28.03.2013
Gelpermeationschromatographie (GPC) in der Polymeranalytik: Eine kurze Einführung
Prof. Peter F. W. Simon , Hochschule Rhein-Waal, Fakultät Life Sciences
Dem gewünschten Einsatzbereich entsprechend, können die makroskopischen Eigenschaften von Kunststoffen maßgeschneidert werden. Neben der Verwendung von Additiven kann das Eigenschaftsprofil auf molekularer Ebene eingestellt werden. Da kleine molekulare Änderungen große Einflüsse auf makroskopische Eigenschaften haben, kommt einer aussagekräftigen Charakterisierung besondere Bedeutung zu. Kunststoffe (bzw. Polymere) bestehen aus einem Ensemble von Makromolekülen, die in einem statistischen Prozess hergestellt wurden. In einem Polymer haben nicht alle Makromoleküle die gleiche Größe und damit molare Masse; vielmehr liegt jedes Makromolekül in einer individuellen molaren Masse Mi vor und diese Verteilung bestimmt letztlich das Eigenschaftsprofil. Da Polymere gleicher Mittelwerte unterschiedliche Verteilungen aufweisen können, reicht die Messung der Mittelwerte alleine nicht aus. Die Gelpermeationschromatographie (GPC) erlaubt die Bestimmung der Verteilungsfunktion in ihrer Gesamtheit und besitzt damit gegenüber den Techniken mit deren Hilfe nur ein Mittelwert bestimmt werden kann ein Alleinstellungsmerkmal.
Hierbei werden die zu analysierenden Makromoleküle ihrer Größe nach aufgetrennt (fraktioniert). Dies geschieht mit Hilfe eines geeigneten mikroporösen Säulenmaterials, welches die Makromoleküle ihrem Volumen nach separiert. Die Analyse einer Polymerprobe mittels GPC kann schematisch in drei Teilprozesse unterteilt werden: (i) Fraktionierung, (ii) Detektion und (iii) Auswertung; diese Prozesse sollen im Folgenden detailliert diskutiert werden.