Полимерларни фракциялаш Юқорида айтиб ўтилганидек, полимерларнинг кўпчилиги полимолекуляр, яъни улар полимергомологлар аралашмасидан иборат. Бундай аралашмаларни молекуляр масса бўйича бир жинсли бўлакларга – фракцияларга ажратиш лозим бўлади. Полимерларни фракцияларга ажратиш фракциялаш ёки препаратив фракциялаш дейилади. Бундан ташқари, полимерни фракцияларга ажратмай туриб унинг фракцион таркиби ҳақида тасаввур берувчи аналитик фракциялаш деб аталувчи усул ҳам бор.
Препаратив фракциялашнинг кўплаб усуллари маълум бўлиб, улардан турлича молекуляр массали полимерларнинг ҳар хил эрувчанлигига асосланган усуллар кенг тарқалган. Полимер эрувчанлигининг ўзгаришига эритувчининг эритиш қобилиятини ўзгартириш орқали эришиш мумкин. Бунга яхши эритувчига ёмон эритувчини қўшиш ёки ҳароратни ўзгартириб эришилади. Бу усулнинг уч тури мавжуд: бўлаклаб чўктириш орқали фракциялаш, эритиб фракциялаш ва ҳароратни ўзгартириб фракциялаш. Бундан ташқари, полимерларни фракциялашда хроматографик усул ҳам кенг ишлатилади.
Бўлаклаб ёки кетма-кет чўктириш. Полимер намунаси унга мос эритувчида тиниқ эритма ҳосил бўлгунча эритилади. Назарий жиҳатдан мушоҳада қилинса, фракциялаш самарадорлиги чўктириш учун олинган эритма концентрациясининг камайиши билан ортади. Шунинг учун одатда 1% ли ёки ундан паст концентрацияли эритма ишлатилади. Эритмага ўзгармас ҳароратда аралаштирган ҳолда аста-секин чўктирувчи қўшилади. Чўктирувчининг маълум миқдори қўшилгач, унинг кейинги бир томчиси ҳам аралаштирганда йўқолиб кетадиган лойқа ҳосил қилади. Бу энг юқори молекуляр, яъни энг кам эрийдиган фракциянинг эритмадан чўкмага тушишининг бошланишига тўғри келади. Барқарор лойқа ҳосил бўлгач аралаштириш тўхтатилиб эритмани ўзгармас ҳароратда ушлаб турилади, сўнгра чўккан полимер ажратиб олинади.
Бошқа фракцияларни ўзида тутган қолган эритма худди шу усул билан унга навбатдаги фракция чўкмага тушгунча чўктирувчи қўшиб ишланади. Шундай қилиб сўнггиси энг қуйи молекуляр бўлган полимернинг кўп фракциясини олиш мумкин. Турли хил фракциялардан иборат чўккан фазани унча кўп бўлмаган эритувчида эритилади ва аралаштириб турган ҳолда катта миқдордаги чўктирувчига қуйилади. Бунда қаттиқ ҳолдаги фракцияланган полимер намунаси ҳосил бўлади, уни фильтрлаб мос ҳароратда вакуумда массаси ўзгармай қолгунча қуритилади.
Кетма-кет эритиб фракциялаш. Полидисперс полимер намунаси бирин-кетин чўктирувчи миқдори камайиб борадиган суюқликлар бинар аралашмаси билан ишланади, яъни навбатдаги ҳар бир ишловда муҳитнинг эритиш қобилияти ортиб боради. Шу сабабли энг биринчи эриётган фракция кичик молекуляр массага эга бўлиб, сўнггиси – энг юқори молекуляр массали бўлади. Юқоридаги усулдагидек, полимернинг турли фракцияларидан иборат эритма катта миқдордаги чўктирувчига қуйилади, ҳосил бўлган чўкмани ажратиб олиб қуритилади. Баъзан бевосита экстракциялаш усули қўлланилади, яъни майдаланган полимер колбада ёки Сокслет аппаратида мос ҳароратда экстракция қилинади, бундан ташқари полимерни қайнаб турган эритувчи билан ҳам ишланади.
Ҳароратни пасайтириб фракциялаш. Бу усул полимер эрувчанлиги ҳарорат пасайганда ёмонлашган ҳолларда ишлатилиши мумкин. Бунинг афзаллиги шундаки, жараён фақат битта эритувчи муҳитида бориб, системанинг ҳажми амалда ўзгармайди, аммо ҳарорат пасайганда фракцияларга ажралиш содир бўладиган эритувчи ёки хатто эритувчи-чўктирувчи аралашмасини танлаш анча қийин бўлади.
Минорали хроматография усули билан фракциялаш. Минора фракцияланувчи полимер қават билан қопланган инерт материал (насадка) билан тўлдирилган бўлиб, ундан эритувчи-ноэритувчи бинар аралашма ўтказилади (элюирловчи аралашма).
Инерт материал етарли катта юзага эга бўлиши лозим. Бунинг учун, одатда ўлчами 40 дан 70 мкм гача бўлган шиша шарчалар ишлатилади. Бу шарчалар турли баландликда минораларга жойлаштирилади, бу баландликларда элюирловчи аралашма концентрацияси градиенти ва ҳарорат градиенти ҳосил қилинади. Натижада полимер фракцияларга ажралади, бунда аввало биринчи бўлиб молекуляр массаси энг кичик фракция элюирланади. Эритмадан ҳаммаси бўлиб турли усулларда ажратиб олинадиган 10 тадан 25 тагача фракция олиш мумкин.
Гель-хроматография. Бу минорада фракциялаш усулларидан бири бўлиб, маълум ўлчамдаги адсорбент ғовакларига молекулаларнинг кириш қобилиятига асосланган молекуляр ғалвир усули бўйича фракцияларга ажратилади. Адсорбент сифатида зарядсиз ва ионоген гуруҳсиз аниқ ўлчамдаги ғовакларга эга материаллар ишлатилади. Бу талабларга махсус тайёрланган, бўкканда ивиқ (гель) ҳосил қилувчи стирол билан дивинилбензол сополимери тўлиқ жавоб беради. Усулнинг номи ҳам шундан келиб чиққан. Бундан ташқари декстран геллари (сефадекс), турли хил силикагеллар (сферосил) ва бошқалар ишлатилади.
Минора ўлчами унча катта бўлмаган гелсимон заррачалар билан тўлдирилади. Одатда иложи борича ҳар хил полимерларни эрита оладиган, масалан тетрагидрофуран, битта эритувчи ишлатилади. Полимернинг тетрагидрофурандаги эритмаси гель билан тўлдирилган минорадан ўтказилади. Юқори молекуляр фракциялар донадор ивиқ ғовакларидан ўтолмай, фақат заррачалар орасидан ўтади. Кичикроқ макромолекулалар ивиқнинг ўз ўлчамларига мос ғовакларидан ўтади. Шу тариқа полимернинг фракцияларга ажралиши содир бўлади.
Ивиқ ғовакларидан ўтолмаган юқори молекуляр фракциялар заррачалар орасида қолади, шунинг учун йирик молекулалар минора бўйлаб катта тезликда ҳаракатланади ва биринчи бўлиб полимернинг юқори молекуляр фракцияси элюирланиб, сўнгра молекуляр массанинг камайиши тартибида фракцияланади.
Ҳар бир ивиқ ғоваклигига қараб фракцияларга ажрата оладиган молекуляр масса бўйича ўз соҳасига эга бўлади. Шунинг учун ҳар хил ўлчамли ғовакларга эга ивиқлар билан тўлдирилган бир нечта минора ўрнатилади.
Гель-хроматография фракциялашнинг бошқа усулларига қараганда афзалликларга эга, чунки бунда фақат молекуляр массалар бўйича бўлиниш содир бўлади; полимер эрувчанлигига асосланган бошқа усулларда эса бўлиниш бир йўла кимёвий таркиб бўйича ҳам (агар полимер кимёвий таркиби бўйича биржинсли бўлмаса) амалга ошади. Бу усул олигомерларни фракциялашда юқори самарага эга. Унинг ёрдамида димер, тример, тетрамер ва ҳ.к.ларни бир-биридан ажратиш мумкин.
Аналитик усулларга ультрацентрифугалаш ва турбидиметрик титрлаш мансуб. Турбидиметрик усул турбидиметр деб аталувчи махсус асбобда полимолекуляр полимер эритмасини чўктирувчи билан титрлаб системанинг лойқалигини ўлчашга асосланган. Эритма ва чўктирувчи бир хил ҳароратда бўлиши лозим. Чўктирувчини қўшиб борган сари лойқанинг қуюқлашиб бориши турбидиметрик эгриси билан ифодаланади (60-расм). Бундай эгрилар молеку-
