第三章聚合物的分子量
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聚合物分子量的测定方法聚合物分子量的测定方法有很多种,包括凝胶渗透色谱、光散射、动态光散射、质谱、核磁共振等。
下面将详细介绍一些常用的测定方法。
1. 凝胶渗透色谱(GPC):这是一种广泛应用于测定聚合物分子量的方法。
它基于聚合物分子大小和形状的不同,在溶剂中通过一排大小不同的琼脂糖凝胶柱。
大分子会较快通过凝胶,而小分子则较慢。
通过测定不同时间点流出的聚合物浓度,可以计算出聚合物的分子量。
这种方法适用于溶液中的聚合物。
2. 光散射(LS)和动态光散射(DLS):光散射是一种通过测量聚合物溶液中散射光的强度和角度来确定聚合物分子量的方法。
动态光散射则能够测量聚合物分子的大小和分子量分布。
这种方法通过激光照射样品,分析光散射的强度和散射角度,从而得到聚合物的分子量信息。
3. 质谱(MS):质谱是一种通过测量样品中离子质量来确定聚合物分子量的方法。
在质谱中,聚合物溶液被喷雾成极小的液滴,然后通过电离,形成带电的离子。
这些离子经过质谱仪器的质量分析,可以得到聚合物的分子离子峰,从而确定其分子量。
4. 核磁共振(NMR):核磁共振是一种通过测量核自旋磁共振来确定聚合物分子量的方法。
在核磁共振中,聚合物溶液被置于强磁场中,然后通过给予样品特定的脉冲序列,不同核自旋的信号可以被探测到。
通过分析核磁共振谱图,可以确定聚合物的分子量和结构。
除了以上几种常用的测定方法外,还有一些其他的方法,如热重分析(TGA)、荧光探针法等。
不同的方法适用于不同类型的聚合物和研究目的。
有些方法适用于溶液中测定聚合物分子量,而另一些方法则适用于纤维、薄膜等非溶液状态下的聚合物测定。
需要指出的是,使用这些测定方法时要注意实验条件的选择和技术细节的把握,以确保测定结果的准确性。
此外,对于某些特殊聚合物,可能需要结合多种测定方法来获得更准确的分子量信息。
总结起来,聚合物分子量的测定方法有凝胶渗透色谱、光散射、动态光散射、质谱、核磁共振等多种方法。
聚合物分子量的计算方法聚合物分子量是指聚合物中各个单体分子的质量总和。
在化学和材料科学领域,聚合物分子量是一个重要的参数,可以用来衡量聚合物的质量和性能。
下面将介绍几种常见的聚合物分子量的计算方法。
1. 数平均分子量(Mn):数平均分子量是聚合物中各个分子的质量的平均值。
计算数平均分子量的方法是将聚合物样品溶解后进行适当的稀释,然后用适当的仪器(如凝胶渗透色谱仪)对聚合物样品进行分析。
通过测量聚合物样品在不同分子量下的浓度,可以得到聚合物的数平均分子量。
2. 重平均分子量(Mw):重平均分子量是聚合物中各个分子的质量的加权平均值。
计算重平均分子量的方法是先测量聚合物样品在不同分子量下的浓度,然后将聚合物的质量按照分子量进行加权求和,最后除以聚合物的总质量。
重平均分子量比数平均分子量更接近聚合物的实际分子量。
3. Z平均分子量(Mz):Z平均分子量是聚合物中分子质量较大的分子所占的比例较大,分子质量较小的分子所占的比例较小。
计算Z平均分子量的方法与计算重平均分子量类似,只是在加权求和时对分子质量进行了修正。
4. 数均分子量(Mn)与重均分子量(Mw)的比值(Mw/Mn):数均分子量与重均分子量的比值(Mw/Mn)被称为聚合度分散度,用来描述聚合物分子量的分布情况。
聚合度分散度越小,表示聚合物分子量分布越均匀;聚合度分散度越大,表示聚合物分子量分布越不均匀。
除了上述的常见计算方法外,还有一些其他的方法可以用来计算聚合物分子量,如粘度平均分子量(Mv)和光散射分子量(Mz+1)。
粘度平均分子量是根据聚合物溶液的粘度来计算的,光散射分子量则是根据聚合物溶液中散射光的强度来计算的。
总结起来,聚合物的分子量可以通过数平均分子量、重平均分子量、Z平均分子量等方法来计算。
不同的计算方法适用于不同的聚合物体系和实验条件。
通过计算聚合物分子量,可以更好地了解聚合物的性质和应用。
聚合物材料中分子量的控制和测定聚合物材料是现代化学中一个十分重要的领域,其应用涉及电子、塑料、医药、食品等多个方面。
聚合反应的过程中,分子量的控制和测定是至关重要的。
分子量的大小决定了聚合物材料的物理化学性质和应用范围的广度。
因此,如何有效地控制和测定聚合物材料中的分子量是化学领域研究人员一直致力探究的问题。
一、聚合物分子量的控制聚合物分子量的大小是由聚合反应的反应条件所决定的。
一般来说,聚合物分子量与反应物的比例、反应时间、反应温度、催化剂种类等因素都有很大关系。
这些因素通过改变反应条件,进而控制聚合物分子量的大小。
下面,我们将针对这些方面进行探讨。
1.1 反应物的比例聚合反应的终产物分子量主要取决于反应物的物质比例。
当反应物的摩尔比例较小时,产生的聚合物分子量较小。
当摩尔比例较大时,则产生较大的聚合物分子量。
但摩尔比例不能无限制的增加,当摩尔比例达到一定值时,聚合物分子量将停止增长。
1.2 反应时间反应时间是指聚合反应所需要的时间。
反应时间长,处理的分子也就相多,因而聚合物分子量也就会增大。
而当聚合反应时间过短时,所处理的单体分子较少,聚合物分子量也就较小。
因此,反应时间的长短也是控制聚合物分子量的一个重要因素。
1.3 反应温度反应温度也是影响聚合物分子量的另一个重要因素。
当反应温度较高时,反应速率也就较快,产生的聚合物分子量也就较大。
较低的反应温度会导致聚合反应缓慢,因此所得到的聚合物分子量也会较小。
1.4 催化剂种类催化剂在聚合反应中发挥着重要作用,其种类不同,所产生的聚合物分子量也有所不同。
催化剂的种类在聚合物分子量的控制中也不可忽视。
二、聚合物分子量的测定聚合物分子量的测定方法很多,可以使用计算机程序分子量分布(GPC)、氙灯晶体、拉曼散射等多种技术手段。
这些方法在实际实验中都十分广泛地应用。
2.1 计算机程序分子量分布(GPC)GPC法是通过对数浓度和相对分子量之间的关系来测定聚合物分子量分布的。
武汉理工大学《高分子化学》常考名词解释汇总第一章绪论高分子化合物:所谓高分子化合物,系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。
单体:合成聚合物所用的-低分子的原料。
如聚氯乙烯的单体为氯乙烯。
重复单元:在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。
如聚氯乙烯的重复单元为。
单体单元:结构单元与原料相比,除了电子结构变化外,其原子种类和各种原子的个数完全相同,这种结构单元又称为单体单元。
结构单元:单体在大分子链中形成的单元。
聚氯乙烯的结构单元为。
X):衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子聚合度(DP、n链上所含重复单元数目的平均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上X表示。
聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同所含结构单元数目的平均值,以nX。
系物的混合物所组成,因此聚合度是一统计平均值,一般写成、n聚合物分子量:重复单元的分子量与重复单元数的乘积;或结构单元数与结构单元分子量的乘积。
数均分子量:聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。
,N i:相应分子所占的数量分数。
重均分子量:聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。
, W i:相应的分子所占的重量分数。
粘均分子量:用粘度法测得的聚合物的分子量。
分子量分布:由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物,因此它的分子量具有一定的分布,分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。
多分散性:聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物,用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。
分布指数:重均分子量与数均分子量的比值。
即。
用来表征分子量分布的宽度或多分散性。
连锁聚合:活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合。
烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。
连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。