聚合物分子量和分子量分布课件.ppt

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1、第四章聚合物分子量和分子量分布4.1聚合物分子量的统计意义4.2分子量测定方法4.3分子量分布测定方法4.1聚合物分子量的统计意义4.1.1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，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MolecularweightdistributionPolymerchainsMolecularweightM1M2…MiNumbern1n2…niNumberaverage

2、molecularweightWeightaveragemolecularweightWeightforeachchainm1m2…mimi=niMi4.1.2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4.1.3分子量多分散系数多分散系数PolydispersitycoefficientMonodispersity单分散When=1,CanbeObtainedfromanionicpolymerization阴离子聚合4.1.4分子量及分子量分布对材料性能的影响1)聚合物强

3、度：抗张随M的增大而提高(有极值)，粘度及抗弯强度则不存在极值。对分子量要求原则：强度满足使用要求即可。2)用于橡胶的聚合物，常要求宽的分子量分布以提高加工流动性。3)薄膜和纤维，一般要求分子量分布窄，避免过多的小分子而降低成膜性和成纤性。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，渗透压法Osmoticmethod光学方法Opticalmet

4、hod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，凝胶渗透色谱法Gelpermeationchromatography(GPC)动力学方法Dynamicmethod光散射法Lightscatteringmethod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E1

5、02~3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>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粘度法测分子量研究高分子溶液的粘度，可获得以下信息：测量聚合物的分子量研究高分子在溶液中的形态高分子链的无扰尺寸链的柔顺性高分子的支化度1)粘度表示法2)粘度的浓度依赖性3)特性粘度和分子量的关系4)乌氏粘度计测分子量对高分子溶液粘度的研究，往往不关心溶液的绝对粘度，而是对高分子进入溶液中引起粘度的

6、变化更感兴趣，对这种变化的量度，可用以下几种参数来表征：1）高分子溶液粘度表示粘度比：r=/0增比粘度：sp=r-1粘数(比浓粘度)：sp/C对数粘数：ln(r)/C特性粘数：特性粘度的意义：表示浓度趋于0时，单位浓度的增加对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献。2)粘度的浓度依赖性溶液粘度用一个[]c多项式来表示：其它几个经验式：式13)特性粘度和分子量的关系特性粘度的意义：表示浓度趋于0时，单位浓度的增加对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献。对高分子溶液体系，特性粘度与分子量的关系符合Mark-Houwink非线性

7、方程。K值：随高聚物分子量的增大略有减少，随温度增加而下降，在一定分子量范围为一常数。－反映高分子在溶液中的形态溶剂的影响线形柔性链分子在良溶剂中，线团松懈，值接近0.8-1在溶剂中，线团紧缩，值为0.5硬棒状高分子链：12温度的影响温度的升高，有利于线团的松懈，但在良溶剂中，对值影响不大，在不良溶剂，值增大。对确定的高分子－溶剂体系，在一定的温度及分子量范围，K、均为一常数。K、测定方法对聚合物进行分级，每一级分视为单分散组分（分子量相同）。测各级分的平均分子量及特性粘度。由取对数得：lg[η]=lgK+

8、αlgM作lg[η]与lgM的关系图，直线斜率为α，截距为lgK，4)、乌氏粘度计测分子量基本原理液体在毛细管作层流流动时，液体流出时间与液体粘度符合泊松义耳定律：在恒定的条件下，用同一支粘度计测定高分子溶液在不同浓度的流出时间及纯溶剂流出时间。在不同浓度下的对