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聚合物分子量的主要測定方法
日期：2024-12-26 00:18
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摘要：
聚合物分子量的主要測定方法
高聚物的分子量及分子量分布，是研究聚合物及高分子材料性能的*基本數(shù)據(jù)之一。它涉及到高分子材料及其制品的力學性能，高聚物的流變性質，聚合物加工性能和加工條件的選擇。也是在高分子化學、高分子物理領域對具體聚合反應，具體聚合物的結構研究所需的基本數(shù)據(jù)之一。聚合物分子量的測定方法概括如下：1.粘度法測相對分子量（粘均分子量Mη）
用烏式粘度計，測高分子稀釋溶液的特性粘數(shù)[η]，根據(jù)Mark-Houwink公式[η]＝kMα，從文獻或有關手冊查出k、α值，計算出高分子的分子量。其中，k、α值因所用溶劑的不同及實驗溫度的不同而具有不同數(shù)值。
2.小角激光光散射法測重均分子量（Mw）
當入射光電磁波通過介質時，使介質中的小粒子（如高分子）中的電子產生強迫振動，從而產生二次波源向各方向發(fā)射與振蕩電場（入射光電磁波）同樣頻率的散射光波。這種散射波的強弱和小粒子（高分子）中的偶極子數(shù)量相關，即和該高分子的質量或摩爾質量有關。根據(jù)上述原理，使用激光光散射儀對高分子稀溶液測定和入射光呈小角度（2℃－7℃）時的散射光強度，從而計算出稀溶液中高分子的**重均分子量（MW）值。采用動態(tài)光散射的測定可以測定粒子（高分子）的流體力學半徑的分布，進而計算得到高分子分子量的分布曲線。
3.體積排除色譜法（SES）（也稱凝膠滲透色譜法（GPC））
當高分子溶液通過填充有特種多孔性填料的柱子時，溶液中高分子因其分子量的不同，而呈現(xiàn)不同大小的流體力學體積。柱子的填充料表面和內部存在著各種大小不同的孔洞和通道，當被檢測的高分子溶液隨著淋洗液引入柱子后，高分子溶質即向填料內部孔洞滲透，滲透的程度和高分子體積的大小有關。大于填料孔洞直徑的高分子只能穿行于填料的顆粒之間，因此將首先被淋洗液帶出柱子，而其他分子體積小于填料孔洞的高分子，則可以在填料孔洞內滯留，分子體積越小，則在填料內可滯留的孔洞越多，因此被淋洗出來的時間越長。按此原理，用相關凝膠滲透色譜儀，可以得到聚合物中分子量分布曲線。配合不同組分高分子的質譜分析，可得到不同組分高分子的**分子量。用已知分子量的高分子對上述分子量分布曲線進行分子量標定，可得到各組分的相對分子量。由于不同高分子在溶劑中的溶解溫度不同，有時需在較高溫度下才能制成高分子溶液，這時GPC柱子需在較高溫度下工作。
4.質譜法
質譜法是**測定物質分子量的一種方法，質譜測定的分子量給出的是分子質量m對電荷數(shù)Z之比，即質荷比（m/Z）過去的質譜難于測定高分子的分子量，但近20余年由于我的離子化技術的發(fā)展，使得質譜可用于測定分子量高達百萬的高分子化合物。這些新的離子化技術包括場解吸技術（FD），快離子或原子轟擊技術（FIB或FAB）,基質輔助激光解吸技術（MALDI-TOFMS）和電噴霧離子化技術（ESI-MS）。由激光解吸電離技術和離子化飛行時間質譜相結合而構成的儀器稱為“基質輔助激光解吸－離子化飛行時間質譜”（MALDI-TOFMS激光質譜）可測量分子量分布比較窄的高分子的重均分子量（Mw）。由電噴霧電離技術和離子阱質譜相結合而構成的儀器稱為“電噴霧離子阱質譜”（ESI-ITMS電噴霧質譜）。可測量高分子的重均分子量（Mw）。
5.其他方法
測定高分子分子量的其他方法還有：端基測定法，沸點升高法，冰點降低法，膜滲透壓法，蒸汽壓滲透法，小角X－光散射法，小角中子散射法，超速離心沉降法等。
在上述方法中，所用儀器：烏式粘度計、激光光散射儀、凝膠滲透色譜儀、質譜儀等。
參考文獻
1、“現(xiàn)代高分子物理學”（上冊，P.126）殷敬華、莫志深主編，科學出版社，2001年
2、“高分子物理實驗”（P.95）何平笙，楊海洋，朱平平，瞿保均編，中國科技大學出版社，2002年
3、“高分子物理”（P.317）楊玉良，胡漢杰主編，化工出版社，2001年
