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4.5.1. Größenausschlusschromatographie (SEC)
Die SEC ist die am häufigsten eingesetzte HPLC-Methode zur Bestimmung der
Molekulargewichtsverteilungen von Polymeren.
Der Trennmechanismus beruht darauf, dass Moleküle unterschiedlicher hydrodynamischer
Volumina unterschiedlich tief in die Poren der stationären Phase eindringen können. Bei der
idealen SEC sind die enthalpischen Wechselwirkungen der Polymermoleküle mit der
stationären Phase ausgeschlossen (ΔH = 0), somit lässt sich die Gleichung 3 zu folgender
Gleichung vereinfachen:
S
K SEC
exp
Gleichung 4
R
Da die Makromoleküle in den Poren der stationären Phase nicht mehr alle Konformationen
einnehmen können, gilt S 0 und somit 0 K 1.
Die Elutionsreihenfolge wird durch das den Molekülen zugängliche Porenvolumen bestimmt.
Große Moleküle können nicht so weit in die Poren diffundieren und eluieren zuerst,
während kleine Moleküle tiefer in die Poren eindringen können, da länger verweilen und
später eluieren. Moleküle unterhalb einer bestimmten Größe können ungehindert ohne
Entropieänderung in die Poren eindringen. Somit ist K gleich 1 und man spricht von der
totalen Permeation. Für Moleküle, die gänzlich aus den Poren ausgeschlossen werden,
spricht man von der Ausschlussgrenze und K ist gleich 0. Zwischen diesen beiden
Extremfällen liegt der Trennbereich.
SEC
Für das Elutionsvolumen V E gilt folgende Gleichung:
V
E
V V
K
Gleichung 5
A
p
SEC
V A ist das Zwischenkornvolumen, welches gleich dem Ausschlussvolumen ist. V P ist das
Porenvolumen der Säule.
Da K SEC zwischen 0 und 1 liegt, liegt das Elutionsvolumen in der SEC zwischen V A und V A + V P .
Konventionelle Kalibration
Da die Trennung in der SEC durch das hydrodynamische Volumen des Moleküls in Lösung
und nicht durch das Molekulargewicht bedingt ist, wird eine polymerspezifische Kalibrierung
benötigt um die Molekulargewichtsverteilung zu ermitteln. Um die Kalibrationskurve zu
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