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Chap1-高分子分子量与分子量分布
高分子物理
材料学院高分子科学与工程系;第 一 章 分子量与分子量分布;1.1 高分子科学发展简史
1.2 从小分子到大分子
1.3 高分子的分子量和分子量分布
1.4 分子量和分子量分布的测定
1.5 高分子物质的类型
1.6 聚合物的玻璃化转变;1.1 高分子科学发展简史;;1930-1940年
W. Kuhn、E. Guth、H. Mark统计力学用于高分子链的构象统计,建立了橡胶高弹性的统计理论。;P. J. Flory 和M. L. Huggins
用似晶格模型推导高分子溶液的热力学性质,使渗透压等依数性得到理论上的解释。
P. Debeye 和B. H. Zimm
光散射法研究高分子溶液性质;Flory 和Fox
将热力学和流体力学联系,使高分子溶液的粘度、扩散、沉降等宏观性质与微观结构相联系。
M. L. Willianms, R. F. Landel, J. D.Ferry
粘弹性研究取得重大进展;1953年;H. Staudinger(1953年获诺贝尔化学奖,德)
提出高分子的概念
高分子科学的奠基人
K. Ziegler 和G. Natta ( 1963年获诺贝尔化学奖)
发现了定向聚合,并研制出相应的催化剂
Ziegler (德): 研究乙烯聚合的催化剂
Natta:(意):研究丙烯聚合的催化剂;高分子物理内容;高分子的结构;聚合物结构与性能的关系;成型加工;1.2 从小分子到大分子;低分子化合物——固定分子量
水:18,甲烷:16,甘油:92
高分子化合物(聚合物)——在聚合过程中,由于反应几率不同,即使是 “纯粹”的聚合物,也是由分子量不等的同系物组成,即分子量为一平均值。
平均分子量的数值与测定和统计方法有关。;聚合物分子量的特点;(1)数均分子量; 数均分子量的物理意义:
——试样总质量按分子总数来平均。
测定方法:
利用物化中的依数性所测得的分子量均为数均分子量。如: 端基分析、 沸点升高、 冰点下降、 蒸气压、 渗透压等。
低分子部份对数均分子量有较大的贡献。;(2)重均分子量; 重均分子量的物理意义
——由各级分重量来平均的分子量
测定方法:
凡是利用与分子重量有关的性质测得的分子量是重均分子量,如光散射法等。
高分子部份对重均分子量有较大的贡献。;蚊子×4
质量:1;数均分子量;重均分子量;α:高分子稀溶液特性粘数分子量关系式[η]=K Mηα中的指数,一般在0.5~0.9之间。; 一般性的聚合物:;高聚物分子量的多分散性Polydispersity ;分布宽度指数: 试样中各个分子量与平均分子量之差
值的平方平均值; 单分散性聚合物: = 1;
缩聚物(如聚酯、聚酰胺等):较小;
加聚物(如聚氯乙烯等):较大;
阴离子聚合的PSt: =1.02~1.20,标样。
常见聚合物 =2~50;; 拉伸强度和冲击强度 (Tensile and impact strength)
与样品中低分子量部分有较大关系
溶液粘度和熔体的低切流动性能 (Solution viscosity and low shear melt flow)
与样品中中分子量部分有较大关系
熔体强度与弹性
与样品中高分子量部分有较大关系;M(W);化学方法 Chemical method
端基分析法
热力学方法 Thermodynamics method
沸点升高,冰点降低,渗透压法,蒸气压渗透法
光学方法 Optical method
光散射法
动力学方法 Dynamic method
粘度法
其它方法 Other method
凝胶渗透色谱法;适用条件:
已知聚合物的化学结构, 末端具有可定量分析的基团
相对分子质量: 102 ~ 3×104 g/mol
采用的方法
化学滴定法: 缩聚产物, 如聚酯、聚酰胺等
放射化学法: 末端具有放射性同位素
光谱法: 末端具有特定吸收的基团; 测定原理:
高分子中
根据端基含有 而链中没有
通过滴定得出试样中高分子数目,计算出 ;例题:用醇酸缩聚法制得的聚酯,每个分子中有一个可分析的羧基,现滴定 1.5 g 的聚酯用去 0.1 mol/L 的NaOH 溶液 0.75 mL,试求聚酯的数均相对分子质量。;端基分析法的优缺点; 利用溶液的依数性测定分子量;;①溶剂池和溶液池被一层半透膜隔开
②此膜只能允
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