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氣相色譜儀毛細管柱的材料組成和結構

        毛細管柱的材質對于制備高質量的氣相色譜毛細管柱非常重要。毛細管柱的材料應具有化學惰性、熱穩(wěn)定性好、內(nèi)表面光滑、操作方便等特性。自毛細管氣相色譜柱發(fā)明以來，人們對塑料、銅、鎳、不銹鋼等多種材料進行了研究。目前常用的有玻璃和石英玻璃材料，后者應用最為廣泛。
        玻璃和石英玻璃的化學成分主要是二氧化硅。玻璃中的二氧化硅通常是一個硅原子和四個氧原子結合成一個四面體。每個二氧化硅四面體通過硅氧鍵形成三維網(wǎng)絡，從而由硅和氧原子形成不規(guī)則的六元網(wǎng)絡。戒指。石英玻璃是柔性的，因為Si-O-Si之間的角度很容易改變，而且這種環(huán)結構相對穩(wěn)定。根據(jù)硅氧鍵角的大小形成不同的異構體。石英玻璃的硅氧夾角為150度，是Zui簡單的玻璃類型，通常稱為石英。石英具有高度交聯(lián)的三維結構、高熔點（接近2000°C）和低熱膨脹系數(shù)。石英主要由二氧化硅和極少的金屬氧化物組成。它具有良好的耐化學性和高拉伸強度，使其能夠被拉制成高質量的彈性薄壁毛細管柱。用它制成的毛細管柱通常稱為彈性石英毛細管柱。
        在玻璃生產(chǎn)過程中，常加入各種金屬氧化物來改變物理化學性質。添加Na2O可以切斷Si-O-Si鍵，使玻璃軟化，降低粘度，增加熱膨脹系數(shù)和水中溶解度，降低耐化學性。添加CaO和MgO可以降低溶解度并增加耐化學性。通常用作毛細管柱材料的兩種玻璃是鈉鈣玻璃（軟玻璃）和硼硅玻璃（硬玻璃）。 Na2O、CaO、B2O3等氧化物的加入切斷了Si-O-Si鍵，因此這些玻璃的熔點遠低于石英。軟玻璃的熔點約為700℃，硬玻璃比軟玻璃高100～125℃。硬玻璃比軟玻璃強度好，不易碎。軟玻璃是堿性的，因為它含有大量的 Na2O，而硬玻璃是酸性的，因為它含有 B2O3。
        天然石英和人造石英都是毛細管柱的良好材料。天然石英在高溫和真空下可熔化生產(chǎn)熔融石英，純度因石英原料來源而異。如果在過程中應注意減少污染。一般情況下，金屬雜質含量可小于1×10-4 g/g。熔融石英進一步提純后，金屬雜質含量可達5×10-5 g/g。人造石英基本上是純二氧化硅，金屬雜質含量小于1×10-6 g/g。