第四章 聚合物分子量及其分布ppt课件.ppt

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1、第四章聚合物的分子量和分子量分布本章内容、重点及要求：重点：各种统计平均分子量和分子量分布的表达式、表示方法及测量手段；GPC测量分子量及分子量分布的方法和原理。教学目的：通过本章的学习，全面理解和掌握各种统计平均分子量和分子量分布的意义、表达式和分析测试方法及测试基本原理。教学内容：聚合物的分子量及分子量分布；分子量及分子量分布的测试方法。4.1高聚物分子量的统计意义分子量、分子量分布是高分子材料最基本的结构参数之一高分子材料的许多性能与分子量、分子量分布有关：优良性能（抗张、冲击、高弹性）是分子量大带来的，但分子量太大则影响加工性能（流变性能、溶液性能、加工性能

2、）通过分子量、分子量分布可研究机理（聚合反应、老化裂解、结构与性能）所以既要考虑使用性能，又要考虑加工性能，我们必须对分子量、分子量分布予以控制4.1.1聚合物分子量的多分散性（1）高聚物分子量的特点①分子量在103-107之间②分子量不均一，具有多分散性高聚物具有相同的化学组成，是由聚合度不等的同系物的混合物组成，所以高聚物的分子量只有统计的意义用实验方法测定的分子量只是统计平均值，若要确切描述高聚物分子量，除了给出统计平均值外，还应给出试样的分子量分布（2）高聚物分子量及其分布的信息①若有一高聚物试样，共有N个分子分子量：分子数：数量分数：：高聚物分子量按分子数量

3、的分布函数：高聚物分子量按数量分数的分布函数②假若有一块高聚物的试样，总重量为W克分子量：重量：重量分数：：高聚物分子量按分子重量的分布函数：高聚物分子量按重量分数的分布函数4.1.2统计平均分子量（i聚体的数量分数）（i聚体的重量分数）（i聚体的的重量＝i聚体的分子数×i聚体的分子量）(1)数均分子量（按分子数的统计平均）定义为a.用加和表示：b.用连续函数表示：a.用加和表示：b.用连续函数表示：(2)重均分子量（按重量的统计平均）定义为a.用加和性表示：b.用连续函数表示：(3)Ｚ均分子量（按Ｚ量统计平均）定义为：当时，当时，(4)粘均分子量（用溶液粘度法测得的

4、平均分子量为粘均分子量）定义为：为参数，通常在0.5～1之间几种分子量统计平均值之间的关系对单分散试样有：时，时，4.1.3分子量分布宽度分子量分布宽度是实验中各个分子量与平均分子量之间差值的平方平均值，可简明地描述聚合物试样分子量的多分散性。多分散系数PolydispersityindexPolydispersitycoefficient多分散系数称为多分散系数，用来表征分散程度越大，说明分子量越分散=1，说明分子量呈单分散（一样大）（=1.03~1.05近似为单分散）缩聚产物=2左右自由基产物=3~5有支化=25~30(PE)4.2聚合物测定分子量的

5、方法2-1概述⑴因高聚物分子量大小以及结构的不同所采用的测量方法将不同⑵不同方法所得到的平均分子量的统计意义及适应的分子量范围也不同⑶由于高分子溶液的复杂性，加之方法本身准确度的限制，使测得的平均分子量常常只有数量级的准确度。化学方法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Ultracentrifugal

6、sedimentationmethod及扩散法Diffusion其它方法Othermethod电子显微镜Electronmicroscope，凝胶渗透色谱法Gelpermeationchromatography(GPC)动力学方法Dynamicmethod光散射法Lightscatteringmethod类型方法适用范围分子量意义类型化学法端基分析法3×104以下数均绝对热力学法冰点降低法5×103以下数均相对沸点升高法3×104以下数均相对气相渗透法3×104以下数均相对膜渗透法2×104～1×106数均绝对光学法光散射法1×104～1×107重均相对动力学法超速离

7、心沉降平衡法1×104～1×106相对粘度法1×104～1×107粘均相对色谱法凝胶渗透色谱法（GPC）1×103～1×107各种平均相对4.2.1端基分析法⑴适用对象：①分子量不大（3×104以下），因为分子量大，单位重量中所含的可分析的端基的数目就相对少，分析的相对误差大②结构明确，每个分子中可分析基团的数目必须知道③每个高分子链的末端带有可以用化学方法进行定量分析的基团例如尼龙6：一头，一头（中间已无这两种基团），可用酸碱滴定来分析端氨基和端羧基，以计算分子量。⑵计算公式：——试样重量——试样摩尔数——试样中被分析的端基摩尔数——每个高分子链中