{"id":3174,"date":"2019-02-15T15:07:20","date_gmt":"2019-02-15T14:07:20","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/?p=3174"},"modified":"2026-01-29T15:53:12","modified_gmt":"2026-01-29T14:53:12","slug":"gelpermeationschromatographie-polymeranalytik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/","title":{"rendered":"Gel-Permeations-Chromatographie in der Polymeranalytik"},"content":{"rendered":"<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_73 ez-toc-wrap-center counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-white ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Inhaltsverzeichnis<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/#Kunststoff_ist_nicht_gleich_Kunststoff\" title=\"Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff\">Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/#Kunststoffeigenschaften_sind_strukturabhaengig\" title=\"Kunststoffeigenschaften sind strukturabh\u00e4ngig\">Kunststoffeigenschaften sind strukturabh\u00e4ngig<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/#Was_gehoert_zur_Gelpermeationschromatographie\" title=\"Was geh\u00f6rt zur Gelpermeationschromatographie?\">Was geh\u00f6rt zur Gelpermeationschromatographie?<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/#Die_Gelpermeationschromatographie_trennt_allein_nach_der_Groesse\" title=\"Die Gelpermeationschromatographie trennt allein nach der Gr\u00f6\u00dfe\">Die Gelpermeationschromatographie trennt allein nach der Gr\u00f6\u00dfe<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/#Molekulargewichtsverteilung_und_Polydispersitaet_sind_wichtige_Parameter_in_der_Polymeranalytik\" title=\"Molekulargewichtsverteilung und Polydispersit\u00e4t sind wichtige Parameter in der Polymeranalytik\">Molekulargewichtsverteilung und Polydispersit\u00e4t sind wichtige Parameter in der Polymeranalytik<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/#Die_Polymeranalytik_nutzt_verschiedene_Detektoren_zur_Bestimmung_unterschiedlicher_Parameter\" title=\"Die Polymeranalytik nutzt verschiedene Detektoren zur Bestimmung unterschiedlicher Parameter\">Die Polymeranalytik nutzt verschiedene Detektoren zur Bestimmung unterschiedlicher Parameter<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-7\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/#Brechungsindexdetektoren\" title=\"Brechungsindexdetektoren\">Brechungsindexdetektoren<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-8\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/#Kleinwinkellichtstreudetektoren\" title=\"Kleinwinkellichtstreudetektoren\">Kleinwinkellichtstreudetektoren<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-9\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/gelpermeationschromatographie-polymeranalytik\/#Viskositaetsdetektoren\" title=\"Viskosit\u00e4tsdetektoren\">Viskosit\u00e4tsdetektoren<\/a><\/li><\/ul><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Wer sich mit Polymeren und deren Eigenschaften besch\u00e4ftigt, sollte etwas \u00fcber die sogenannte Molekulargewichtsverteilung wissen. Was das ist, wie diese mit Hilfe der\u00a0 Gelpermeationschromatographie bestimmt werden kann und was ein Materialwissenschaftler daraus lernen kann, erfahren Sie hier.<\/strong><\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Kunststoff_ist_nicht_gleich_Kunststoff\"><\/span>Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Kunststoffe, die aus exakt den gleichen Monomeren aufgebaut sind, k\u00f6nnen sich trotzdem sehr in ihren Eigenschaften unterscheiden. Ein bekanntes Beispiel daf\u00fcr ist Polyethylen, das in der HD-Variante eine hohe Dichte und Steifigkeit besitzt, w\u00e4hrend die LD-Variante eine geringere Dichte besitzt und flexibel ist. Beide Kunststofftypen sind aus Ethyleneinheiten aufgebaut, aber unterscheiden sich in der molaren Masse und dem Verzweigungsgrad. Dieser Verzweigungsgrad, die zwei- beziehungsweise dreidimensionale Struktur und die Kettenl\u00e4nge der Polymere, bestimmen die physikalischen Eigenschaften der daraus hergestellten Kunststoffe.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3228\" aria-describedby=\"caption-attachment-3228\" style=\"width: 600px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3228 size-full\" title=\"Details eines SEC-Chromatographen\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Details-eines-SEC-Chromatographen.jpg\" alt=\"Details eines SEC-Chromatographen\" width=\"600\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Details-eines-SEC-Chromatographen.jpg 600w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Details-eines-SEC-Chromatographen-300x200.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3228\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 bornholm \/ Fotolia.com<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die Gelpermeationschromatographie (GPC), auch unter dem Namen Gr\u00f6\u00dfenausschlusschromatographie (engl.: Size Exclusion Chromatography, SEC) bekannt, ist in der modernen Polymeranalytik eine der wichtigsten Methoden zur Charakterisierung von Polymeren und hat einen festen Platz in Forschung, Entwicklung sowie der Qualit\u00e4tskontrolle.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Durch die Kopplung mit verschiedensten Detektionsmethoden schafft es die Gelpermeationschromatographie au\u00dferdem, in einem Analysendurchgang Aussagen zur Molek\u00fclmasse sowie zum Verzweigungsgrad zu machen.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Kunststoffeigenschaften_sind_strukturabhaengig\"><\/span>Kunststoffeigenschaften sind strukturabh\u00e4ngig<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ein Kunststoff besteht aus Polymeren unterschiedlichster Kettenl\u00e4ngen, die verzweigt oder linear sein k\u00f6nnen. Sie k\u00f6nnen aus einem oder verschiedenen Monomereinheiten aufgebaut sein. Diese Vielfalt an Verarbeitungsm\u00f6glichkeiten erlaubt die Herstellung von Werkstoffen mit ma\u00dfgeschneiderten Eigenschaften.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/harte-kunststoffschlaeuche-kunststoffrohre\/pe-schlaeuche\/hdpe-chemieschlauch-kalibriert\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-3203 size-full\" title=\"HDPE-Chemieschlauch - kalibriert | Werkstoff: HDPE (Polyethylen, hart, hohe Dichte)\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/hdpe-chemieschlauch-kalibriert.jpg\" alt=\"hdpe-chemieschlauch-kalibriert\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/hdpe-chemieschlauch-kalibriert.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/hdpe-chemieschlauch-kalibriert-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/harte-kunststoffschlaeuche-kunststoffrohre\/pe-schlaeuche\/ldpe-schlauch-fuer-die-medizintechnik\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-3204 size-full\" title=\"LDPE-Schlauch f\u00fcr die Medizintechnik | Werkstoff: LDPE (Polyethylen, niedrige Dichte, weich)\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/ldpe-schlauch-fuer-die-medizintechnik.jpg\" alt=\"ldpe-schlauch-fuer-die-medizintechnik\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/ldpe-schlauch-fuer-die-medizintechnik.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/ldpe-schlauch-fuer-die-medizintechnik-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Polyethylen (PE) ist ein gutes Beispiel daf\u00fcr, welchen Einfluss Verzweigungsgrad und Molekularmasse haben. So ist schwachverzweigtes High Density Polyethylen (HDPE) ein hartes Material von hoher Steifigkeit und Dichte. Dagegen ist Low Density Polyethylen (LDPE) ein stark verzweigtes Polymer mit geringer Dichte und ein weicher sowie biegsamer Werkstoff.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Hochmolekulares Polyethylen (PE-HMW) mit einem Molekulargewicht um die 500.000 g\/mol und ultrahochmolekulares Polyethylen (PE-UHMW) mit einem Molekulargewicht von bis zu 10.000.000 g\/mol sind Kunststoffe, die sich gegen\u00fcber &#8222;normalem&#8220; PE vor allem durch ihre hohe Verschlei\u00df- und Schlagfestigkeit auszeichnen. Unterschiedlich starke Verzweigungen und molekulare Massen sind f\u00fcr die verschiedenen Eigenschaften von Halbzeugen aus Kunststoff verantwortlich. M\u00f6chte man ein bestimmtes Polyethylen herstellen, muss man \u00fcber Struktur und Molekularmasse Bescheid wissen. Hier kommt die Gelpermeationschromatographie ins Spiel.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3191\" aria-describedby=\"caption-attachment-3191\" style=\"width: 500px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3191 size-full\" title=\"GPC-System mit Probengeber und GPC S\u00e4ule\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/GPC-System.jpg\" alt=\"GPC-System\" width=\"500\" height=\"571\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/GPC-System.jpg 500w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/GPC-System-263x300.jpg 263w\" sizes=\"(max-width: 500px) 100vw, 500px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3191\" class=\"wp-caption-text\">GPC-System mit Probengeber und GPC S\u00e4ule | \u00a9 ANTEC GmbH Analysen- und Prozesstechnik \/ de.wikipedia.org<\/figcaption><\/figure>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Was_gehoert_zur_Gelpermeationschromatographie\"><\/span>Was geh\u00f6rt zur Gelpermeationschromatographie?<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ein GPC-System besteht aus einer Trenns\u00e4ule, auf der die Komponenten der Probe aufgetrennt werden, einer Pumpe, die f\u00fcr einen konstanten Laufmittelfluss sorgt sowie einem oder mehreren Messinstrumenten, sogenannten Detektoren, die die einzelnen, auf der S\u00e4ule aufgetrennten Komponenten detektieren. Die Detektoren messen eine bestimmte Eigenschaft der Komponenten, zum Beispiel die Absorption bei einer bestimmten Wellenl\u00e4nge.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Eluiert eine Komponente von der Trenns\u00e4ule, durchl\u00e4uft sie den Detektor und erzeugt ein Signal, das aufgezeichnet wird. Der Probenauftrag erfolgt entweder manuell oder mit Hilfe eines Autosamplers. Das S\u00e4ulenmaterial einer GPC-S\u00e4ule besitzt \u00fcber einen bestimmten Gr\u00f6\u00dfenbereich eine definierte Porengr\u00f6\u00dfe. Je nach Probe und Laufmittel sind unterschiedliche S\u00e4ulenmaterialien geeignet: Styroldivinylbenzol (SDV) wird f\u00fcr die Auftrennung mit organischen Laufmitteln, wie Hexafluoroisopropanol oder Trifluorethanol, eingesetzt, w\u00e4hrend f\u00fcr w\u00e4ssrige Proben und Laufmittel S\u00e4ulen auf Methacrylatbasis eine gute Wahl sind.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3194\" aria-describedby=\"caption-attachment-3194\" style=\"width: 200px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3194 size-full\" title=\"Schematische Darstellung des Trennmechanismuns bei der Gr\u00f6\u00dfenausschlu\u00dfchromatographie\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/GPC-Trennung.gif\" alt=\"\" width=\"200\" height=\"300\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3194\" class=\"wp-caption-text\">Trennmechanismus der GPC | \u00a9 Beige \/ de.wikipedia.org<\/figcaption><\/figure>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Die_Gelpermeationschromatographie_trennt_allein_nach_der_Groesse\"><\/span>Die Gelpermeationschromatographie trennt allein nach der Gr\u00f6\u00dfe<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei der Gelpermeationschromatographie werden Molek\u00fcle nach ihrer Gr\u00f6\u00dfe, genauer nach ihrem hydrodynamischen Volumen, aufgetrennt. Jedes Makromolek\u00fcl liegt mehr oder weniger verkn\u00e4uelt vor und ist von einer L\u00f6sungsmittelh\u00fclle umgeben \u2013 die Gesamtheit aus Molek\u00fcl und Solvensh\u00fclle bestimmt das gemessene hydrodynamische Volumen. Die Trennung in der Gelpermeationschromatographie erfolgt allein auf der Diffusionsm\u00f6glichkeit der Molek\u00fcle in die Poren des S\u00e4ulenmaterials. Kleine Molek\u00fcle diffundieren in die Poren des S\u00e4ulenmaterials und verweilen l\u00e4nger als gr\u00f6\u00dfere Molek\u00fcle. Diese passieren ohne &#8222;Umwege&#8220; die S\u00e4ule und eluieren als erstes. \u00dcber das Elutionsvolumen kann damit auf die Gr\u00f6\u00dfe der Molek\u00fcle r\u00fcckgeschlossen werden.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3239\" aria-describedby=\"caption-attachment-3239\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3239 size-full\" title=\"Gr\u00f6\u00dfenausschluss\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/groessenausschluss.jpg\" alt=\"groessenausschluss\" width=\"300\" height=\"399\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/groessenausschluss.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/groessenausschluss-226x300.jpg 226w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3239\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 Kjaergaard \/ en.wikipedia.org<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Um diese zu bestimmen, werden zuerst Standardmolek\u00fcle mit bekannter Gr\u00f6\u00dfe aufgetrennt. Deren Elutionsvolumen kann ihrem bekannten Molekulargewicht zugeordnet werden. Damit wird eine sogenannte Eichgerade erstellt: auf der unteren x-Achse wird das Retentionsvolumen aufgetragen, das hei\u00dft, es wird eingetragen, nach wie vielen Millilitern ein bestimmtes Standardmolek\u00fcl eluiert ist.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Auf der y-Achse wird das dazugeh\u00f6rige Molekulargewicht aufgetragen. Da sich die Molekulargewichte in ihren Werten sehr unterschieden und von 2.000 g\/mol bis zu 640.000 g\/mol reichen, m\u00fcsste die y-Achse viele Gr\u00f6\u00dfenordnungen umspannen.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Hier nutzt man einen Trick und tr\u00e4gt nicht das tats\u00e4chliche Molekulargewicht, sondern den Logarithmus auf. Damit bleibt das Verh\u00e4ltnis der Werte gleich, aber die Auftragung wird \u00fcberschaubarer. Wird nun die unbekannte Probe aufgetrennt, so k\u00f6nnen die einzelnen Fraktionen anhand ihres Elutionsvolumens einem bestimmten Molekulargewicht auf der Eichgeraden zugeordnet werden. Auf diese Weise wird in der Polymeranalytik das relative Molekulargewicht ermittelt.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Hierbei muss man sich bewusst sein, dass das hydrodynamische Volumen auch von der Form des gemessenen Polymers abh\u00e4ngt. Ist dieses eher st\u00e4bchenf\u00f6rmig als rund, so kann das auf diese Weise gemessene Molekulargewicht gr\u00f6\u00dfer sein als das tats\u00e4chliche. Daher ist es unabdingbar, den Standard auf die Probe abzustimmen. Vermisst man eine Polystyrolprobe, sollten auch Polystyrolmolek\u00fcle als Standard mit bekannter Gr\u00f6\u00dfe vermessen werden, da diese die gleiche Form und damit das gleiche hydrodynamisches Volumen aufweisen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3197\" aria-describedby=\"caption-attachment-3197\" style=\"width: 600px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3197 size-full\" title=\"Schematische Darstellung des Trennmechanismus bei der GPC bzw. SEC\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Trennmechanismus-bei-der-GPC.jpg\" alt=\"Trennmechanismus\" width=\"600\" height=\"350\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Trennmechanismus-bei-der-GPC.jpg 600w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Trennmechanismus-bei-der-GPC-300x175.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3197\" class=\"wp-caption-text\">Schematische Darstellung des Trennmechanismus bei der GPC bzw. SEC | \u00a9 Takometer \/ en.wikipedia.org<\/figcaption><\/figure>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Molekulargewichtsverteilung_und_Polydispersitaet_sind_wichtige_Parameter_in_der_Polymeranalytik\"><\/span>Molekulargewichtsverteilung und Polydispersit\u00e4t sind wichtige Parameter in der Polymeranalytik<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Werden Kunststoffproben f\u00fcr die Polymeranalytik \u00fcber die GPC aufgetrennt, erscheint das Elugramm nicht als ein scharfer, sondern als mehr oder weniger breiter Peak. Darunter verbergen sich Polymere mit unterschiedlicher Kettenl\u00e4nge und aus Form und Breite des eluierten Peaks k\u00f6nnen R\u00fcckschl\u00fcsse auf die Molekulargewichtsverteilung gezogen werden. Die Verteilungsbreite oder Polydispersit\u00e4t sagt beispielsweise etwas \u00fcber die relative Anzahl der Molek\u00fcle mit unterschiedlicher Kettenl\u00e4nge aus. Besitzen alle Polymere die gleiche L\u00e4nge, betr\u00e4gt der Polydispersit\u00e4tsfaktor eins, w\u00e4hrend h\u00f6here Zahlen f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Schwankungsbreiten sprechen.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">F\u00fcr die Qualit\u00e4tskontrolle kann die Molekulargewichtsverteilung ein wichtiger Parameter sein, der routinem\u00e4\u00dfig in der Polymeranalytik gemessen wird, wenn beispielsweise die Vorgabe gilt, dass nur ein bestimmter Prozentsatz der Polymerketten eine bestimmte L\u00e4nge \u00fcber- oder unterschreiten darf. Bei der Synthese, beispielsweise von Blockpolymeren aus zwei verschiedenen Komponenten, kann die Messung der Molekulargewichtsverteilung im Reaktionsgemisch zu verschiedenen Zeitpunkten dabei helfen, den Reaktionsverlauf zu \u00fcberwachen. Denn neben der Molekulargewichtsverteilung ist der Verzweigungsgrad der Polymere ein wichtiges Merkmal der Polymercharakterisierung.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Auch die erw\u00e4hnte Kontrolle von Syntheseabl\u00e4ufen, die Materialpr\u00fcfung von Copolymeren und Polymerblends sowie die Pr\u00fcfung auf unerw\u00fcnschte Nebenprodukte oder noch vorhandene Edukte sind wichtige Themen, die die Polymeranalytik mit Hilfe der Gelpermeationschromatographie beantworten kann. Eine wichtige Rolle spielen dabei die eingesetzten Detektionssysteme, denn je nach eingesetztem Detektor kann ein anderer Parameter bestimmt werden.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3201\" aria-describedby=\"caption-attachment-3201\" style=\"width: 600px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3201 size-full\" title=\"Forscher analysieren Fl\u00fcssigchromatographie\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Forscher-analysieren-Fluessigchromatographie.jpg\" alt=\"Forscher analysieren Fluessigchromatographie\" width=\"600\" height=\"399\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Forscher-analysieren-Fluessigchromatographie.jpg 600w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Forscher-analysieren-Fluessigchromatographie-300x200.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Forscher-analysieren-Fluessigchromatographie-310x205.jpg 310w\" sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3201\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 Kadmy \/ Fotolia.com<\/figcaption><\/figure>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Die_Polymeranalytik_nutzt_verschiedene_Detektoren_zur_Bestimmung_unterschiedlicher_Parameter\"><\/span>Die Polymeranalytik nutzt verschiedene Detektoren zur Bestimmung unterschiedlicher Parameter<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Brechungsindexdetektoren\"><\/span>Brechungsindexdetektoren<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Der Brechungsindexdetektor wird in der Gelpermeationschromatographie standardm\u00e4\u00dfig zur Detektion eingesetzt. Die \u00c4nderung des Brechungsindex ist direkt proportional zur Konzentration von Makromolek\u00fclen in einer L\u00f6sung. Somit kann aus dem Vergleich des Elutionsvolumens und der Eichgerade das relative Molekulargewicht bestimmt, \u00fcber den Brechungsindex die Konzentration der einzelnen Fraktionen sowie die Molekulargewichtsverteilung berechnet werden.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Kleinwinkellichtstreudetektoren\"><\/span>Kleinwinkellichtstreudetektoren<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Manchmal soll nicht das relative, sondern das absolute Molekulargewicht in der Polymeranalytik bestimmt werden. In diesem Fall werden die einzelnen Fraktionen aus der Gelpermeationschromatographie mit Hilfe eines Kleinwinkellichtstreudetektors vermessen. Dessen Lichtstreusignal ist direkt proportional zum gemittelten Molekulargewicht einer Probe. Kennt man zus\u00e4tzlich die Konzentration, das Brechungsindexinkrement der Probe und die Kalibrationskonstante des Lichtstreudetektors, so kann das absolute Molekulargewicht aus der Fl\u00e4che des gemessenen Lichtstreusignals direkt berechnet werden.\u00a0 Aus der Kombination von Brechungsindex- und Lichtstreudetektor k\u00f6nnen absolute Molekulargewichte bestimmt werden, ohne eine Eichgerade erstellen zu m\u00fcssen.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Viskositaetsdetektoren\"><\/span>Viskosit\u00e4tsdetektoren<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Schlie\u00dflich setzt man in der Gelpermeationschromatographie Viskosit\u00e4tsdetektoren ein, wenn\u00a0 man etwas \u00fcber die Polymerstruktur erfahren m\u00f6chte.\u00a0 Dabei wird die Polymerprobe durch eine enge Kapillare gepresst und die Druckdifferenz im Vergleich zu einer zweiten Referenzkapillare gemessen. Ist die Konzentration der Probe bekannt, kann aus der Druckdifferenz die sogenannte &#8222;intrinsische Viskosit\u00e4t&#8220; berechnet werden, worunter man sich bildlich die Dichte eines Polymerkn\u00e4uels vorstellen kann.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/harte-kunststoffschlaeuche-kunststoffrohre\/peek-schlaeuche\/peek-hochdruck-kapillarschlauch-gestreift\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-3212 size-full\" title=\"PEEK-Hochdruck-Kapillarschlauch - gestreift | Werkstoff: PEEK (Polyether-Etherketon)\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/peek-hochdruck-kapillarschlauch-gestreift.jpg\" alt=\"peek-hochdruck-kapillarschlauch-gestreift\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/peek-hochdruck-kapillarschlauch-gestreift.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/peek-hochdruck-kapillarschlauch-gestreift-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a>\u00a0<a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/fluessig-chromatographie-saeulen-fuer-hplc-und-mplc\/mitteldruck-fluessig-chromatographie-saeule-fuer-analytische-und-praeparative-trennung\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-3216 size-full\" title=\"Mitteldruck-Fl\u00fcssig-Chromatographie-S\u00e4ule f\u00fcr analytische und pr\u00e4parative Trennung\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/mitteldruck-fluessig-chromatographie-saeule-fuer-analytische-und-praeparative-trennung.jpg\" alt=\"mitteldruck-fluessig-chromatographie-saeule-fuer-analytische-und-praeparative-trennung\" width=\"301\" height=\"301\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/mitteldruck-fluessig-chromatographie-saeule-fuer-analytische-und-praeparative-trennung.jpg 301w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/mitteldruck-fluessig-chromatographie-saeule-fuer-analytische-und-praeparative-trennung-150x150.jpg 150w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/mitteldruck-fluessig-chromatographie-saeule-fuer-analytische-und-praeparative-trennung-300x300.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 301px) 100vw, 301px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Kennt man die intrinsische Viskosit\u00e4t und das Molekulargewicht (genauer gesagt das Molmassenmittel), so kann daraus der Verzweigungsgrad eines Polymers bestimmt werden. Die empirisch gefundene Mark-Houwink-Gleichung beschreibt diesen Zusammenhang. Tr\u00e4gt man in einem Mark-Houwink-Plot den Logarithmus der ermittelten intrinsischen Viskosit\u00e4t gegen\u00a0 den Logarithmus des Molekulargewichts auf, kann man anhand der erhaltenen Gerade und ihrer Steigung eine Aussage zur Polymerstruktur machen.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/schlaeuche-rohre-und-kapillare-aus-metall\/titan-und-edelstahlkapillare\/titan-kapillare\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-3213 size-full\" style=\"text-align: -webkit-center;\" title=\"Titan-Kapillare\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/titan-kapillare.jpg\" alt=\"titan-kapillare\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/titan-kapillare.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/titan-kapillare-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a>\u00a0<a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlauchverbinder\/verbinder-aus-kunststoff\/kapillar-verbinder-fuer-die-hplc\/gerader-kapillar-verbinder-mit-aussengewinde-aus-pom\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-3219 size-full\" title=\"Gerader-Kapillar-Verbinder mit Au\u00dfengewinde aus POM\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/gerader-kapillar-verbinder-mit-aussengewinde-aus-pom.jpg\" alt=\"gerader-kapillar-verbinder-mit-aussengewinde-aus-pom\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/gerader-kapillar-verbinder-mit-aussengewinde-aus-pom.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/gerader-kapillar-verbinder-mit-aussengewinde-aus-pom-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">So sind beispielsweise Steigungswerte gr\u00f6\u00dfer als 0,8 typisch f\u00fcr eine offenkettige Struktur. Werte zwischen 0,6 und 0,8 weisen auf eine kn\u00e4uelf\u00f6rmige Struktur hin und kleinere Werte als 0,6 sind typisch f\u00fcr sehr kompakte Molek\u00fcle, die meistens auch verzweigt sind.<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Durch die Kombination aller drei Detektoren ist eine sehr umfassende Proben- und Polymercharakterisierung m\u00f6glich, weshalb die GPC aus der modernen Polymeranalytik nicht mehr wegzudenken ist.<\/p>\n<\/blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Allerdings hat sie ihre Grenzen, wenn es um hochverzweigte oder hochmolekulare Polymere geht. Hier bietet sich die asymmetrische Feldflussfraktionierung als Alternative f\u00fcr die Polymeranalytik an. In allen anderen F\u00e4llen aber ist die GPC nach wie vor die Methode der Wahl, da sie vor allem relativ einfach zu etablieren ist und keinen zu gro\u00dfen Ger\u00e4teaufwand ben\u00f6tigt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wer sich mit Polymeren und deren Eigenschaften besch\u00e4ftigt, sollte etwas \u00fcber die sogenannte Molekulargewichtsverteilung wissen. Was das ist, wie diese mit Hilfe der\u00a0 Gelpermeationschromatographie bestimmt werden kann und was ein Materialwissenschaftler daraus lernen kann, erfahren Sie hier. 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