-
重均分子量
鎖定
聚合物中用不同分子量的分子重量平均的統計平均分子量。重均分子量是按質量的統計平均分子量,在單位重量上平均得到的分子量。
[1]
- 中文名
- 重均分子量
- 外文名
- Mass average molar mass
- 測定方法
- 光散射法,凝膠色譜法等
重均分子量定義
重均摩爾質量(又為質均摩爾質量)是描述聚合物的摩爾質量的一種方式。計算公式如圖1所示,此公式的結果取決於分子的大小,因此較大分子將具有比較小分子更大的貢獻。
Mw為重均分子量,mi是分子質量,Mi是相對分子質量,Ni是具有Mi質量的分子的數目,wi是質量分數。
[1]
重均分子量統計意義
聚合物的相對質量及其分佈是高分子材料最基本的參數之一,它與高分子材料的使用性能與加工性能密切相關。相對質量太低,材料的機械強度和韌性都很差,沒有應用價值。相對質量太高,熔體粘度增加,給加工成型造成困難。因此聚合物的分子量一般控制在103~107之間。
重均分子量測定方法
光散射法
在光散射實驗,用高強度單色光(通常為激光)照射大分子溶液,有檢測器來測量一個或多個角度處的散射強度。半徑大於入射波長的1-2%的所有大分子有角度依賴性,應採用特定角度以獲得對摩爾質量和尺寸的精確測量。因此,多角度入射光(多角度光散射(MALS))的同時測量通常被認為是光散射法的實現標準。
凝膠色譜法
分級:將高分子溶液通過由多孔載體組成的分離柱,在柱子內部分子體積不同的大分子所處的位置不同,停留時間不同,從而得到分離。
特點:在對聚合物樣品進行分級的同時還可以有效地檢測出各級分的分子量和相對含量,快速簡便。
發展:誕生於上世紀六十年代,已經得到了迅速的發展和應用,已成為測定聚合物分子量大小和分佈的最重要方法之一。
聚合物溶液進入色譜柱後,由於濃度差,所有溶質分子都力圖向凝膠表面孔穴滲透。體積較小的分子既能進入較大的孔穴,也可以進入較小的孔穴,向孔內擴散的較深;體積較大的分子只能進入較大的孔穴;體積更大的分子不能進入孔穴,只能從凝膠的空隙流過。
高分子量級分在柱內停留時間很短,很快就被溶劑淋洗出來;分子量中等級分在柱內的停留時間較長,它們隨淋洗液緩慢的帶出;分子量最小的級分在柱內的停留時間最長,最後被溶劑淋洗出;按照淋出的先後順序,依次收集到分子量從大到小的各個級分,從而達到對聚合物分級的目的。
檢測器的作用是將色譜柱淋出液中樣品的組成、含量的變化轉化為可供檢測的信號,從而完成定性、定量的判斷分離情況的任務。由此得到隨淋洗時間延長樣品中不同級份的含量變化。從而得到被測樣品中的相對分子量和相對分子量分佈的信息。
[2]
超速離心沉降速度法
超速離心機運轉的速度範圍很大,使它可測定小到蔗糖大到病毒的分子量值。它也可以測定多分散性大分子的平均分子量和分子量分佈。超速離心測定的是分子的絕對分子量,它不需要任何標準樣品作參考,亦不需要知道樣品分子的形狀和水化程度。通常使用的有兩種方法,即沉降速度法和沉降平衡法。
- 參考資料
-
- 1. 董元彥,路福綏,唐樹戈,鄭新生.物理化學(第8版):科學出版社有限責任公司,2016
- 2. 從特性粘數和GPC圖譜獲得重均分子量的新方法 .中國知網[引用日期2017-11-23]
- 3. 超速離心分析研究高分子在溶液中的動力學行為 .中國知網[引用日期2017-11-23]