Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Литературный обзор 8
1.1 Подходы к увеличению скорости разделения в газовой хроматографии 8
1.2 Поликапиллярные колонки для экспрессного анализа 13
1.3 Капиллярные пористослойные колонки и способы их приготовления 19
Глава 2 Приготовление неподвижных фаз для газоадсорбционных колонок на основе золь-гель реакций 28
2.1 Золь-гель технология в приготовлении хроматографических колонок 29
2.1.1 Основные принципы золь-гель технологии 29
2.1.2 Применение золь-гель технологии для приготовления капиллярных газохроматографических колонок 34
2.2 Приготовление сорбентов золь-гель методом 38
2.3 Исследование свойств приготовленных сорбентов 47
2.3.1 Термический анализ гибридных сорбентов на основе алюминия 47
2.3.2 Изучение текстурных характеристик гибридных сорбентов на основе алюминия 51
Глава 3 Капиллярные колонки с пористым слоем на основе золь-гель технологии 56
3.1 Золь-гель методы синтеза пористого слоя для капиллярных колонок 56
3.1.1 Приготовление неорганического золя гидроксида алюминия 58
3.1.2 Приготовление гибридного органо-неорганического золя 58
3.1.3 Приготовление капиллярных колонок 58
3.1.4 Обработка колонок после нанесения слоя сорбента 59
3.2 Свойства капиллярных пористослойных колонок на основе оксида алюминия...67
3.2.1 Оборудование для исследования свойств пористослойных капиллярных колонок 67
3.2.2 Зависимости ВЭТТот скорости потока газа-носителя 68
3.2.3 Загрузочные характеристики адсорбционных капиллярных колонок 70
Глава 4 Приготовление поликапиллярных колонок 75
4.1 Конфигурация колонок для экспрессного анализа 75
4.2 Приготовление газоадсорбционных поликапиллярных колонок 80
4.2.1 Неорганические адсорбенты. Ограничения на методы нанесения адсорбционных слоев на ПКК 80
4.2.2 ПКК с сорбентами на основе алюминия 82
4.2.3 ПКК с гибридными фазами на основе кремния. Смешанные сорбенты...92
4.2.4 ПККс политриметилсилилпропином 98
Глава 5 Исследование свойств адсорбционных пкк для газовой хроматографии 103
5.1 Газохроматографическое оборудование для экспрессной хроматографии на поликапиллярных колонках 103
5.1.1 Инжектор для скоростного ввода пробы 104
5.1.2 Детектор и электрометрический усилитель 107
5.1.3 Система сбора и обработки хроматографических данных 110
5.2 Зависимость ВЭТТ от потока газа-носителя 112
5.3 Загрузочные характеристики ПКК. 119
5.4 Зависимость характеристик удерживания от состава сорбента 124
5.4.1 Сорбенты на основе оксида алюминия 125
5.4.2 Сорбенты на основе оксида кремния 132
5.4.3 Смешанные сорбенты на основе кремния и алюминия 135
Выводы 142
Список литературы
- Поликапиллярные колонки для экспрессного анализа
- Основные принципы золь-гель технологии
- Обработка колонок после нанесения слоя сорбента
- Приготовление газоадсорбционных поликапиллярных колонок
Введение к работе
Тот, кто использует хроматографию в своей повседневной практике, знает, насколько длительным бывает период с момента ввода анализируемой смеси в хроматографическую колонку и до получения результатов разделения. Разумеется, что такое положение дел не всегда устраивает аналитиков, а в ряде случаев длительность процесса разделения не позволяет ставить вопрос об использовании метода хроматографии. Конечно, такое положение дел вполне приемлемо, когда целью эксперимента является получение данных, на основании которых не ожидается принятие экстренного решения. Тем не менее, в любом случае предпочтительно использовать хроматографическую методику, в которой процесс разделения происходит за минимально возможное время.
Принципы и теория скоростной хроматографии известны с начала 60-х годов, однако ее рутинное использование даже в последнее время не является широко распространенным явлением. Следует указать на два ограничения, которые препятствовали становлению экспрессной хроматографии.
Первым ограничением является то, что почти все серийно выпускаемые приборы (то есть газовые хроматографы) не могут быть использованы для существенного увеличения скорости разделения. Причиной тому является несоответствие технических характеристик экспрессных колонок с другими компонентами (устройство ввода пробы, детектор, усилитель и система регистрации) серийных приборов.
Второе ограничение имеет более принципиальный характер. Для реализации скоростных возможностей необходимо использовать капиллярные колонки с малым диаметром капилляра (10-50 микрон) [1]. Как следствие, в такую колонку, для ее нормальной работы, необходимо ввести очень малую по объему пробу. Если минимальное количества вещества вводимое в колонку определено чувствительностью детектора, то максимальный объем пробы связан с ее перегрузкой, то есть потерей колонкой разделительных способностей. По этой причине, диапазон концентраций, определение которых возможно при использовании такой колонки весьма мал.
Очевидным путем преодоления этого ограничения является создание колонки, состоящей из пакета капилляров малого диаметра. В этом случае, при сохранении высокой скорости разделения, колонка способна работать с большими объемами пробы. Следует отметить, что идея эта не новая [2,3]. До создания работающей колонки существовал ряд публикаций, в которых были описаны возможные пути ее приготовления [4-7].
Однако ее практическое применение стало возможным лишь после развития технологии приготовления многоканальных трубок (МКТ), содержащих до 1500 капилляров с диаметром 10-100 микрон [8]. Из МКТ с диаметром капилляров 40 микрон была приготовлена первая колонка, получившая название «поликапиллярная».
До настоящего времени все коммерчески доступные поликапиллярные колонки (ПКК) были приготовлены с неподвижными жидкими фазами (НЖФ), что ограничивает область их применения и не позволяет с их помощью проводить экспрессное разделение углеводородов С1-С5 или постоянных газов.
В настоящей работе приведены оригинальные результаты, касающиеся разработки поликапиллярных газоадсорбционных колонок и показаны их возможности при решении задач экспрессного разделения.
Поликапиллярные колонки для экспрессного анализа
Прежде всего, следует отметить, что все существующие до недавнего времени ПКК, описанные в научной периодике, относились к газожидкостному варианту хроматографии [23].
Поликапиллярная колонка при сохранении высокой скорости разделения способна работать с большими объемами пробы. Следует отметить, что идея создания ПКК к моменту ее реализации была совсем не новая. До создания работающей колонки уже имелся ряд публикаций, в которых были описаны подходы к ее приготовлению [2-7]. Однако ее практическое применение стало возможным лишь после развития технологии приготовления многоканальных трубок (МКТ), содержащих до 1000 и более капилляров с диаметром 10-100 микрон [8]. Из МКТ с диаметром капилляров 40 микрон была приготовлена первая колонка, получившая название «поликапиллярная». В работе [24] впервые показана экспериментальная возможность использования пакета капилляров в качестве хроматографической колонки. Несколько позже появилась аналогичная публикация в англоязычной литературе [25]. Сегодня поликапиллярные колонки коммерчески доступны, и в течение ряда лет применяются для экспрессного разделения в газо-жидкостном варианте хроматографии. Колонки обладают рядом свойств, которые отличают их от насадочных и капиллярных, и поэтому их можно выделить в самостоятельный класс колонок для хроматографии.
Для того чтобы оценить возможности поликапиллярной колонки, необходимо представлять причины уширения хроматографического пика на ПКК. Природа этого явления проста. Невозможно приготовить капилляры ПКК идентичными. Все капилляры будут немного различаться по сечениям. Причина этого различия связана с технологией изготовления пакета. Если приложить давление газа к пакету капилляров, то его скорость в каждом капилляре будет различна. В капилляре с большим сечением она будет выше, а в капилляре меньшим сечением соответственно меньше. Если в каждый из капилляров будет введено вещество в потоке газа-носителя, скорость движения вещества в каждом капилляре будет различна.
Однако такой подход к получению высокоэффективных колонок не совсем реален. Это связано с тем, что в настоящее время не существует технологии, которая позволяет готовить пакет капилляров с дисперсией менее 2.0%. Из такой трубки можно приготовить колонку с эффективностью порядка 2200 теор. тарелок при длине 1 метр. Заметим, что при 4=2-4% длина колонки почти не оказывает влияния на эффективность. А именно такие значения дисперсии капилляров по сечениям характерны для многоканальных трубок, из которых готовят поликапиллярные колонки.
Очевидно, что такой эффективности не достаточно для решения широкого круга аналитических задач и поэтому встает вопрос о том, каким образом эффективность колонки может быть увеличена. Таблица 1.2.1. Эффективность поликапиллярной колонки в зависимости от относительной дисперсии капилляров по сечениям и длины [26].
Таким образом, эффективность поликапиллярной колонки определяется в значительной мере методами, которыми неподвижная жидкая фаза будет нанесена на капилляры. Низкую эффективность колонки, обусловленную разницей в скоростях газа-носителя для каждого капилляра, можно увеличить, если в каждом капилляре создать пленку фазы со следующей зависимостью ее толщины от радиуса капилляра: oV« R а, где 1 а , 3 [27].
Предельным значением эффективности поликапиллярной колонки является эффективность среднего по распределению капилляра для всего пучка. Для достижения такой ситуации толщина пленки фазы в каждом капилляре колонки должна иметь кубическую зависимость от радиуса этого капилляра. Разумеется, что данное предельное значение эффективности может и не быть реально достигнуто, но оно является тем ориентиром, к которому следует стремиться при приготовлении поликапиллярной колонки. Известны несколько способов нанесения НЖФ на стенки капилляров ПКК [27,30], приводящих к увеличению эффективности ПКК. Существенное увеличение эффективности можно получить при динамическом нанесении фазы с неполным заполнением колонки [27]. В этом случае колонку заполняют так, чтобы раствор фазы заполнил колонку почти полностью (на 90%), но не проходил ее через самый широкий капилляр. Затем давлением газа продавливают раствор в обратную сторону. В данном способе длина, на которую будет введена фаза в капилляр, пропорциональна радиусу этого капилляра, а толщина пленки для динамического метода, как мы уже видели, пропорциональна радиусу в степени 1,5.
Основные принципы золь-гель технологии
Принципы золь-гель процесса известны достаточно давно, но интенсивные исследования стали развиваться только во второй половине 20 века, когда начали приготовлять монолитные неорганические гели при низких температурах, переводить их в стекла без проведения высокотемпературных процессов плавления. При этом получаются гомогенные неорганические оксидные материалы (полимеры) с заданными свойствами (твердость, прозрачность, химическая стойкость, пористость, термическая стабильность). Золь-гель материалам можно заранее, на стадии гомогенной системы придавать любую требуемую форму, наносить в виде пленок, получать волокна [83,84]. Важной особенностью технологии является свойство сохранения исходной формы изделия, заданной на стадии геля [85]. Рассмотрим коротко основные стадии и процессы золь-гель превращений. Хотелось бы отметить, что данному вопросу посвящена обширная библиография, из которой можно указать ряд монографий [86,87,88] и обзоров, которые посвящены как исследованию механизмов образования твердых золь-гель материалов [89,90], так и исследованию возможности использования различных веществ для золь-гель реакций [91,92,138,139,140]. Золь-гель химия основывается на полимеризации молекулярного предшественника - алкоксида элемента M(OR)n [86,87,89,90,93]. Гидролиз и последующая конденсация алкоксидов приводят к образованию металлоксановых полимеров. Наиболее часто в качестве предшественников (то есть соединений, вступающих в алкоксореакции) используются алкоксиды кремния, алюминия, титана, бора [86,91,93]. Применяются так же смеси различных алкоксидов [83, 112,113,94]. Обычно алкоксиды превращаются в оксиды по трем основным реакциям: гидролиз, конденсация с выделением спирта и конденсация с выделением воды. Гидролиз большинства алкоксидов протекает с высокой скоростью, и общая скорость гидролиза определяется не кинетическими, а диффузионными факторами [86,90].
На стадии гидролиза (реакция 1) происходит нуклеофильная атака кислорода воды на металл алкоксида. Реакция проходит при участии катализатора, в качестве которого может использоваться кислота или основание. При гидролизе алкоксидов алюминия реакция протекает очень быстро в отсутствие катализатора.
Для завершения конденсации с выделением ROH или НгО (реакции 2 и 3) обычно требуется повышенная температура и присутствие кислотных или основных катализаторов [86,90,102]. Димеры, образующиеся при конденсации, вступают в дальнейшие реакции с водой и алкоксогидроксидами. Состав и строение конечных продуктов гидролиза (гидрополиконденсации) зависит главным образом от природы химического элемента и алкильной группы, рН реакционной среды, мольного соотношения алкоксида и воды. Если вода добавлена в количестве, теоретически недостаточном для полного удаления RO-групп по реакциям (2) - (3), то образуются алкоксиэлементоксановые полимеры различного строения..В состав цепи такого полимера входят звенья:
Подбирая условия реакции, можно регулировать соотношение и способы сочленения таких звеньев и синтезировать полиалкоксиэлементоксаны преимущественно линейного или разветвленного строения, что позволяет управлять пористой структурой образующихся при их разложении оксидов.
Если гидролиз алкоксидов протекает в избытке воды, то в зависимости от природы элемента образуются оксиды МгОр, гидроксиды М(ОН)п или оксогидроксиды МОх(ОН)п-2х. которые содержат остаточные RO-группы. Это связано с обратимостью реакций и образованием трехмерных элементоксановых скелетов со стерически «замороженными» RO-группами, не способными к дальнейшему гидролизу или конденсации с ОН-группами [103].
Полный гидролиз проводят чаще всего в водно-спиртовых средах с 10 - 100 - кратным избытком воды по отношению к теоретическому. Продукты гидролиза выделяются в виде частиц нанометрового размера [104,85,128], поэтому получаемый золь остается оптически прозрачным. Золь можно стабилизировать специальными добавками и хранить довольно долгое время без каких-либо агрегативных изменений. Если золь не стабилизирован, то при старении меняется размер первичных частиц. Происходит агрегация, укрупнение и последующая седиментация. Может так же проходить процесс гелеобразования, когда образуются ассоциаты, связанные между собой по всему объему раствора.
При удалении растворителя из золя, происходит переход его в гель. Процесс перехода золя в гель можно регулировать путем подбора растворителя, катализатора и изменения температуры [90,103]. В зависимости от того, какой конечный материал необходимо получить из золя, золь-гель переход и сушка могут выполняться различными способами [104,105]. Можно отметить несколько важных преимуществ золь-гель технологии в применении ее к синтезу неподвижных фаз для хроматографии [138]: 1) высокая чистота получаемых сорбентов, поскольку исходный золь не содержит примесей посторонних ионов в отличие от процесса получения золя из неорганических солей; 2) простота нанесения покрытий, обладающих регулируемой пористостью и толщиной, на носители любой формы; 3) возможность синтеза новых соединений, приготовление которых традиционными методами затруднено или невозможно; Большие возможности по созданию пористых материалов с заданными свойствами открывает введение в неорганическую матрицу органических соединений [85,89,90,102,106]. В результате получаются монофазные органо-неорганические полимеры. Такие материалы называют золь-гель гибридами. Гибридные материалы представляют собой неорганическую матрицу, в которую внедрены фрагменты органической природы. Существует несколько путей получения гибридов. 1. Введение малых органических молекул или органических групп в неорганическую матрицу. Это может быть механическое внедрение органических молекул в неорганический гель без образования новых химических связей на стадии золь-гель процесса. После образования конечного продукта, такие включения остаются внутри и могут придавать неорганическому материалу определенные свойства. Используют так же гетерофункциональные алкоксиды металлов с различными органическими заместителями. Например, R-Si(OR)3, где R - органический остаток, который придает определенные свойства материалу. В частности, для получения гидрофобных аэрогелей в качестве заместителя могут выступать метил, фенил, изобутил и т.д. [89,113]. 2. Введение органических полимеров в неорганическую матрицу. Это может быть выполнено добавлением органических мономеров в предварительно сформированный гель и последующая их полимеризация или, наоборот, введением золь-гель предшественника в раствор полимера. Можно так же проводить совместный синтез неорганического и органического полимера из мономеров [106,107,108,110,111,115,125]. Во время реакции гидролиза и конденсации органические полимеры взаимодействуют с образующейся неорганической золь-гель сетью своими функциональными группами. Это могут быть полиэтиленгликоли с терминальными ОН - группами. Таким образом, органические макромолекулы внедряются в неорганический скелет и химически связываются с ним. Установлено, что полиэфиры связываются ковапентными связями с золь-гель матрицей [117].
Обработка колонок после нанесения слоя сорбента
Использование золь-гель технологии подразумевает, что перед нанесением на капилляр исходный материал, из которого в дальнейшем будет сформирован сорбционный слой, находится в растворе. Задача нанесения сводится к тому, чтобы удалить растворитель из заполненной раствором колонки и оставить материал золя в виде слоя на стенке колонки.
Для приготовления капиллярных газоадсорбционных колонок с использованием золь-гель химии применяли статический метод высокого давления [42]. Этот метод, основан на том, что колонку заполняют золем сорбента, который следует осадить на ее стенке. Один из концов колонки герметизируют, а открытым концом вводят в печь. Температура печи такова, что легколетучий растворитель испаряется, а растворенное вещество садится на стенку. Поскольку при работе с ПКК планировали работу с двумя типами колонок: 1. ПКК с чисто неорганическим сорбентом на основе оксида алюминия 2. ПКК с гибридным органо-неорганическим сорбентом на основе того же оксида, то, соответственно, были приготовлены два типа капиллярных колонок: капиллярные колонки с чисто неорганическим сорбентом - гидроксидом алюминия и капиллярные колонки с гибридной органо-неорганической фазой на основе алюминия.
В случае приготовления хроматографического сорбента на основе оксида алюминия и его фиксации на поверхности капилляра общая схема следующая. В изопропаноле растворяют втор-бутоксид алюминия, после чего добавляют водный раствор уксусной или соляной кислоты. Вода необходима для гидролиза алкоксида алюминия, а кислота в данном случае нужна для пептизации образующегося гидроксида алюминия, то есть для уменьшения размеров коллоидных частиц. Для того чтобы исходный продукт был готов к использованию, необходимо некоторое время для получения прозрачного золя. Этот золь уже содержит трехмерные структуры на основе оксида алюминия, которые и следует локализовать на внутренней поверхности колонки. Дальнейшие операции по нанесению золя подобны нанесению неподвижной жидкой фазы. Кварцевый капилляр заполняют раствором полученного золя, герметизируют один из концов, а открытым концом с постоянной скоростью вводят в печь, находящуюся при температуре, обеспечивающей испарение и унос из капилляра основной массы растворителя. Неорганические структуры, которые ранее были локализованы в частицах золя, теряют воду и растворитель, одновременно оседая на стенках капилляра. Затем органическая составляющая золя и вода удаляется полностью или частично отжигом. На стенках капилляров остается пористый слой сорбента.
При синтезе органо-неорганического сорбента в исходный раствор, из которого в дальнейшем происходит образование золя, добавляют органический реагент, в нашем случае полипропиленгликоль, который включается в образование металлоксановых связей с образованием материала золя иного, нежели в случае использования только неорганического предшественника золя. 3.1.1. Приготовление неорганического золя гидроксида алюминия
В качестве исходного вещества для приготовления золя гидроксида алюминия использовали втор-бутоксид алюминия. 6 г бутоксида растворяли в 6 мл изопропилового спирта и нагревали до 70С. После этого в раствор бутоксида добавляли воду, нагретую до 70С. Вода добавлялась в количестве, значительно превышающем стехиометрическое (50 мл). Для пептизации образующегося гидроксида алюминия в раствор добавляли 1.3 мл концентрированной уксусной кислоты. Перемешивание при температуре 70"С продолжали до получения прозрачного золя. Готовый золь охлаждали и выдерживали в течение суток при комнатной температуре. После этого он был готов для нанесения на колонку.
Для приготовления гибридного золя исходное вещество - втор-бутоксид алюминия в количестве 6 г. растворяли в 6 мл изопропилового спирта. Раствор перемешивали при комнатной температуре. К раствору бутоксида добавляли определенное количество полипропиленгликоля с молекулярной массой 2025 (ППГ-2025), который является органическим компонентом золя. Массовое соотношение ППГ/бутоксид в трех опытах составляло 0.09, 0.11 и 0.20. Раствор перемешивали в течение часа, после чего добавляли в него по каплям 0.5 мл воды и концентрированную соляную кислоту. Мольное отношение кислота/алкоксид=1/1. После того, как образовался прозрачный золь, перемешивание прекращали. Готовый золь выдерживали в течение суток при комнатной температуре, после чего он был готов для использования. Непосредственно перед использованием гибридный золь разбавляли изопропиловым спиртом до необходимой концентрации из расчета 0.05 г алкоксида на 1 мл золя.
На основе чисто неорганического золя гидроксида алюминия были приготовлены капиллярные колонки с внутренним диметром 0.32 мм и длиной 10 -30 м. Нанесение золей сорбентов проводилось статическим методом высокого давления так же, как и нанесение неподвижных жидких фаз. Капилляр, предварительно продутый инертным газом, заполняли золем приготовленным согласно п.3.1.1. Для заполнения капиллярных колонок золем использовали устройство, показанное на рисунке 3.1.3.1. Один конец капилляра опускали в емкость с золем. Под давлением инертного газа 0.5 - 1.0 атм. (в зависимости от длины колонки) золь проталкивался в капилляр. После заполнения противоположный конец капилляра запечатывали и открытым концом вводили в термостат, находящийся при температуре 200С. Для более равномерного испарения растворителя участок холодной колонки длиной 5 см, входящий в термостат предварительно разогревали до температуры 250С при помощи печи предварительного нагрева. Скорость ввода колонки в печь составляла 300 мм в минуту. После того, как колонка полностью входила в термостат, запечатанный конец капилляра обрезали, подсоединяли колонку к источнику инертного газа (аргон) и продували инертным газом в течение часа при температуре 200С.
Приготовление газоадсорбционных поликапиллярных колонок
При приготовлении капиллярных и поликапиллярных газожидкостных колонок техника нанесения неподвижной фазы во многом схожа. Используемые для растворения НЖФ органические растворители не взаимодействуют с материалом, из которого изготовлены ПКК.
При нанесении адсорбционных слоев на основе неорганических сорбентов возникает задача выбора технологии нанесения, поскольку свинцовое стекло, из которого изготовляют многоканальные трубки, довольно легко растворяется в водных растворах при низких значениях рН [152]. Вместе с тем известно, [153,154,156], что, например, золь гидроокиси алюминия, из которого обычно наносится слой АЬОз на стенки колонки, существует в стабильном состоянии при рН=2-3. При заполнении ПКК таким золем, происходит быстрое растворение внутренней поверхности ПКК. Поэтому стадию нанесения и удаления растворителя необходимо проводить в условиях, когда рН раствора близок к нейтральному, либо проводить нанесение в течение очень короткого времени.
Ограничение по времени не позволяет использовать для нанесения материала статический метод низкого давления, поскольку испарение растворителя при пониженном давлении может занимать довольно много времени - часы, или даже дни. При этом необходимо использовать растворители, температура кипения которых должна быть как можно ниже. Динамический метод также имеет определенные ограничения при нанесении адсорбционных слоев.
При динамическом методе нанесения сорбента необходимо иметь раствор неподвижной фазы довольно высокой концентрации для получения слоя достаточной толщины [70,149]. Но коллоидные растворы неорганических адсорбентов обычно имеют малую концентрацию частиц. При концентрировании таких растворов теряется их стабильность, происходит агрегация коллоидных частиц, что приводит к закупориванию отдельных капилляров колонки. Поэтому, динамический метод не является подходящим для решения данной задачи. Статический метод высокого давления является, по-видимому, наиболее подходящим для нанесения адсорбционных слоев на поликапиллярные колонки. Еще одно принципиальное требование к методу нанесения НЖФ или хроматографического сорбента заключается в том, что процесс приготовления колонки должен быть проведен в одну стадию. Технология нанесения должна быть такой, чтобы одновременно можно было выполнить операции подготовки поверхности капилляров, нанесения неподвижной фазы и деактивации полученного адсорбционного слоя. В том случае, когда приготовление основано на нескольких последующих манипуляциях то, каждая последующая операция приводит к ухудшению эффективности колонки.
Для приготовления ПКК с сорбентами на основе оксида алюминия готовили золь гибридного сорбента. Методики приготовления золя описаны в главе 2. Такие золи можно использовать для нанесения точно так же, как и растворы НЖФ.
Отфильтрованным прозрачным золем заполняли капилляры поликапиллярной колонки длиной 60 см. На рисунке 4.2.2.1 показано устройство для заполнения ПКК раствором неподвижной фазы. В емкость с золем, объемом 10 мл погружали один конец ПКК. Затем, под давлением инертного газа (азот или аргон), золь поднимался по капиллярам колонки. Давление при заполнении золем устанавливали от 0.5 до 2.0 атм.
Давление инертного газа подбирали таким образом, чтобы обеспечить линейную скорость заполнения капилляров от 2 до 5 см/мин. Было установлено, что хорошие по качеству колонки получаются именно при таких скоростях заполнения. Если скорость заполнения слишком медленная, то в условиях низких значений рН среды может происходить растворение стенок капилляров ПКК, поскольку заполнение займет достаточно много времени. При длительном процессе заполнения так же может происходить седиментация частиц золя, переход золя в гель и, как следствие, частичная закупорка капилляров.
С другой стороны, скорость заполнения ПКК ограничена значительной вязкостью золя. В связи с этим необходимо создавать давление инертного газа достаточное для того, чтобы протолкнуть вязкий золь в капилляры.
