《重均分子量与数均分子量关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重均分子量与数均分子量关系（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.4 分子量和分子量分布据说世界上平均每隔 5 分钟就会合成出一个新的化合物，可见现在世界上化合物品种 是数不胜数。因而大家会想到，这么多的大大小小的化合物，其分子量一定是杂乱无章的吧。 但如果调查统计一下就会发现，其实大多数化合物的分子量都集中在130 附近（图 1-5）分子 量在 500以上的化合物是非常少的，而我们要讨论的对象高分子的分子量通常在1万以上， 也就是说高分子比普通化合物的分子量大出几百乃至成千上万倍。高分子化合物之所以具有 许多独特的性质，最重要的原因是分子量大。烷烃的分子量与性质之间的关系就能很好地说明这个问题（表 1-2）。从甲烷到丁烷是气 体，戊烷以上是液体，十几个
2、碳的烷烃是半固体或固体，就是通常的凡士林或石蜡。当碳数 增加到 2000 以后，就成了聚乙烯，是一种强韧的固体。这是由于高分子之间总的相互作用 力非常之大，甚至超过碳-碳之间的化学键力，所以高分子有很大的强度，而且不能象小分 子那样能气化或蒸发，高分子没有沸点。表12 H十CH?-茲的分子量与性质2n分子量性状名称用途116气体，沸点-162C甲烷天然气，用于都市燃气等6886114易挥发液体，沸点90120C石油英溶剂1822254310半固体，油脂状，沸点300C以上凡士林医药、化妆品等2030282422固体，熔点4560 C石蜡蜡烛等蜡制品20002000028000280000强韧的
3、固体，熔点 110137C聚乙烯薄膜等对于高分子的强度等物性，存在着一个临界分子量M。，超过这个分子量时开始出现强 度。当分子量超过M。时强度达到一定值。图1-6说明了强度与分子量的这种关系。不同高 分子的M0和Ms值不同。结晶性好，分子内极性基团多，甚至形成氢键，分子间作用力大 的高分子，其M0和Ms值较小。一些典型高分子的M0和Ms值列于表1-3。爍分子量圧图M分子壘与物性的关系国表1-3 一些典型高分子的M0和Ms值高分子M。Ms平均分子量平均聚合度平均链长/nm平均分子量平均聚合度平均链长/nm尼龙666000504024000200160聚对苯二甲酸乙二醇酯8000704230000
4、250160聚丙烯150003008545000900255腈聚乙烯醇150003008545000900255纤维素200001306575000500250聚偏二氯乙烯250002506575000750200聚苯乙烯600006001503000003000750除了少数天然高分子如蛋白质、DNA等外，高分子化合物的分子量是不均一的，实际 上是一系列同系物的混合物，这种性质称为“多分散性”因此其分子量实质上都是指平均 分子量。由于统计平均方法的不同，可以有四种不同的平均分子量，即数均分子量 重均分子量， Z均分子量和粘均分子量“丫。例如体系中分子量为M2， M3， Mn同系物的分子数为叫
5、，N2， N3， 叫，则数均分子量是以高分子的分子数为统计单元，可由下式计算： 関加! +叽叽 4-迅血 +A +叽叽 乞“陆M M = = _ _如果以高分子的重量作为统计单元，可以得到另一种平均值，称为重均分子量，计算 _昭城+墨+理叫 +A +匹叫 _ 工吧込 式如下：照此类推，Z均分子量以NiMi2为统计单元,DM另有粘均分子量定义为:一般线形高分子的Q介于0.51.0之间，所以皿My 涂例设一种高聚物有300个大分子，其中100 个的分子量为104，100个的分子量为105，100个的分子量为106，计算各种平均分子量如下:100X 104 +100x10 +100X106“5My
6、3.7x 10100 + 100+100100巧十叽2尸十叽1仔亠的100xl04+100xl05 + 100xl06屁=100Fb + lE(10于+讽7厅=9弭山100 X (104)5 + 100x(105)2 +100x(10*5)2= 8.7xl05_ 100(104)(OJ+1)+100(2D 十 100何严隧100104 +100104-lOOxlO6可见，M卫 丛丫 Mw Mh （见图i-7），只有当分子量完全均一时它们才会部 相等。聚合物中低分子量部分对M“影响较大，而高分子量部分对Mi*影响较大。一般情 况下，用伽来表征高聚物比用眾更恰当。因为其性能的更多地依赖于较大的分子
7、。多分散性可以用多分散性系数d来定量地表征，当分子量完全均一时d=1，分子量分布越宽，d值越大。多分散性可以进一步用分子量分布曲线（即各级分重量分数对分子量作图）来更准确地 体现。从图 1-7可见高分子的分子量分布情况和各种平均分子量在分子量分布曲线上的位置 （粘均分子量因q值的不同存在一个范围）。便于成形，要预先进行炼胶以减少分子量至2x105左右，合成纤维的分子量通常为几万，否则不易流出喷丝孔，塑料的分子量一般介于橡胶和纤维之间。分子量分布对不同用途和成形方法有不同的要求，如合成纤维要求窄，而吹塑成形的塑料则宜宽一些。由于聚合物分子量及其分布很大程度上取决于聚合反应机理和条件。因此通过选择适当的聚合方法和工艺，就 能获得符合要求的聚合物。
