ICS 71.040.50 G 76 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 31816—2015 水处理剂 聚合物分子量 及其分布的测定 凝胶色谱法 Water treatment chemicalsDetermination of the molecular weight and molecular weight distribution of polymers-Gel filtration chromatography 2015-07-03发布 2016-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T31816—2015 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国化学标准化技术委员会（SAC/TC63)归口。 本标准起草单位：中海油天津化工研究设计院、河南清水源科技股份有限公司、山东省泰和水处理 有限公司、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院燕山分院、天津正达科技有限责任公司。 本标准主要起草人：侯洋、靳晓雷、杨海星、程终发、干案、朱传俊、李琳 I GB/T31816—2015 水处理剂聚合物分子量 及其分布的测定 凝胶色谱法 1范围 本标准规定了凝胶过滤色谱法（GFC）测定聚合物类水处理剂的分子量及其分布的方法和试验 条件。 本标准适用于测定水处理剂中水溶性聚合物阻垢分散剂的相对平均分子量及分子量分布。本标准 适用于测定分子量分布范围在100～30000内的聚合物类水处理剂 本标准不适用于与流动相、分离材料发生反应、吸收、吸附等相互作用的水溶性聚合物。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 凝胶过滤色谱法gelfiltrationchromatography；GFC 离技术。 3.2 聚合物分子量molecularweightofpolymer 结构单元数与结构单元分子量的乘积，可用数均分子量、重均分子量、Z均分子量、黏均分子量或峰 位分子量来表征。 3.3 数均分子量 量number-average molecular weight M. 分子量按照分子数目的统计平均值，M. CH,M 1 GB/T31816—2015 3.4 重均分子量 weight-averagemolecularweight Mw CH,M 分子量按照分子质量的统计平均值，M= 3.5 Z均分子量 Z-averagemolecularweight M, CH,M. 分子量按照Z值的统计平均值，无明确的物理意义，M ZHM 3.6 黏均分子量 viscosity-averagemolecularweight M, H,M, 用溶液黏度法测得的平均分子量，无明确的物理意义，M CH,M, 3.7 峰位分子量 peakmolecularweight M, 最高峰值处的分子量。 3.8 分子量分布指数 molecular weight distribution D 用来表示分子量分布分散程度的指数，由重均分子量（M）和数均分子量（M,）的比值表示。D的 数值越大，表明分子量分布越宽，多分散性程度越天。 3.9 校正标准物质standard substance 已知分子量的窄分子量分布的聚合物标准品，用于校正待测物的分子量，一般采用端基分析、渗透 压法、光散射法或超离心法测得其绝对分子量。 注：H，为洗脱体积为V，的基线到检测信号的高度；M，为洗脱体积为V.的聚合物的分子量；n为所测数据的个 数；α为描述特性黏度与聚合物平均分子量相关联的Mark-Houwink方程式中的经验常数。 4方法提要 基于聚合物的分子尺寸不同，通过精确控制孔径大小的强亲水性多孔性凝胶色谱柱，使待测聚合物 类水处理剂按照分子体积的大小和浓度差被顺序分离，样品中分子尺寸大的组分优先被流动相洗脱出 来。通过检测器连续检测不同洗脱体积（时间）的流动相浓度，并通过相同测试条件下校正标准物质的 保留时间一分子量对数校正曲线，计算出待测聚合物类水处理剂的各种相对平均分子量和分子量分布 指数。 2 GB/T31816—2015 5试剂和材料 5.1本标准所用试剂，除非另有规定，仅使用分析纯试剂和符合GB/T6682中一级水的规定。 5.2硝酸钠：色谱纯或优级纯。 5.3氢氧化钠溶液：10mol/L。 5.4流动相：0.1mol/L硝酸钠溶液。一次性配制足量的流动相，用溶剂过滤器过滤后，超声脱气 20min。流动相的有效期为48h。 5.5校正标准物质：选择与待测样品的分子结构尽量接近的校正标准物质以减少误差，推荐采用聚丙 烯酸钠作为校正标准品，分子量分布指数D的要求见表1。 表1校正标准物质的要求 标准样品的峰位分子量M 分子量分布指数D要求 M,<2000 <1.20 2000≤M,≤10 <1.05 6仪器、设备 6.1凝胶过滤色谱仪 凝胶过滤色谱仪仪器系统结构图见图1，GFC系统的设备材料应对所使用的流动相是惰性的，一般 由下列部分组成： 激据采集与处理系统 L 中 中 恒溢装置 流动相存储器脱气装置 泵系统 进样器 检测器 及色谱柱 废液槽 图1GFC仪器系统结构图 流动相存储器：应保证流动相在密封、无菌的环境中进行输送，插孔式流动相存储器应在排空 的孔中插入微孔滤膜过滤空气；能储存足够量的流动相以完成实验。 b) 流动相脱气过滤装置：在流动相存储器中或流动相存储器与泵系统之间应有脱气过滤装置， 以脱去流动相中的气泡。 泵系统：应能够以持续稳定和无脉动的流速使流动相通过色谱柱，流速应在0.1mL/min~ ) 5.0mL/min连续可调，精密度偏差小于0.1%。反压不能超过色谱柱规定的要求，当反压发生 变化时，应重新修正标准校正曲线。 d）进样系统：通过精确计量的自动进样器或手动进样器，将一定量的样品溶液输送到色谱柱中形 成尖锐带；应能在色谱柱产生的反压下正常工作，并具备最小的带展宽及良好的进样体积重现 性，无滞后现象。手动进样器应配备量程为50μL～150μL的定量环，进样针的量程应与进样 体积匹配。 e) 色谱柱：根据聚合物类水处理剂样品的特性选择使用单根色谱柱或多根色谱柱联用，应选择强 3