平均聚合度和分子量关系(最通俗的数均分子量)

聚合物与小分子化合物最大的区别点:聚合物的分子量大于小分子化合物,以分子量为10000为界。分子量大于10000,成为聚合物。聚合物的分子量与分子量分布对于聚合物的性能存在直接影响,因此,研究聚合物的性能必先对聚合物的分子量以及聚合物的分子量分布进行研究。

聚合物的分子量与机械强度关系

聚合物的机械性能是聚合物分子最直接的、最实用的性能,也是聚合物能够作为材料的看家本领。

平均聚合度和分子量关系(最通俗的数均分子量)(1)

分子量-聚合物强度关系

图中所示:A点为具有强度的最低分子量,随着分子量增大,A点以上的强度随分子量的增大迅速增加,到达B点后,增加的速度减缓,也就是增加单位分子量强度的增加速度变缓;当增加到C点是随分子量的增加,材料的强度随分子量的增加基本不发生改变。

聚合物分子量表示方法

聚合物不是由分子量相同的同一物质组成,而是分子量不同的同系物的混合物,也存在一定的分布或多分散性。通常我们所描述的聚合物分子量指平均分子量,平均分子量的表示方法也有多种不同方式。

1、数均分子量(Mn)

数均分子量是最常用的分子量表示方法,其核心是按分子数统计的平均,计算方式:Mn=m/n(m是总质量、n是总摩尔数)。

平均聚合度和分子量关系(最通俗的数均分子量)(2)

工业上通常使用端基测量法来获得数均分子量。这种方法测量得到的分子量小分子对其贡献较大。

2、重均分子量(Mw)

按照重量的统计平均,通常有光散射法,凝胶渗透色谱法来获得。

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重均分子量其分子量较大的部分占有较高的权重。

3、粘均分子量Mv

分子量越大,其溶液体系的粘度也越大,由于其粘度测量的简便性,所以用粘度来表示分子量也是非常常见的。通过一定固定参数的测定,可以将粘度转变为分子量。

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通常三者有如下关系:Mw>Mv>Mn。

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聚合物分子量分布曲线

Eg:聚合物样品中含有1 mol 分子量为104 和1 mol 分子量105组成,各个分子量的表示如下:

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聚合物分子分布

分子量分布是表示聚合物分子量多分散性的指标,通常用Mw/Mn来表示。分子量分布关键聚合物的性能,因此,是聚合物合成表征工作中最重要的实验参数之一。

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材料的加工应用领域,经常考察聚合物分子量分布来调节材料的加工方式。聚合物分子量中,高分子量部分通常是决定聚合物的材料性能,低分子量部分调节聚合物的加工难以程度。确定两部分的平衡,确保材料既具有应有的材料性能,也具有可加工的优良性能,达到实际使用的目标。

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