第4章 聚合物的分子量和分子量分布ppt课件.ppt

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1、第4章聚合物的分子量和分子量分布齐齐哈尔大学材料科学与工程学院高分子材料与工程系PolymerchainsMolecularweightM1M2…MiMolarNumbern1n2…niNumberaveragemolecularweightWeightaveragemolecularweightWeightforeachchainm1m2…mi4.1聚合物分子量的统计意义4.1.1聚合物分子量的多分散性聚合物分子量特点(i)聚合物分子量比低分子大几个数量极，一般在103~107之间(ii)除了有限的几种蛋白质高分子外，聚合物分子量是不均一的，

2、具有多分散性。聚合物的分子量描述需给出分子量的统计平均值和试样的分子量分布几种分子量的关系分子量分布的连续函数表示n(M)为聚合物分子量按数量的分布函数m(M)为聚合物分子量按质量的分布函数x(M)为聚合物分子量按数量分数的分布函数，或称归一化数量分布函数。w(M)为聚合物分子量按质量分数的分布函数，或称归一化质量分布函数。4.1.2统计平均分子量（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统计平均分子量的其他表示方法三种统计平均分子量的关系？1cm2cm3cm3根4根3根平均长度===2.01x3+2x4+

3、3x33+4+3总长度总根数平均高度===2.3012x3+22x4+32x31x3+2x4+3x3总侧面积总底长平均高度===2.5213x3+23x4+33x312x3+22x4+32x3总底面积总体积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由黏均分子量的定义式，通常α的取值在0.5－1.0之间，Monodispersity单分散When=1,Canb

4、eObtainedfromanionicpolymerization阴离子聚合4.1.4聚合物的分子量分布函数聚合物的分子量分布用某些函数表示模型分布函数理论或机理分布函数假设一个反应机理，推出分布函数，实验结果与理论一致，则机理正确。不论反应机理如何，实验结果与某函数吻合，即可以此函数来描述分子量分布。Schulz-Flory最可几分布Schulz分布Poisson分布（1）理论分布（2）模型分布Gaussian分布Wesslau对数正态分布Schulz-Zimm分布函数Tung分布函数聚合物的分子量及分子量分布对其使用性能和加工性能都有很大

5、影响。本讲重点及要求：教学难点：凝胶渗透色谱法的基本原理和实验方法。教学目的：通过本讲的学习，全面理解和掌握各种统计平均分子量和分子量分布分析测试方法及适用范围。端基分析法、膜渗透法的基本原理和实验方法。了解粘度法测量平均分子量，全面理解和掌握SEC法测量分子量和分子量分布的基本原理、仪器设备、实验方法及数据处理过程。4.2聚合物分子量的测定方法化学方法Chemicalmethod端基分析法Endgroupanalysis,orendgroupmeasurement热力学方法Thermodynamicsmethod沸点升高，冰点降低，蒸汽压下降

6、，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，体积排除色谱Sizeexclusionchromatography(SEC)动力学方法Dynamicmethod光散射法Lightscatteringmethod聚合物分子量测定方法绝对法给出的实验数据可分别用来计算分子的质量和摩尔质量而不需要有关聚合物结构的假

7、设。等价法需要高分子结构的信息。只要已知高分子的化学结构，即端基结构和每个分子上端基的数目，通过端基测定可以计算高分子的摩尔质量。相对法依赖于溶质的化学结构、物理形态以及溶质-溶剂之间的相互作用。同时，该法需要用其他绝对分子量测定方法进行校准。表4-1不同平均分子量测定方法及其适用范围平均分子量方法类型分子量范围/(g/mol)沸点升高，冰点降低，气相渗透，等温蒸馏A<104端基分析E102~3104膜渗透法A5103~106电子显微镜A>5105平衡沉降A102~106光散射法A>102密度梯度中的平衡沉降A>5104小角X射线衍射A

8、>102沉降速度法A>103稀溶液粘度法R>102凝胶渗透色谱法R>103一．数均分子量的测定1．端基分析法（Endgroupanalysis）线性高