E 第四章_聚合物的分子量与分子量分布.pptVIP

(1)利用聚合物溶解度的分子量依赖性 沉淀分级、柱上溶解分级和梯度淋洗分级 (2)利用高分子在溶液中的分子运动性质 超速离心沉降速度法 (3)利用高分子尺寸的不同 凝胶渗透色谱法、电子显微镜法等。 GPC - Gel Permeation Chromatography 4.2.7 黏度法测定分子量 式中： —溶液密度， 由于溶液很稀， ，所以有 按下式计算溶液相对粘度 —纯溶剂密度， —溶液流出时间，s —溶剂流出时间，s 求出了相对黏度之后，根据黏度对浓度的依赖关系 只要配置几个不同浓度的溶液，分别测定溶液及纯溶剂的黏度，然后计算出 和 。通过对浓度c作图，然后外推到c→0，则共同的截距就是 。上两式中k和β为与聚合物—溶剂体系及温度有关的常数k与β。 4.2.7 黏度法测定分子量 为了提高实验精度，注意以下几点：粘度计置于恒温槽内，使测量温差至少控制在±0.02℃之内；流出时间要长，最好大于100s，以减少对实验值的校正；为了得到可靠的外推（c=0）值，溶液浓度须足够稀。 以上浓度外推求出 值的方法称为稀释法或外推法。 4.2.7 黏度法测定分子量 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 浓度 c/g.ml-1 3.1 2.9 2.7 2.5 2.3 或 一点法：只用一个浓度计算 4.2.7 黏度法测定分子量 在聚合物分子量测量方法中，粘度法是最常用方法之一。 粘度法测得分子量是一种统计平均值，称粘均分量 。 4.2.7 黏度法测定分子量 粘度法仪器简单、操作便利、测量和数据处理周期短、实验精确度好，可与其他方法相配合，用以研究大分子在稀溶液中的尺寸、形态以及大分子与溶剂分子之间的相互作用能等。 特点： 4.3 聚合物分子量分布的测定方法 体积排除色谱法——SEC 又称为凝胶渗透色谱法——GPC 凝胶渗透色谱法（GPC法）是一种快速、高效、试样量少、结果精确的测量聚合物分子量及其分布的方法。 不同分子量的分子分离过程是在装填着惰性、多孔性固体凝胶填料的色谱柱中进行的，常用的凝胶填料为交联的多孔聚苯乙烯凝胶粒、多孔玻璃珠、多孔硅球等。凝胶填料的表面和内部有大量孔径不等的空洞和通道，相当于分离筛。 4.3 聚合物分子量分布的测定方法 凝胶渗透色谱柱 测量时将被测聚合物稀溶液试样从色谱柱上方加入，然后用溶剂连续洗提。洗提溶液进入色谱柱后，小分子量的大分子将向凝胶填料表面和内部的孔洞深处扩散，流程长，在色谱柱内停留时间长；大分子量的大分子，如果体积比孔洞尺寸大，就不能进入孔洞，只能从凝胶粒间流过，在柱中停留时间短；中等尺寸的大分子，可能进入一部分尺寸大的孔洞，而不能进入小尺寸孔洞，停留时间介于两者之间。 体积排除理论 4.3 聚合物分子量分布的测定方法 凝胶锥形孔 A B C D A B C D SEC分离机理示意图 根据SEC分离机理，流出溶液中大分子量分子首先流出，小分子量分子最后流出，分子量从大到小排列，采用示差折光检测仪就可测出试样分子量分布情况。 4.3 聚合物分子量分布的测定方法 不同分子量聚合物的质量分数 Ve 常规计算曲线 Hi 如何通过GPC计算聚合物分子量分布？ * 第四章 聚合物的分子量与分子量分布 The Macromolecules Weight 高 分 子 物 理 GPC 4.1 聚合物的分子量的统计意义 高分子是由数目庞大的小分子聚合得到的高分子量的化合物。单体一般是气体、液体，即使是固体，其机械强度和韧性很低，然而，当它们聚合成高聚物后，其机械强度可以和木材、水泥甚至钢铁相比，弹性、韧性接近棉、毛皮。正是因为它的极高的分子量使其物理性能同小分子有质的差别。 引言 4.1 聚合物的分子量的统计意义 另一方面，太高的分子量又给材料加工造成困难。兼顾到材料的使用性能与加工性能两方面的要求，高分子的分子量大小应控制在一定范围（如 103~107）之内。 聚合物材料的性能在一定范围内随分子量的提高而提高，例如，抗张强度、冲击强度、弹性模量、硬度、抗应力开裂、粘合强度随之提高。为此我们期望聚合物材料有较高的分子量。 聚合物分子量的两个特点 1、分子量比低分子大几个数量级； 2、分子量具有多分散性。 因此聚合物的分子量只具有统计意义，用实验方法测定的聚合物分子量只是具有统计意义的平均值。为了确切描述聚合物的分子量，除了应给出分子量的统计平均值外，还应给出试样的分子量分布。 讨论聚合物分子量时，平