《高分子物理》课程教学资源（PPT课件）第4章 分子量与分子量分布 Molecular Weight Molecular Weight Distribution

第4章 分子量与分子量分布 Molecular Weight Molecular Weight Distribution

第4章 分子量与分子量分布 Molecular Weight Molecular Weight Distribution

聚合物分子量的统计意义 口分子量、分子量分布是高分子材料最基本的结构 参数之 口通过分子量、分子量分布可研究机理(聚合反应 老化裂解、结构与性能) 口高分子材料的许多性能与分子量、分子量分布有关: 优良性能(抗张、冲击、高弹性)是分子量大带来 的,但分子量太大则影响加工性能(流变性能、溶 液性能、加工性能)。 口所以既要考虑使用性能,又要考虑加工性能,我们 必须对分子量、分子量分布予以控制

聚合物分子量的统计意义  分子量、分子量分布是高分子材料最基本的结构 参数之一  通过分子量、分子量分布可研究机理（聚合反应、 老化裂解、结构与性能）  高分子材料的许多性能与分子量、分子量分布有关： 优良性能（抗张、冲击、高弹性）是分子量大带来 的，但分子量太大则影响加工性能（流变性能、溶 液性能、加工性能）。  所以既要考虑使用性能，又要考虑加工性能，我们 必须对分子量、分子量分布予以控制

聚合物分子量的特点 口聚合物分子量比低分子大几个数量级,一般在 103~107之间 口除了有限的几种蛋白质高分子外,聚合物分子 量是不均一的,具有多分散性。 口聚合物的分子量描述需给出分子量的统计平均 值和试样的分子量分布

聚合物分子量的特点  聚合物分子量比低分子大几个数量级，一般在 103~107之间  除了有限的几种蛋白质高分子外，聚合物分子 量是不均一的，具有多分散性。  聚合物的分子量描述需给出分子量的统计平均 值和试样的分子量分布

高聚物分子量的多分散 Polydispersity

高聚物分子量的多分散 Polydispersity Mi ni

41聚合物分子量的统计意义 口数均分子量 Number average molecular weight 口重均分子量 Weight average molecular weight 口Z均分子量 z-average molecular weight 口粘均分子量 Viscosity-average molecular weight

4.1 聚合物分子量的统计意义  数均分子量 Number average molecular weight  重均分子量 Weight average molecular weight  Z均分子量 z-average molecular weight  粘均分子量 Viscosity-average molecular weight

假设聚合物试样的总质量为m,总物质的 量为n,不同分子量分子的种类用i表示 第i种分子的分子量为M,物质的量为n1,质量为m,在整 个试样中所占的摩尔分数为x,质量分数为w,则有: h1.=m ∑x=1∑

假设聚合物试样的总质量为m, 总物质的 量为n, 不同分子量分子的种类用 i 表示 第 i 种分子的分子量为Mi , 物质的量为ni , 质量为mi , 在整 个试样中所占的摩尔分数为xi , 质量分数为wi , 则有: , i i   n n m m = = , i i i i n m x w n m = = 1, 1 i i   x w = =

1、数均分子量:按数量的统计平均分子量 ∑n ∑x 2、重均分子量:按重量的统计平均分子量 mi=n; m.M M ∑。M=∑ m

4.1.2统计平均分子量 2、重均分子量：按重量的统计平均分子量     =  =  = = = 1 1 1 i i i i i i i i n x M n n M M         =  =  =  =  =  =  = = = = = 1 1 1 1 1 1 1 2 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i w M w M M n M n M M m m m m 1、数均分子量：按数量的统计平均分子量 mi=niMi

3、Z均分子量:按Z量的统计平均分子量 Z; =m:M ZM 之mM M ∑Z∑mM,∑nM2

4.1.2统计平均分子量 3、Z均分子量：按Z量的统计平均分子量 Zi=miMi 2 1 1 3 1 1 2 1 1 m m Z Z M i i i i i i i i i i i i i i i i i z n M n M M M M        =  =  =  =  =  = = = =

平均分子量统一表达式: M=2 N=0, ∑ ∑ N=2 ∑

平均分子量统一表达式： N=0， N=1， N=2 N 1 1 N 1 i i i i i i n M n M M    =  = + = n i i i i i M n n M M = =    =  = 1 1 w i i i i i i M n M n M M = =    =  = 1 1 2 z i i i i i i M n M n M M = =    =  = 2 1 1 3

4、粘均分子量:用稀溶液粘度法测得的平均分子量 1/a ∑vM 为 Mark-Houwink方程中的参数, 当a=1时, Mn=Mo 当a=-1时,Mn=Mn 通常的数值在05~1.0之间,因此 Mo>Mn>Mn

4.1.2统计平均分子量 M  M  M n a M wi Mi 1/       =    4、粘均分子量：用稀溶液粘度法测得的平均分子量 为Mark-Houwink方程中的参数， 当 ＝-1时， M = M n 当＝1时， M = M 通常的数值在0.5～1.0之间，因此