如何计算聚合物的分子量
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与许多其他物质不同,聚合物包含多种不同分子量的链。因此,我们无法计算聚合物的确切分子量;相反,我们计算聚合物的平均分子量。确定聚合物的平均分子量非常重要,因为它们的性能取决于它。例如,平均分子量大的聚合物与平均分子量小的聚合物的行为方式完全不同。有多种计算聚合物平均分子量的方法,包括粘度测定法、渗透压测定法、尺寸排阻色谱法、超速离心法、光散射法、端基分析法和浊度滴定法。
本文重点介绍,
1. 如何计算聚合物的分子量? – 数均分子量 – 重均分子量
2. 什么是粘度测定?
3. 什么是超速离心?
如何计算聚合物的分子量
如果已知分子量分布,有两种常用的方法来计算聚合物的平均分子量。
数均分子量
第一种方法是数均分子量(Ḿ ) ,由方程求出;
Ḿ = Σ x一世 米一世
米一世 是大小范围 i 的平均分子,而 x一世 是给定范围内链总数的分数。
重均分子量
第二种方法是重均分子量 (Ḿ瓦), 由方程求出;
Ḿ 瓦 = Σw一世 米一世
米一世 是大小范围 i 的平均分子,而 w一世 是给定范围内分子的重量分数。
什么是粘度计
用于确定聚合物平均分子量的最常用技术是粘度测定法,其中使用乌氏粘度计。在这种方法中,聚合物应为液体形式;如果不是,则必须使用已知浓度的溶剂将其溶解。根据 Mark-Houwink 方程,如果粘度 (η) 已知,则可以计算分子量。
[η] = K M 一种 ………………1
K 和 a 是已知常数,取决于溶剂、聚合物类型和温度。
[η] 的值可以通过绘制 ((η- η0)/ η0c) 作为 c 的函数,其中 c 是聚合物溶液的浓度。为了使用粘度计确定 η,首先应制备一系列聚合物溶液。然后必须确定每个溶液的流出时间 (t)。根据哈金斯方程,
(t – t0) / 吨0c = (η – ηo)/ η0c ……………2
吨0 是不含聚合物的纯溶剂的流出时间。通过使用上述 1 和 2 方程,我们可以确定聚合物的平均粘度。
乌氏粘度计
什么是超速离心
在该方法中,聚合物的平均分子量是通过测量沉降速率来确定的。颗粒的沉降速度通常很慢。为了加速这个过程,我们可以使用超速离心机。聚合物的平均分子量可由以下方程确定:
M= S R T / (1- ρν秒) D
M是样品的分子量,R是通用气体常数,T是温度,ρ是溶液密度,ν 秒 是溶质的比容,S 是沉降常数,D 是扩散系数。
S 必须首先使用下面的等式来确定。
S= s / r ω2
s 是速度,r 是半径,ω 是角速度。
除了这些主要技术外,色谱法、渗透压法、光散射法、端基分析法和比浊滴定法也可用于测定聚合物的分子量。然而,最常用和最简单的技术是粘度测定法。
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