分子量及其分布

分子量及分布一、DLS(Dynamic Light Scattering )动态光散射1.测试适用于：测量粒径，Zeta电位、大分子的分子量等2.测试原理：光通过胶体时，粒子会将光散射，在一定角度下可以检测到光信号，所检测到的信号是多个散射光子叠加后的结果，具有统计意义.瞬间光强不是固定值，在某一平均值下波动，但波动振幅与粒子粒径有关。

某一时间的光强与另一时间的光强相比，在极短时间内，可以认识是相同的，我们可以认为相关度为1,在稍长时间后，光强相似度下降，时间无穷长时，光强完全与之前的不同，认为相关度为0。

根据光学理论可得出光强相关议程。

正在做布朗运动的粒子速度，与粒径（粒子大小）相关（Stokes - Einstein方程）。

大颗粒运动缓慢，小粒子运动快速。

如果测量大颗粒，那么由于它们运动缓慢，散射光斑的强度也将缓慢波动。

类似地，如果测量小粒子，那么由于它们运动快速，散射光斑的密度也将快速波动。

附件五显示了大颗粒和小粒子的相关关系函数。

可以看到，相关关系函数衰减的速度与粒径相关，小粒子的衰减速度大大快于大颗粒的。

最后通过光强波动变化和光强相关函数计算出粒径及其分布。

二、GPC（Gel Permeation Chromatography ）凝胶渗透色谱1.测试适用于：分离相对分子质量较小的物质，并且还可以分析分子体积不同、具有相同化学性质的高分子同系物。

2.测试原理：让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，柱中可供分子通行的路径有粒子间的间隙（较大）和粒子内的通孔（较小）。

当聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在粒子的小孔之外，只能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小的分子可以进入粒子中的小孔，通过的速率要慢得多。

经过一定长度的色谱柱，分子根据相对分子质量被分开，相对分子质量大的在前面（即淋洗时间短），相对分子质量小的在后面（即淋洗时间长）。

自试样进柱到被淋洗出来，所接受到的淋出液总体积称为该试样的淋出体积。

分子量及分子量分布检测高聚物的分子量及分子量分布，是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。

它涉及到高分子材料及其制品的力学性能，高聚物的流变性质，聚合物加工性能和加工条件的选择。

也是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应，具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。

根据不同材质，选用不同体系的测试方法来做分子量检测，测试材质包括塑料、橡胶、及相关的其他高分子材料，尤其超高分子量聚乙烯的分子量检测。

检测体系要水相体系、四氢呋喃（THF）体系、（DMF体系）。

【具体检测项目】1、数均分子量的测定在一个高聚物体系中，各种分子量的摩尔分数与其相应的分子量的乘积所得的总和。

2、光散射法测定重均相对分子量当一束光通过圆柱形样品管时，光的大部分在透射后继续前进，而此时其它方向也因为溶液中介质的折光而发出散射光。

由于介质的折光取决于介质的介电常数，是介质密度和浓度变化的结果(与渗透压有关)，所以可根据Van-Hoff方程及维利展开式知道溶液光散色和聚合物分子量之间的关系。

3、粘度法测定聚合物相对分子量粘度法：由于高分子溶液的粘度与高分子物分子量间有一定的关系，利用粘度来测定出高分子物分子量的方法。

用粘度法所测出的分子量为粘均分子量。

4、凝胶渗透色谱(GPC)利用高分子溶液通过填充有特种凝胶的柱，在柱上按其分子体积（流体力学体积）的大小进行分离的一种方法，是新型的液相色谱。

【表征方法及原理】1.粘度法测相对分子量（粘均分子量Mη）用乌式粘度计，测高分子稀释溶液的特性粘数[η]，根据Mark-Houwink公式[η]＝kMα，从文献或有关手册查出k、α值，计算出高分子的分子量。

其中，k、α值因所用溶剂的不同及实验温度的不同而具有不同数值。

2.小角激光光散射法测重均分子量（Mw）当入射光电磁波通过介质时，使介质中的小粒子（如高分子）中的电子产生强迫振动，从而产生二次波源向各方向发射与振荡电场（入射光电磁波）同样频率的散射光波。

一．高分子材料分子量与机械强度的基本关系作为高分子物质，最主要的价值在于日常及军工中作为材料使用，机械强度是材料的基本要求，而对机械强度影响最直接的因素就是高分子的分子量以及分子量的分布。

下面用一张图说明一下分子量和机械强度之间的关系：A点为具有强度的最低分子量，随着分子量增大，A点以上的强度随分子量的增大迅速增加，到达B点后，增加的速度减缓，也就是增加单位分子量强度的增加速度变缓；当增加到C点是随分子量的增加，材料的强度随分子量的增加基本不发生改变。

二. 高分子材料的分子量分布作为高分子材料，与小分子物质相比，其分子量呈现一定的分布，也就是说组成高分子材料的分子大小不同。

通常我们说的高分子材料分子量指的是其平均分子量。

1.数均分子量最常用的分子量表示方法为数均分子量，其核心在于总质量与总摩尔数的比值，与小分子的分子量类似。

公式为Mn=m/n。

工业上通常使用端基测量法来获得数均分子量。

这种方法测量得到的分子量小分子对其贡献较大。

理解：假设有1千克材料，其中分子量100000左右的为900g，分子量为10000的为100g。

我们可以计算得到分子量100000左右材料的摩尔数为0.009mol；分子量10000左右材料的摩尔数为0.01mol；总的摩尔数为0.019，其平均分子量为1000/0.019=52631.6。

通过上面计算我们可以得出数均分子量的权重小分子部分占较大。

2.重均分子量Mw通常有光散射法，凝胶渗透色谱法来获得。

重均分子量其分子量较大的部分占有较高的权重。

3.粘均分子量Mv通常，分子量越大，其溶液体系的粘度也越大，由于其粘度测量的简便性，所以用粘度来表示分子量也是非常常见的。

通过一定固定参数的测定，可以将粘度转变为分子量。

通常三者有如下关系：Mw>Mv>Mn。

4.分子量分布分子量分布是表示聚合物分子量多分散性的指标。

通常用Mw/Mn来表示。

分子量分布对聚合物的性能影响较大，所以也是我们合成产品需要考虑的重要参数之一。

分子量及其分布的测定及其在聚合物合成中的应用研究一、简介聚合物是人类制造的一种大分子化合物，是由重复的化学单元 (单体) 在一定条件下聚合而成的高分子，具有众多特殊性质。

聚合物的高分子量和分布对其性能有着至关重要的影响。

因此，分子量及其分布的测定是聚合物合成和应用研究中不可或缺的一部分。

在本文中，我们将讨论分子量及其分布的测定以及它们在聚合物合成中的应用研究。

二、分子量的测定方法聚合物的分子量通常用分子量均值来描述。

聚合物的分子量均值可以被分为几个不同的类型，例如数均分子量 (Mn)、重均分子量 (Mw) 和粘均分子量(Mν )。

这些分子量均值通常可以通过分子量测定方法来获得。

1.凝胶渗透色谱法 (GPC)凝胶渗透色谱法是一种以聚合物在溶液中的相对大小来分离分子量的方法。

GPC可以测定数均分子量和重均分子量，提供高度精确的分子量信息。

具体而言，聚合物样品首先进入一列具有微细孔径的针孔柱中，并向下移动。

移动速度取决于聚合物相对分子量 (Mn、Mw、Mν )。

在离子流体的作用下，较大的聚合物分子会在离子流动物的推动下穿过针孔柱更快，而较小的聚合物分子会在针孔柱内滞留更长的时间。

通过与标准物质对照，可以得出聚合物的分子量分布数据。

2.光散射法光散射法是一种用于直接测量聚合物的重均分子量方法。

在重均分子量测定中，聚合物样品通过一束激光，同时光有一部分会散射。

这个散射光可以沿特定的方向收集，并被计算机分析。

由于较重聚合物分子的相互作用更强，因此较重的聚合物会导致更高的散射。

这使得通过光散射法来查找重均分子量变得可能，所有这些都是通过计算机算法进行处理的。

3.比色法在比色法中，聚合物样品的有机溶剂 (通常是甲苯) 中开发了一种分析方法，以测量由紫外线吸收产生的分子组的相对大小和分子量。

由此可以得到聚合物的数均分子量，然后计算出重均分子量。

然而，这个过程有可能会导致不可逆的分子改变和表面张力效应。

三、分子量分布的测定聚合物的分子量分布可以描述为不同分子量的聚合物的比例。