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高聚物的分子量

2019/05/15 14:54
導讀: 高聚物的分子量 高聚物的許多重要性質,如強度、彈性、流動溫度、塑性和溶解能力等都與分子量大小有關。但根據反應動力學,由單體經過加聚或縮聚所得合成高聚物,都是不同分子量的同
        高聚物的分子量
        高聚物的許多重要性質,如強度、彈性、流動溫度、塑性和溶解能力等都與分子量大小有關。但根據反應動力學,由單體經過加聚或縮聚所得合成高聚物,都是不同分子量的同系混合物。大多數天然高分子的分子量也是不均一的。因此,所謂高聚物的分子量,只有統計的意義,是統計平均值。
        實際應用上,隨所采用方法的不同,所測得的平均分子量也不同,最常用到的平均分子量有數均分子量、重均分子量、粘均分子量和Z均分子量。
        1.數均分子量
        設高聚物試樣中的單體、二聚體、三聚體……i聚體的數目分別為N1、N2、N3……Ni;其各自分子量分別為M1、M2、M3…Mi,將每一分子數乘以其分子量后相加起來,然后除以所有分子總數即得數均分子量。即是分子量按照分子數分布函數N(M)的統計平均。故:
        用沸點升高、冰點降低、蒸汽壓、滲透壓和端基分析等方法可測出數均分子量。
        2.重均分子量
        將每一級分的重量W與其分子量M的乘積相加后再除以總重量即得重均分子量。即是分子量按照重量分布函數W(M)的統計平均。故:
        用光散射、擴散和超速離心等方法可給出重均分子量。
        3.粘均分子量
        可從高聚物在適宜溶劑中的特性粘度來求得,沒有物理意義。
        4.Z均分子量        分子量按照分數函數MW(M)或M2N(M)的統計平均,它沒有具體的物理意義
 
 
        這種分子量用得不多,可由超離心技術得到這種數據。
        圖2-1是較典型的高聚物分子量分布和四種平均分子量的比較圖。

        測定高聚物的方法有許多種,可分為化學法(如端基分析)、熱力學法(如沸點上升、冰點下降和滲透壓法)、動力學法(如超速離心與沉降及擴散法,粘度法。以及光散射法等其它方法。)測定各種分子量的不同方法及所得平均分子量的統計意義見表2-4。

        已發現特性粘度和分子量之間的關系如下所示:

        式中K和a是依賴于溶劑和溫度的經驗常數,a的數值一般在0.5~1.0范圍內。
        由上述定義可見,各個分子的分子量對用不同方法所測平均分子量所作的貢獻是不同。分子量大的分子對M和M的貢獻大,而對M的貢獻又比對M的大。例如將分子量為0的高分子和分子量為2×104的高分子,各以1克分子相混時,混合物的各種平均分子量分別為:

         此處Mv的a值取0.6。由上面計算可見,當高聚物的分子大小不整齊時,其平均分子量有下列順序:。只有在高聚物的分子量均一的情況下,各種平均分子量才會相等。
 
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