被低估的SEC分离技术，借助MALS和粘度透过“现象”看“本质（上）

2026-07-30 11:28:52, 沃特世沃特世科技（上海）有限公司

在高分子材料的研发与质量控制中，分子量及其分布是决定产品性能的核心参数。传统凝胶渗透色谱依托窄分布标准品（如聚苯乙烯）进行柱校正，只能给出“相对分子量”。当待测样品的化学结构、链构象或溶剂化行为与标准品存在差异时，所得结果往往偏离真实值，偏差可达百分之几十甚至更多。多角度激光光散射（MALS）技术的引入，从根本上突破了这一局限。

本报告汇集了苏州禾川化学技术服务团队在GPC-MALS应用中的典型实践案例，涵盖聚碳酸酯、聚丙烯酸丁酯、氰基丙烯酸酯聚合物、端乙烯基聚酯、聚酯型聚氨酯、支化乙二胺改性聚乳酸等各类体系。既展示了MALS在常规聚合物分子量测试中“去伪存真”的校准优势，也揭示了其在高灵敏度检测、低聚物分析、支化结构判别及无标准品新型聚合物表征中的独特价值。

MALS技术的基本原理

多角度激光光散射（Multi-Angle Light Scattering, MALS）是一种基于静态光散射理论的绝对分子量测定技术。

MALS直接依据静态光散射方程从第一性原理计算分子量，无需标准品校准或构型假设，因而被称为“绝对分子量”测定方法；结合示差折光（dRI）和在线粘度（DP）检测器，还可同步获取均方根回转半径、特性粘度及Mark-Houwink参数，实现对分子尺寸、链构象（线型/支化/球状）的全面表征。

“绝对”分子量？

传统GPC/SEC依赖于标准品（如窄分布聚苯乙烯）进行柱校正，通过比较未知样品与标准品的洗脱体积来推算相对分子量，存在固有误差。而MALS直接从第一性原理光散射方程计算分子量，无需任何标准品校准或假设分子构型，因此称为“绝对分子量”。

图1. 系统配备的三联检测器，APC-RI-MALS-Vis。

MALS检测器在聚合物评价中的应用

聚碳酸酯的分子量测试

待测样为其他聚合物（如PC）时，偏差可能高达百分之几十甚至翻倍，MALS的测试结果完全不受色谱柱更换、PS标品更换的影响。

聚酯类样品的分子量测试

MALS与DP相比RID，具有更好的灵敏度。

改性聚乳酸的分子量测试

MALS结合在线粘度检测器，可以同时获得分子量和构象信息。

其他类型高分子量的分子量测试

与常见校准品PS、PMMA、PEO结构相差较大，RID无法得到其分子量。

聚碳酸酯的分子量测试

同一个PC样品（包装上分子量值为3.5万），分别用传统GPC-RID法（PS校正）和SEC-MALS法测定分子量：

GPC-RID测试结果

设备：

Waters ACQUITY APC，GPC柱温箱

色谱柱：

Waters HR4、HR3、HR2三根串联

流动相：

THF，流速为1.0 mL/min，柱温：35 ℃

校准标准品：

聚苯乙烯PS

图2. GPC-RI聚碳酸酯分子量分析。

APC-RID测试结果

设备：

Waters ACQUITY APC，APC柱温箱

色谱柱：

Waters XT200、XT125、XT45三根串联

流动相：

THF，流速为0.4 mL/min，柱温：35 ℃

校准标准品：

聚苯乙烯PS

图3. APC-RI聚碳酸酯分子量分析。

对比后得出，采用同一台设备和相同的分子量校准套装，将GPC与APC的结果对照：

①

都是相对于PS标准品的“相对值”，二种方法得到的分子量结果与分布相差比较大；相对来说，分辨率更高的APC将聚合物多个出峰分离得更开，结果相比GPC来说更可信。

②

经过大量的测试案例发现：选用GPC-RID测试聚合物分子量，当柱子组合改变时，往往分子量的结果有较大差异。这可能是不同色谱柱的“分离窗口”和“选择性”不同，导致PC样品的“淋洗体积（保留时间）”差异，因此为了得到更接近真实值的结果，放弃使用PS相对校准法，使用GPC-MALS来测试此PC的分子量。

GPC-MALS测试结果

设备：

Waters ACQUITY APC，GPC柱温箱，

检测器：怀亚特DAWN系列

色谱柱：

Waters HR4、HR3两根串联

流动相：

THF，流速为1.0 mL/min，柱温：35 ℃

更换两套不同色谱柱重复测试：

设备：

与前面一致

色谱柱：

PLgel 10 μm MIXED-B两根串联

流动相：

THF，流速为1.0 mL/min，柱温：35 ℃

结论

本案例直观地显示出“标准品校准法的局限性” - 当待测样品的化学结构与标准品不一致时，传统RID检测器给出的“相对分子量”与真实值之间可能存在显著偏差。

换用MALS检测器可直接测得PC的绝对分子量，Mw的实测值为3.45万，更接近样品包装袋上的标示值；同时发现这种方法完全不受色谱柱更换、标品更换的影响（只要柱效能分开组分即可），因此MALS给出的才是该分子真正的物理属性。

本期我们从MALS核心原理切入，以聚碳酸酯（PC）为典型案例，直观对比传统GPC/APC相对分子量测试与SEC-MALS绝对分子量测试的结果差异，清晰展现了传统标品校正法的数据缺陷，验证了MALS不受色谱柱、标准品干扰、可输出真实分子量的核心优势。

但MALS的应用场景远不止单一PC材料，也不只是单纯测定分子量！下一期将带来聚丙烯酸丁酯、氰基丙烯酸正丁酯聚合物、端乙烯基聚酯、聚酯型聚氨酯、支化乙二胺改性聚乳酸五大类高分子实测案例，重点讲解搭配在线粘度检测器后，借助Mark-Houwink参数解析分子链构象、区分线性/支化结构的进阶用法，同时完整介绍APC超高效色谱与MALS联用的整套表征方案，干货满满，欢迎持续关注。

参考文献

[1] 吴扬兰，王远亮，杨亚联等，GPC-十八角激光光散射联用法测定聚乳酸的分子量及分子量分布，现代科学仪器2007（2）：78-81.

[2] 王喜云，王远亮，吴扬兰等，凝胶渗透色谱-十八角激光散射仪(GPC-MALLS)的应用，光散射学报，2007年3月第19卷第一期，49-54.

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