分子量与分子量分布

第二章 分子量与分子量分布

2.1 高聚物分子量的统计意义

（1） 数均分子量

（2） 重均分子量

(3） Z 均分子量

（4） 粘均分子量

各种分子量的关系

数均分布宽度指数

多分散系数

When a = 1,

22222()()()()1w

n n w n n n n n M M M M M M M M σ⎡⎤

=-=-=-⎢⎥⎣

⎦

2.2 分子量测定

• 高聚物分子量的测定 • 沸点升高与冰点降低 • 膜渗透法 • 气相渗透法 • 光散射法 • 粘度法

• 凝胶渗透色谱法（GPC ） 粘度法

Mark-Houwink 方程：

相对粘度

增比粘度

比浓粘度

比浓对数粘度

特性粘度

有两类毛细管粘度计： 奥氏粘度计 乌氏粘度计

[]KM α

η=0ηηη=

r 10

-=-=

r sp ηηηηηC

sp ηC r ηln C

C

r C sp

C ηηηln ][lim

lim

→→==

表2-1 不同平均分子量测定方法及其适用范围

2.3 分子量分布的研究方法

（1）利用高分子溶解度的分子量依赖性进行分离.

例如逐步沉淀法，梯度淋洗法等

(2)凝胶色谱法（GPC）

GPC操作过程

以待测试样的某种溶剂充满色谱柱，使之占据载体颗粒之间的全部空隙和颗粒内部的孔洞，然后把以同样溶剂配成的试样溶液自柱头加入，再以这种溶剂自头至尾淋洗，同时从色谱柱的尾端接收淋出液，计算淋出液的体积，并测定淋出液中溶质的浓度。自试样进柱到被淋洗出来，所接受到的淋出液总体积称为该试样的淋出体积。

GPC体积排除机理

GPC的分离是基于大小不同的分子在多孔性填料中所占据的空间体积不同。

较小的聚合物分子除了进入较大的孔外，还能渗透进入较小的孔，较大的分子只能进入较大的孔，更大的分子只有停留在填料之间的空隙中。

随着溶剂淋洗过程，经过多次渗透－扩散平衡，最大的分子从载体的粒间首先流出，依次流出的是尺寸较小的分子，最小的分子最后被洗提出来。

本章总结

名词概念

数均分子量、重均分子量、z均分子量、粘均分子量、多分散指数、分布宽度指数、凝胶渗透色谱(GPC)、分子量分布、相对粘度、增比粘度、比浓粘度、比浓对数粘度、特性粘度

主要内容

•聚合物平均分子量的统计意义和相互关系

•数均、重均、粘均、z均分子量的物理意义及数学表达式

•几种平均分子量之间的相互关系

•分子量分布宽度的意义

•分布宽度指数

•多分散系数