串联毛细管柱气相色谱法在液晶材料分析中的应用

霍学兵，韩锦伟，张鹏，张雷，贾刚刚，耿红超

（阜阳欣奕华材料科技有限公司,安徽阜阳236000）

色谱分析技术的发展由传统的一维色谱发展到多维色谱，为复杂混合物的分离提供了强有力的支撑。传统的一维色谱是在一种色谱柱下进行的分离，技术成熟，但由于固定相单一，对于复杂样品存在的峰重叠问题，单纯增加柱效等分析条件的优化已经无法得到有效的分离。二维色谱GC+GC模式可以对部分难以分离的组分给予特别关注，但仍存在无法对所有组分进行有效定性和定量的缺点。全二维色谱GC×GC技术的发展对于复杂物质所有组分的分离提供了良好的工具，但也存在一些缺点，比如二次进样可能导致“缠绕”现象，引起峰混乱和新的重叠，全二维色谱设备昂贵，运行及维护成本都较高，限制了它的应用。串联色谱柱技术是介于一维色谱和二维色谱中间的一种样品分离处理技术，它既具有操作简单灵活的特点，又能够克服峰重叠的现象，因此近几年人们还在继续研究它并应用于不同行业[1-3]。液晶材料一般用气相色谱进行分析，通过色谱条件的优化，一维色谱能满足大部分分析需求，但是部分难以分离的组分和杂质一维色谱仍然无法有效解决。作者通过针对性开发了串联毛细管柱色谱法有效解决了这部分问题，为液晶材料分析方法提供了思路及参考。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

二氯甲烷,色谱级。

Agilent 7890B气相色谱仪（色谱柱HP-5 30 m×0.25 mm×0.25 μm;色谱柱 BD-17 30 m×0.25 mm×0.25 μm以及其他类型毛细管色谱柱）。

1.2 色谱条件

进样口温度300℃，载气为高纯氮气，分流10∶1进样；柱箱温度程序升温；检测器FID 300℃，H2流量40 mL/min，空气流量100 mL/min，尾吹气流量 40 mL/min；进样量 1 μL。

1.3 样品分析方法

样品用二氯甲烷配制成10%溶液直接进样。混晶样品A（12个组分）实验单一色谱柱分离（弱极性HP-5，中等极性DB-17，强极性DB-FFAP），改善条件均无法达到满意的效果，分别见图1～图4。采用30 mHP-5+3 mDB-17串联毛细管色谱柱后，组分得以有效分离，见图5。

图1 色谱图：HP-5 30 m×0.32 mm×0.25 μm

图2 色谱图：HP-5 60 m×0.32 mm×0.25 μm

图3 色谱图：DB-17 30 m×0.32 mm×0.25 μm

图4 色谱图：DB-FFAP 30 m×0.32 mm×0.25 μm

图5 串联色谱柱图：HP-5 30 m×0.32 mm×0.25 μm和DB-17 3 m×0.32 mm×0.25 μm

由图5可以看出，使用30 mHP-5+3 mDB-17串联毛细管色谱柱后，12个组分均得到了满意的分离，分离最差的两个峰分离度也达到了R=1.0，为材料的定性和定量提供了基础。

实验采用的其他色谱条件如下：载气：氮气，0.8 mL/min，恒流模式。柱温箱：200℃，保持 0 min，以 5℃/min升至260℃，保持 10 min，以 5℃/min升至 280℃，保持15 min。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的选择

2.1.1 主分离柱的选择

由于液晶的极性较小，按照色谱选择“相似相容”的原则，主分离柱选择极性小的HP-5毛细管柱，最终实验也证明选择正确。实验还说明了选择好的主分离柱才能为次分离柱的最终分离提供好的“时间窗口”。

2.1.2 主分离柱和次分离柱的顺序影响

图6 串联色谱图：3 m DB-17+30 m HP-5

图7 串联色谱图：30 m HP-5+3 m DB-17

串联色谱柱的串联顺序对分离结果影响很大，图6是3mDB-17+30mHP-5分离色谱图，可见分离效果很差，图7是30mHP-5+3mDB-17分离色谱图，效果很好。

2.1.3 柱连接接口

为尽量减少死体积，保证分离效率，串联色谱柱选择了一种石英二通连接，如图8所示。为避免漏气，采用密封胶密封。

图8 石英二通

3 结论

应用串联毛细管柱气相色谱分析测试方法，对液晶材料中难以分离的组分样品进行有效分离和测试，试验中使用了30 mHP-5+3 mDB-17串联毛细管色谱柱，使目标物得到有效分离，分离度达到R＞1.0。串联毛细管柱气相色谱分析法应用于难分离的液晶材料组分，为液晶材料中杂质的分离及分析提供了思路及参考。