物理化学实验课论文-用于高分子化合物的生产控制及科学研究.docVIP

高分子化合物摩尔质量的测定方法 摘要：摩尔质量是高分子化合物性质的重要方面之一，测定其值具有十分重要的意义，随着科研工作的发展，摩尔质量的测定方法不断改进，每个不同的方法也有着各自的特点，应用于不同方面。 关键词：高分子 摩尔质量 测定方法 正文 高分子化合物是新兴的最重要的材料工业之一，它作为结构材料、纤维材料、绝缘材料、粘接材料、涂料等广泛的应用于国防、农业、工业、医疗卫生、科研事业等，是发展国民经济必不可少的颇为重要的一个方面，因此，近几十年来发展极为迅猛。高分子的摩尔质量是高分子的重要性质之一，随着科研工作的不断发展，测定高分子摩尔质量的方法也再不断更新。 一、高分子化合物分子量的分类及其定义 由单体经缩合或聚合反应生成的高分子化合物，从缩合反应与聚合反应的反应机率观点来看，各个单体的反应机遇率并不是一样的，机率大的生成高分子化合物的分子大些，机率小的生成的高分子化合物的分子小些。因此，高分子化合物与低分子量的无机物不同，如食盐，只要化学组成是氯化钠的物质，它的分子量都同样为35.5+23＝58.5。而线型高分子化合物与此不同，如聚乙烯，虽然它的化学组成都是聚乙烯，但它的分子量却可以有大有小，很不相同。也就是说，线型高分子化合物的分子大小可相差很大，所以从高分子化合物的分子量来说，它是不均一的，其溶液也是一个多分散体系。一个高分子化合物的分子量应该用分子量的分布曲线来表示，即用在某一分子量范围内的分子重量占总分子重量的百分数来表示，才能显示出高分子化合物分子量的真实情况。但分子量的分布曲线测定是很复杂的，一般用某种方法测定的分子量来表示，这种分子量仅有一个统计的意义即统计的平均分子量。一般的线型高分子化合物的平均分子量都在108-107之间。 既然分子量仅是一种统计的平均分子量，那末，按统计的方法不同就可以有许多种不同的平均分子量。常见的平均分子量是数量平均分子量和重量平均分子量两种： 数量平均分子量。 数量平均分子量是以分子的总数目来除所有分子的总重量（即按分子的数目来统计计算的），由此所得的平均值为数量平均分子量。例如，一定量的某种高分子化合物，是由i种不同分子量高分子组成的。 它们的分子量各为：M1，M2，M3……Mi 对应于各不同分子量的分子数各为：n1，n2，n3……ni 对应于各不同分子量的分子总重量各为：W1=n1M1 W2=n2M2 W3=n3M3…… Wi=niMi 显然，这种高分子化合物的分子总重量为：W=W1+W2+W3+……+Wi= n1M1+ n2M2+ n3M3+……+ niMi 这种高分子化合物总分子数为：n=n1+n2+n3+……ni 因此数量平均分子量 重量平均分子量。 重量平均分子量是以重量作统计单位求出来的平均分子量。故上例高分子化合物的重量平均分子量Mw可用下式表示： 可知，重量平均分子量的统计方法由重量统计代替了数量统计。因此，重量平均分子量不但与分子的数量有关，尤其对重量更有关，所以两种平均分子量也不同。对于不均一性大的高分子化合物，分子大的即分子重量重的分子对于其重量平均分子量的影响更大。 3. 高分子化合物的不均一性 高分子化合物的不均一性是一个指标，它指示包含在该高分子化合物中所有分子之间分子量的不均一程度。如果某一高分子化合物所含的分子大小相差很多，参差不齐，则这种高分子化合物的不均一性就大。反之，则分子大小相差不多，比较均匀。 按不同的统计方法，求得的数量平均分子量及重量平均分子量的差异，对于高分子化合物的不均一性有直接的关系。如果高分子化合物的不均一性愈大，则得到的数量平均分子量与重量平均分子量之间的差也愈大，反之，其差愈小。如所测定的高分子化合物是均一的（即其所含的分子大小完全一样），那么这两种平均分子量就相等。高分子化合物的不均一性可用下式表示： 式中： U——高分子化合物的不均一性 Wm——重量平均分子量 Wn——数量平均分子量 二、测定高分子化合物分子量的方法 测定高分子化合物平均分子量的方法很多，其中大多都是利用高分子化合物的稀溶液性质来测定的，大体有末端基分析法、沸点升高或冰点下降法、渗透压力法、光散射法、超级离心机法及粘度法等。各法的测定原理要点是： 1. 末端基分析法。 用于已知化学结构的高分子化合物中。由于组成每个线型高分子的两末端单体单元与分子键节中间的单元是不同的，在分子键节中间的单元内，它所含的两个可以反应的官能基都已反应，而分子键末端的单元，位于末端，两个可反应的官能基只有一个反应，另一个仍保持原状，所以测量一定量的线型高分子化合物的这种末端基的数目即可计算出高分子化合物的数量平均分子量来。例如聚己内酰胺的化学结构时H2N(