第四章聚合物的分子量与分子量分布28841.ppt

高分子物理 (Polymer Physics) 直接法：在测定淋出液浓度的同时测定其粘度或光散射。 间接法：采用一组分子量不等、单分散的样品（标样），分别测定其淋出体积与分子量，从而标定色谱柱分离的分子量与其淋出体积（淋洗时间）间的关系----分子量-淋出体积（淋洗时间）标定曲线。 粘度法测定分子量 粘度法测定分子量 粘度法仪器简单、操作便利、测量和数据处理周期短、实验精确度好，可与其他方法相配合，用以研究大分子在稀溶液中的尺寸、形态以及大分子与溶剂分子之间的相互作用能等。 在聚合物分子量测量方法中，粘度法是最常用方法之一 特点： 分子量分布的测定方法 体积排除色谱法——SEC （凝胶渗透色谱法——GPC） 凝胶渗透色谱法（GPC法）是一种快速、高效、试样量少、结果精确的测量聚合物分子量及其分布的方法。 不同分子量的分子分离过程是在装填着惰性、多孔性固体凝胶填料的色谱柱中进行的，常用的凝胶填料为交联的多孔聚苯乙烯凝胶粒、多孔玻璃珠、多孔硅球等。凝胶填料的表面和内部有大量孔径不等的空洞和通道，相当于一个筛子。 分子量分布的测定方法 测量时将被测聚合物稀溶液试样从色谱柱上方加入，然后用溶剂连续洗提。洗提溶液进入色谱柱后，小分子量的大分子将向凝胶填料表面和内部的孔洞深处扩散，流程长，在色谱柱内停留时间长；大分子量的大分子，如果体积比孔洞尺寸大，就不能进入孔洞，只能从凝胶粒间流过，在柱中停留时间短；中等尺寸的大分子，可能进入一部分尺寸大的孔洞，而不能进入小尺寸孔洞，停留时间介于两者之间。 根据这一原理，流出溶液中大分子量分子首先流出，小分子量分子最后流出，分子量从大到小排列，采用示差折光检测仪就可测出试样分子量分布情况。 排斥体积理论 GPC * 第四章 聚合物的分子量与分子量分布 聚合物的分子量 高分子是由数目庞大的小分子聚合得到的高分子量的化合物。单体一般是气体、液体，即使是固体，其机械强度和韧性很低，然而，当它们聚合成高聚物后，其机械强度可以和木材、水泥甚至钢铁相比，弹性、韧性接近棉、毛。正是因为它的极高的分子量使其物理性能同小分子有质的差别。 另一方面，太高的分子量又给材料加工造成困难。兼顾到材料的使用性能与加工性能两方面的要求，高分子的分子量大小应控制在一定范围之内。 聚合物材料的性能在一定范围内随分子量的提高而提高，例如，抗张强度、冲击强度、弹性模量、硬度、抗应力开裂、粘合强度随之提高。为此我们期望聚合物材料有较高的分子量。 聚合物的分子量 聚合物分子量的两个特点 分子量是高分子链结构的一个组成部分，是表征高分子大小的一个重要指标。 1、分子量比低分子大几个数量级 2、分子量具有多分散性 因此，讨论聚合物分子量时，平均分子量十分重要，分子量分布非常重要。 分子量的多分散性 聚合度 分子量 物质的量 摩尔分数 质量 质量分数 N1 M1 n1 x1 m1 w1 N2 M2 n2 x2 m2 w2 N3 M3 n3 x3 m3 w3 N4 M4 n4 x4 m4 w4 … Ni Mi ni xi mi wi 聚合物的分子量 这些量之间存在下列关系： 分子量的离散分布 聚合物的分子量 分子量的微分分布 间断函数变为连续函数，则得到 聚合物的分子量 聚合物分子量积分分布函数 分子量的积分分布 聚合物的分子量 微分分布函数与积分分布函数之间的关系 统计平均分子量 数均分子量：以数量为统计权重的平均分子量 重均分子量：以重量为统计权重的平均分子量 统计平均分子量 Z均分子量：以Z值为统计权重的平均分子量 粘均分子量：稀溶液粘度法测得的平均分子量 统计平均分子量 平均分子量之间的关系 分子量分布宽度 分布宽度指数 分子量分布宽度 不同合成方法得到聚合物的多分散系数 聚合物分子量的测定方法 聚合物分子量的测定方法 端基分析法