聚丙烯腈纤维（PAN，即腈纶）用途广泛，因手感柔软、保暖性好、耐光性强，常作为羊毛替代品或与羊毛混纺，用于服装、毛毯等纺织品。同时，PAN是生产碳纤维的重要原料，经预氧化、碳化等工艺可转化为高性能碳纤维，应用于航空航天、体育器材、汽车工业等领域。此外，PAN还可用于制造超滤膜、微滤膜等膜材料，以及离子交换树脂，在水处理、食品加工、生物医学和化工分离中发挥重要作用。

分子量直接影响PAN的力学性能和热性能。纺织用PAN需适当分子量以保证纤维强度和柔软度；碳纤维用PAN的分子量及其分布则对最终碳纤维的强度、模量等性能有显著影响，过高或过低均可能导致性能下降。

原理和设备

采用双检测器凝胶渗透色谱（GPC）系统，配置示差折光（RI）检测器和光散射检测器。光散射检测器采用丹东百特仪器有限公司的BeSEC LS2检测器，包含90°和小角双角度检测。

GPC前端通过色谱柱按分子尺寸分离样品组分。静态光散射技术检测大分子的散射光强，依据瑞利散射方程：

其中c为样品的浓度，θ为测量的角度，Rθ 为θ角方向的瑞利散射比，Mw 为分子量，A₂为第二维利系数，K为与（dn/dc）²相关的常数，P(θ)为结构因子。

BeSEC工作站软件收集光散射信号与前端GPC的示差或者紫外信号通过BeSEC工作站软件计算得到分子量分布和平均分子量Mn、Mw、Mz的信息。

实验条件

样品制备

检测了五个PAN样品。准确称量样品分散在DMF中，通过电磁搅拌进行分散，成为浓度为1-3 mg/mL之间的澄清透明溶液，通过0.22 μm PTFE注射器滤膜过滤至顶空进样瓶中，放入自动进样器中进样。

结果和分析

图1. 1#样品多检测器信号流出曲线和分子量分布曲线

图2. 2#样品多检测器信号流出曲线和分子量分布曲线

图3. 3#样品多检测器信号流出曲线和分子量分布曲线

图4. 4#样品多检测器信号流出曲线和分子量分布曲线

图5. 5#样品多检测器信号流出曲线和分子量分布曲线

图1至图5中的双检测器色谱曲线，其中蓝色曲线为RI检测器信号，绿色为直角光散射检测器信号，红色信号为小角光散射信号。可以看出，色谱曲线信号质量良好，基线平整没有明显漂移或者较高噪音。其中分子量流出曲线显示，分子量随流出体积逐渐降低。光散射信号没有拖尾，且分子量曲线没有翘尾，说明色谱柱对于样品中不同尺寸的分子做出了有效分离，大分子先流出，小分子后流出。分子量结果列于下表中。

表1. 分子量结果

通过表1结果可以看出，5个样品的PAN的重均分子量在130K-180K之间，从数量级来看没有显著差异，4#样品的分子量分布较宽。