广东工业大学：《高分子物理》课程教学资源（课件讲稿）第四章 聚合物的分子量和分子量分布（打印版）

聚合物分子量的特点 第4章 分子量与分子量分布 户分登分子量分布是高分干材料最基本的结构 Molecular:Weight Molecular Weight Distribution 性分 则影响加工性能（流变性能、溶 聚合物分子量的统计意义 高聚物分子量的多分散Polydispersit女 口聚合物分子量比低分子大几个数量级，一般 在10-107之间： 口聚合物的分子量描述需给出分子量的统计平 均值和分子量分税。 4.1聚合物分子量的统计意义 4.1聚合物分子量的统计意义 。数均分子量 age molecular weight 口重均分子量 为质洛在个试裤中所古的分数为，质量分 ∑=m=m 口粘均分子量 n x,=1, 4.1.2统计平均分子量 4.1.2统计平均分子量 1、数均分子量：按数量的统计平均分子量 3、Z均分子量：按Z量的统计平均分子量 -∑xM, Z=mM ∑ZM∑m,M21 nM M:=

4.1.2统计平均分子量 迈耶霍夫平均分子量统一表达式： 4.1.2统计平均分子量 N=0. 所 M 4、粘均分子量：用稀溶液粘度法测得的平均分子量 2 M M,-∑wM N=1 .2r 通的值在0：5.0之间，因此 Mw M>M. 4.1.2统计平均分子量 Examplel ()均分子量 101010 Mx10)302010 (2)重均分子量 10+10+10 10x30+102010x 10×3010×20+10×10 ×10-233x10 w 各种分子题的关系M:≥M。之M,之厅 已知各级分的数量（分子数或摩尔数） 已知各级分的童量（质量） 子，种9护 分子 -N.-M 00x10+00 ×0 mol(Da.道尔额 74.7X10emDa道尔 4.13分子量分布宽度 4.1.3分子量分布宽度 中常李来赛整写方半热试# cg-M-M=a。--dM/瓜。-) a= M g=-Mi-E=0M/。-) 试样是均一的，，。。 贤器费修并不尚相皮感大，则

4.1.3分子量分布宽度 4.1.3分子量分布宽度 对于多分散试样 Monodispersity单分散 il M:-M.-M. d from 面 .<M,<M.<7 阴子合 4.13分子量分布宽度 4.14分子量与分子量分布对性能的影响 分子量分布的连续函数表示 ['n(srau-a 第触技金贷用兰位能有债 fRar-1 雾科药黛物又度盥万中各种工之 必 4.1.4分子量与分子量分布对性能的影响 高豪物性质与分子量及其分布的关系 4.1.4分子量与分子量分布对性能的影响 聚丙烯睛试样的纺丝性能 口溶液粘度和培体的低切流动性能(Solution (三种M,相同的试样) 样品：可性根差 孙有大关系 样品：有所改春： 4.2聚合物分子量的测定 方浊 分子量量义 等价 XW下 口动力 淀及扩法 》 时

42.1端基分析法 42.1端基分析法 置整吸鸭 赞 例如：聚己内酰胺（尼龙-6）的化学结构为： H.N(CH).CO[NH(CH)COJNH( 口对笔深物的分子量分析应用广泛。 鞋袋然药 基分析法测得的平地分 MWN-TWEN ENM/EN-M. 风- 4.22沸点升高和冰点下降 4.22沸点升高和冰点下降 原理：在剂中加} 口对于小分子的液，可直接计质的分子。 但高分 作 外推 下的AT/e值计 算聚合物的分子 △ e-M 4.2.3渗透压法 4.2.3渗透压法 该方法特点： 适用分子量范围较广3×10一1×10 口是绝对方法，得到的是数均分子量 口可以得到无和暑 所 口的物理意义：表明高分子溶液与理想溶 剂分子间的 计计主要有：M 型渗透计，Knauer型 口半进膜的选并 4.2.4粘度法 4.2.4粘度法 (1)特性粘数与分子量的关系 的度 相对粘度儿 纯溶剂的 Mark-Houwink7方程： [n]=KM; 增比粘度几， 誉养套一定的分子瓶国内限为北质 比浓粘度与比浓对数粘度 肤高分子在溶流中的毛，它取决于温、高分于 生 大分子者 特性粘数

4.2.4粘度法 4.2.4粘度法 特性粘度的测定 活内定能离分为瘦休系在一定围度和分子鞋 粘度测定原再： 夏溶液流出时间 Ig ]IgK algM 夏纯溶剂流出时间 斜率为C 距为gK→ 通常用的测定液体粘度的方法主要有三类 速度 4.2.4粘度法 4.2.4粘度法 特性粘度的测定 e'pt 分外推至=其 就是行性粘度 =A 特性粘数刀的确定 若n即<1，有如下展开 增比粘度同浓度之间具有如下经验关系： =可 ink +spl-ingr=spp 解得： s里 游欧！时对右分号提是民无。 将2-b小：0小代入式，消去”p得。 -小e)+ 巴-FG2 得到：-+灯 令：B=)-k,当k= 或三次项及其以后各明 nr-inl-Blnr 测定一系列不同浓度的溶液及纯 溶剂的流出时间，可计氧出系列对应于不同浓度的 子无 和门：，以知n7上分别对c做国，在纵坐标有- 共同,其值即为特

健是资的出婆授甲论商私统者 部食 2sin0 +24 M Rw=∑K,M,=Kc ∑wM =Kc 2RM+24 图，可求 Lgtscaieimgoflargep2c.ag光8 时名斯能（优能夜画） 有内干时 不皮牙的R图头清法A水小、 322 Zimm plot 2-5光散射法 入

利用分实 gw → 女中二一二能克父紫与制之的夹为 沫变李落引起的褐多不均匆性 程子特程装的失支大.失本 1酒给更离，为光 由于右式包含两个变量，即c和日， 只有当c和日都等于零时才能求出分子量， 同时还可从斜率求得均方末端距和，· 器器 受小 无规提项的象高分子的光散射公式 C. Zmm作图法的例子 PC Te-10 必14角度同时测定 光散射法 着光散法通过测定高分子的平均散时光光得到均分子 时法话定指是1万10万光 小角光散射仪己经可： 测定，从而不须对角度外推，因此也称为小角激光光散射 其实，高分子粒子一直在以一定的速度布朗岩动，使各个方向的散 (small angle laser light scattering,SALs).:另一方面 而不须对浓

电宇伊理公整天韩投路香绕分子的 4.3聚合物分子量分布的测定方法 口利用聚合物溶解度的分子量依膜性，将试样分成分子量不同的 领分，从而得到试样的分子量分布，如沉淀分领，溶解分领 而动态光散射测得的信号为时版射光猛，即散光时 口利用聚合物在溶液中的分子运动性质，得到分子量分布，如起 速离心沉降速度法 王系最及其分 口利用高分于尺寸的不同，得到分子量分布，如凝胶渗透色谦法 电子显微衡法 、流体力学半轻及其分布等数常 凝胶楼诱色谱(GPC Gel Per neation Chromatography 一种新型的液体色，1964年，1.C.10ore首先研究 ”不华用项学高不清器导孕作同未 口可以快速、自动测定高聚物的平均分子量及分子量分布 现阶段，已经成为录重要的测定聚合物的分子量与分 子量分布的方法 的朵子后 浓度检测器 凝胶渗透色谱(GPC) 凝胶渗透色谱(GPC) Gel Permeation Chromatography (①)测定原理 分子的体积感小 在种中小不 凝胶港透色谱(GPC 凝胶渗透色谱(GPC (2)体积排除机理 (3)GPC曲线 口溶质分子的体积越小，其淋出体积越大这种解释 及溶质在 其淋出体 由体 H时问 张出体积代表了分子量的大小M: aphy) 浓度响应代表了含量-W00 GPC曲线就是聚合物的分子量分布曲线

凝胶渗透色谱(GPC) 凝胶渗透色谱(GPC) 凝胶渗透色谱图和校正曲线 分子量一淋出体积标定曲线 益 l©gM=A-B 当分子量小于W,时，周锁知何 色性的 凝胶渗透色谱(GPC 凝胶渗透色谱(GPC (4)普适校正曲线 普适校正曲线 分离机理一分子尺时大.V小一分子量大 GPC的分离 校正曲 小v大-分子量小 不同的高分子，分子量相同，其分子尺十是否一定相同？ 种高聚物的普适校正曲线。 线性PE 凝胶渗透色谱(GPC) 凝胶渗透色谱(GPC) 普适校正曲线 实验数据的处理 口困楼酪平瑞料精辣烧以从GPC色请 Flory's theory 一【lMx'g In M(n]=A-BV Vh nM