙烯基吡咯烷酮管柱上進樣25 µL 0.5%苯乙烯-丙烯腈共聚物（25%丙烯腈）溶液得出的層析圖。

一旦梯度的移動相變化到達RI偵測器（約2.5分鐘），RI訊號就會超出標度，讓偵測器完全超載。從PDA偵測器（或任何紫外線偵測器）得出的260 nm層析圖中可看到，紫外線偵測比RI偵測更適合梯度分析。層析圖確實指出隨移動相變化的基線漂移現象，但是對聚合物樣品依然有良好的靈敏度，而且能以減去空白梯度執行的基線來輕鬆消除漂移。圖3的第三張圖就是使用ELSD得出的層析圖，證明ELSD在梯度應用中的效能卓越。偵測器對移動相組成的變化基本上不敏感，因為在偵測之前溶劑就已經揮發了。這台ELSD偵測器結合對聚合物樣品的出色靈敏度，成為聚合物梯度分析的首選。將PDA與ELSD結合，即可使用ELSD來偵測和定量不明物，並使用PDA來測定波峰純度，透過資料庫比對來鑑定不明物，以及進行共聚物的組成分析。

使用這套系統能分析各種不同類型的聚合物、聚合物混合物和共聚物。圖4顯示了梯度為30分鐘內100% ACN到100% THF的情況下，於Nova-Pak C₁₈管柱上執行多種聚合物的疊加層析圖，包括聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚二甲基矽氧烷、聚苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物和丁基橡膠。

使用這項技術分析聚合物混合物或共聚物時，分離一定要與分子量無關，這樣聚合物才能單純以組成來進行分離。可惜因為主要為沉澱/再溶解機制，所以難免還是有一些分子量依賴性，但可以聰明選擇管柱、移動相和梯度條件，將分子量依賴性降到最低。

圖5顯示了梯度為10分鐘內100% ACN到100% THF的情況下，於SymmetryShield C₈管柱(3.9 mm x 15 cm)上執行一系列窄分布聚苯乙烯標準品得出的疊加層析圖。

MW 43,900-2,890,000的標準品，大約9-9.5分鐘就會在譜帶中洗脫出來。分子量較低的標準品會較早洗脫出來，許多低聚物得到充分解析。這些較低分子量的標準品在梯度起始條件(100% ACN)中為可溶或幾乎可溶(9100 MW)，因此可透過傳統逆相機制進行分離。圖6顯示了以相同條件在原型DVB/乙烯基吡咯烷酮管柱(3.9 mm x 15 cm)上執行相同標準品得出的疊加層析圖。

在43,900-2,890,000標準品中於稍窄的譜帶中洗脫出來時觀察到類似的模式。低分子量標準品的分離有些不同，不過因為這兩種管柱的逆相特性不一樣，所以不會覺得意外。

更換為Nova-Pak C18管柱(3.9 mm x 30 cm)並使用30分鐘梯度得出圖7所示的層析圖。使用這些條件，MW 43,900和更高分子量聚苯乙烯標準品的分子量依賴性幾乎都能消除。正如預料，可溶於ACN的低分子量標準品會在層析圖中較早洗脫出來，不過低分子量低聚物會分成三個波峰，表示分別以不同的端基進行分離。

當作非溶劑選擇的移動相對聚合物梯度分析所得出的分離會產生顯著的影響。

圖8顯示了線性梯度為30分鐘內從100%甲醇(MeOH)到100% THF的情況下，在Nova-Pak C18管柱(3.9 mm x 15 cm)上執行相同標準品的疊加層析圖。這些結果表示，從層析圖早期解析良好的低聚物，一直到8百萬的分子量標準品，都有明顯的分子量依賴現象。這並不是共聚物或聚合物混合物分析所希望的結果，因為很難測定出滯留時間的差異是因組成差異還是分子量差異所致。

在分析寬分布分子量聚合物樣品時也會看到這種非溶劑效應。

圖9顯示了梯度為30分鐘內先使用乙腈，再使用甲醇作為非溶劑，並以THF作為溶劑進行兩次進樣的情況下，在Nova-Pak C18管柱(3.9 mm x 15 cm)上執行NBS706寬分布聚苯乙烯標準品得出的層析圖。使用ACN作為非溶劑時，會得出更理想的尖銳波峰，而使用MeOH作為非溶劑時，則會得出寬扁的波峰。這項研究證實，對於THF可溶性聚合物，在100% ACN至100% THF的梯度下可觀察到最佳分離效果。這些條件可以提供一個耐用的方法，適合各種聚合物混合物和共聚物。

梯度分析是評估共聚物材料的有力工具。使用這個於20分鐘內從100% ACN100% ACN至100% THF的梯度，在原型DVB/乙烯基吡咯烷酮管柱(3.9 mm x 15 cm)上執行一系列隨機苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)。5種不同的SBR含有從50%苯乙烯到5.2%苯乙烯的組成範圍，與窄分布聚苯乙烯標準品(355K MW)和窄分布聚丁二烯標準品(330K MW)一起進樣。產生的疊加層析圖如圖10所示。

不同的SBR很容易依其苯乙烯和丁二烯的相對量而分離。這些SBR之前使用傳統GPC進行分析，確保分子量夠高，所以分子量依賴性不明顯，而且經過聚苯乙烯的相對校正發現分子量約為200,000-300,000。

使用梯度結果所構建的校正曲線，能測定出苯乙烯百分比與滯留時間的關係，如圖11所示。

此圖指出，苯乙烯百分比和滯留時間之間有良好的相關性，因此這套方法可用於測定不明SBR的大致組成。PDA提供的紫外線數據也可用於交叉檢查ELSD的結果。

類似如此，圖12顯示了一系列嵌段苯乙烯-丁二烯共聚物使用與隨機SBR類似的分離方法得出的層析圖。

從圖13中繪製的數據可以看出，其校正曲線與隨機SBR所得出的校正曲線相似。使用這種梯度方法，結構上只有輕微差異的種類可以輕易分離。

圖14顯示了梯度為30分鐘內從100% ACN到100% THF的情況下，在Nova-Pak C18管柱(3.9 mm x 15 cm)上單獨進樣聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚N-甲基丙烯酸丁酯、聚N-甲基丙烯酸己酯和聚甲基丙烯酸月桂酯的疊加圖。層析圖顯示，甲基丙烯酸酯同源系列中的每個成分之間分離非常充分，而且可以經由更快的梯度輕鬆解析。

圖15中的層析圖顯示了作為混合物進樣並在相同條件下執行的同樣甲基丙烯酸酯的分離情形，表示當成分在混合物中執行時，分離結果相同。

使用相同條件的同一方法也可用於分析較低分子量的化合物。圖16顯示兩種低分子量蠟的疊加層析圖。兩種蠟實現充分分離，可以觀察到低聚物比率之間的細微差異。

低分子量聚合物添加劑能以這套方法透過傳統的逆相機制進行分析。接下來會顯示許多類型的聚合物添加劑，並使用以下可用於質譜儀的精選條件：

系統：	Waters Alliance 2690分離處理模組，附30 ºC管柱加熱器
偵測器1：	Waters 996光電二極體陣列偵測器
偵測器2：	Alltech 500型ELSD，附LTA配接器（40 ºC漂移管，每分鐘1.75升氮氣）
數據系統：	Waters Millennium 32層析分離管理器
管柱：	Symmetry C₈ ,2.1mm x 15cm, 30 ºC
流速：	0.29 mL/min
梯度：	線性三元梯度，30分鐘， H2O/ACN/THF從70/10/20至1/79/20

圖17指出Tinuvin 440、Tinuvin 900和Tinuvin 328的分離情形，這些是聚烯烴樹脂中常用的紫外線穩定劑。雖然這些化合物很難以高回收率從聚烯烴樹脂中萃取出來，但一旦萃取出來，就可以使用這種方法以高靈敏度來輕鬆分析。

圖18指出數種不同類型的苯二甲酸酯塑化劑的分離情形。苯二甲酸酯通常作為PVC樹脂中的塑化劑，但最近成為可能的致癌物而受到審查。苯二甲酸酯，特別是苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)，通常用於醫療器材，例如導管和靜脈輸液袋及兒童玩具，可能會讓患者和兒童接觸到高濃度的疑似致癌物。這套方法是分析這些苯二甲酸酯化合物的簡單辦法。

圖19指出助滑劑油醯胺和芥酸醯胺及抗靜電劑硬脂酸的層析圖。這些化合物的紫外吸光度非常低，對紫外線偵測的靈敏度也較差，但可以使用揮發光散射偵測器輕易偵測出來。

圖20指出Irganox 1076和Irgafos 168的分離情形，這兩種抗氧化劑通常用於聚烯烴和其他聚合物。Irganox 1076是一種受阻胺，Irgafos 168是一種易於降解的亞磷酸鹽。層析圖顯示Irgafos 168的兩個波峰。第二個波峰是主要的Irgafos 168波峰，而第一個波峰實際上是樣品中氧化的Irgafos 168不純物。這套方法不代表是最佳的辦法，只是適合多種添加劑的通用方法。

圖21指出10種常見抗氧化劑使用經核准的ASTM改進版方法來分析聚烯烴中的添加劑得出的12張疊加圖。管柱、移動相、流速和梯度條件都經過最佳化，得出最短的分析時間和最高的靈敏度，因此可在10分鐘內完成這10種抗氧化劑的分析。

這套方法同時使用移動相梯度和流速梯度產生出極高再現性和靈敏度的辦法。使用PDA在230 nm處偵測分析物，除了提供出色的靈敏度外，還能使用光電二極體陣列偵測器的資料庫比對功能來鑑定波峰。用於執行這種分離的儀器和條件如圖22所示。

總結

使用梯度方法來分析聚合物，能讓分離基本不受分子量的影響。在含有相同分子量分布的混合物中，個別聚合物可以輕易地分離出來，而共聚物則可透過其單體比例分離出來。使用相同的儀器，也可以分析最常見的聚合物添加劑。揮發光散射偵測器是一種通用偵測器，不受移動相梯度組成變化的影響，而光電二極體陣列偵測器則可對許多化合物進行陽性鑑定，並對共聚物進行組成分析。這些梯度方法是高度可再現的技術，非常適合解構方面的應用。

使用梯度HPLC (GPEC)分析聚合物添加劑

以層析技術進行聚合物表徵分析的人員，不會專門使用GPC來分析樣品。很多時候需要使用液相層析技術，以吸附或分配層析的方式得出所需的資訊。

例如傳統的逆相和（偶爾）正相分離技術，都會用於定量聚合物添加劑。得出聚合物樣品的分子量分布，可能只是表徵分析過程的一部分。加到聚合物配方中用於提供穩定性或加工增強效用的添加劑又該如何分析？它們甚至比聚合物本身更重要。我們需要考慮使用正確的紫外線穩定劑和抗氧化劑來防止降解、使用塑化劑來提高柔韌性，並考慮使用聚烯烴的抗靜電劑、阻燃劑，或使用促進劑以增強交鏈（或固化）過程等等。

我們對聚合物添加劑做了大量研究，歡迎到Journal of Liquid Chromatography, volume 14 #3, (1991)和volume 16, #7, (1993)中尋找發表的研究。

我們如何分析聚合物添加劑？首先，需要考慮自己想要實現的目標。是否需要知道配方中每種添加劑的用量正不正確？是否試圖「解構」競爭材料？是否需要從聚合物基質中萃取套裝添加劑？這些問題都有可能回答「是」。GPC分析並不是分離、鑑定和定量添加劑含量的最佳方法。大多數添加劑的大小和分子量都非常接近，所以要使用HPLC來進行分離。這是一種簡單的梯度技術，提供可選擇的流量編程設計，能在短時間內妥善分離許多不同類型的添加劑。梯度分析包括改變洗脱液或移動相組成，通常是指在一段時間內從「弱」溶劑變為「強」溶劑。對添加劑分析而言，這種組成變化一般以線性方式進行。由於是在整個層析執行過程中改變洗脱液組成，因此不能使用折射率偵測器。

我們處理的大多數聚合物添加劑都有一些吸收紫外線的發色團，因此主要使用紫外線偵測器。如果沒有發色團，則可以使用揮發光散射偵測器。在整個執行過程中還可以改變流速，通常會增加流量，讓後面的洗脫物更快出來。添加劑分析一般選擇的管柱是十八烷基矽烷(C18)或辛基矽烷(C8)管柱，長度約為15 cm。這裡舉出的範例是一系列常見抗氧化劑和紫外線穩定劑以逆相梯度（使用流量程式）進行分離的12次進樣的9張疊加圖。

梯度條件非常簡單：最初是70%乙腈/30%水，然後在5分鐘後以線性方式變為100%乙腈。還設置有流量程式，最初2.0 mL/min持續6分鐘，然後在12秒內加速到3.0 mL/min。數據表顯示，每種添加劑的再現性結果相當顯著（滯留時間和面積RSD）。這進一步證明Alliance系統驚人的流量和樣品輸送再現性。

紫外線偵測於230 nm處進行。PDA偵測器可同時檢查所有波長（任選查看），以便得出每種添加劑的紫外光譜。然後將這個光譜儲存在資料庫中，並與已知添加劑標準品的既存資料庫進行比較。資料庫搜尋的唯一缺點是，大多數抗氧化劑都是受阻酚，因此光譜都非常相似。在這種情況下，只能依靠滯留時間來進行鑑定。另一種選擇則是，在系統中加入質譜儀偵測器，這可提供電子撞擊光譜，方便在資料庫中搜尋。