4 Molecular weight and sizes-2

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1、4MolecularweightsandSizes高分子的分子量与尺寸PolymerPhysics高分子物理4.1Molecularweightsandmolecularweightdistribution分子量与分子量分布Characteristicsofpolymermolecularweights高分子的分子量的特点Themolecularweightsareveryhigh,rangingfromabout10,000to1,000,000g/molorhigher.Themolecularweightofordinarysizemolecu

2、lesisfixed(e.g.,benzenehasamolecularweightof78g/molregardlessofitssource).Mostpolymermolecularweights,ontheotherhand,varygreatlydependingonthemethodofpreparation.Mostpolymersarepolydisperse;thatis,thesamplecontainsmorethanonespecies.分子量分布是聚合物最基本的结构参数之一，它对于高分子材料加工条件的控制均有重要意义：①高分

3、子材料加工条件的控制如：熔体强度与弹性与样品中高分子量部分有较大关系②高分子材料使用性质如：拉伸强度和冲击强度与样品中低分子量部分有较大关系③溶液性质如：溶液粘度与样品中高分子量部分有较大关系④聚合反应机理分子量达到一定值后（临界分子量）高分子材料才具有机械强度极性聚合物临界聚合度40非极性聚合物临界聚合度80StrengthMolecularWeightPolarNonpolar分子量过高(DP>600~700)，强度达到极限，但熔体粘度过大，加工困难塑料与橡胶分子量分布宜适当放宽，以提高加工性能；大分子量组分提高强度，小分子量组分起增塑作用纤维

4、分子量分布宜窄样品c：由于分子量15～20万的大分子所占的比例较大，可纺性很好。M(W)M×10-451015abc聚丙烯腈试样的纺丝性能(三种Mw相同的试样)样品a：可纺性很差；样品b：有所改善；Averagemolecularweight平均分子量MolecularweightM1M2…MiNumbern1n2…niWeightforeachchainm1m2…miNumberaveragemolecularweightWeightaveragemolecularweightZ-averagemolecularweightViscosity-av

5、eragemolecularweightExample:ni101010Mi(×10-4)302010Schematicofasimplemolecularweightdistribution,showingthevariousaveragesMz>Mw>Mv>MnMolecularweightdistribution分子量分布Number-averagedistributionwidthWeight-averagedistributionwidthPolydispersity高分子分子量的多分散性PolydispersityindexMethodP

6、olydispersityStereospecificityNaturalProteins1.0PerfectAnionicPolymerization1.02-1.5NoneFreeRadicalPolymerization1.5-3NoneStepPolymerization2.0-4NoneZiegler-NattaPolymerization2-40HighCationicPolymerizationBroadNone离散型分子量分布只含有限个级分，可粗略地描述各级分的含量和分子量的关系。分子量分布的连续函数表示微分分布曲线：重量微分分布曲线

7、数量微分分布曲线M或或M聚合物分子量的测定方法化学或波谱方法Chemicalmethod端基分析法Endgroupanalysis,orendgroupmeasurement热力学方法Thermodynamicsmethod佛点升高，冰点降低，蒸汽压下降，渗透压法Osmoticmethod光学方法Opticalmethod粘度法Viscosimetry，超速离心沉淀Ultracentrifugalsedimentationmethod及扩散法Diffusion其它方法Othermethod电子显微镜Electronmicroscope，凝胶渗透色谱法

8、Gelpermeationchromatography(GPC)动力学方法Dynamicmethod光散射法