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高聚物的分子量分布

2019/05/15 14:56
导读: 高聚物的分子量分布 前面曾提到高聚物的分子一般是大小不整齐的,即它们的分子量大小不一致,这种现象称之为多分散性,可以用非均匀指数M/M。来度量。比值愈大,多分散性愈大。多分散
        高聚物的分子量分布
        前面曾提到高聚物的分子一般是大小不整齐的,即它们的分子量大小不一致,这种现象称之为多分散性,可以用非均匀指数M/M。来度量。比值愈大,多分散性愈大。多分散性是高聚物的特征之一。多分散性愈大,即分子量分布愈宽。但也存在着单一分子量,即单分散性的高分子化合物,它们主要是生物高分子(如蛋白质等)。分子量分布不仅对高聚物的物理机械性能有影响,而且特别对高聚物的加工性能有着较大影响。例如顺式聚丁二烯橡胶的分子量分布太窄时,会使塑炼加工困难。对于塑料而言,不论其加工技术是挤出、注射成型还是吹塑,对分子量分布都有所需的范围。目前也有人认为分子量分布容的也有其良好特性,如分子量分布窄的聚乙烯,有着良好的抗开裂性能。当然分子量分布同时取决于制造高聚物的合成路线。因高聚物分子量分布取决于聚合作用的机理、完成的过程、完成后的处理等因素。如聚合作用机理明确,各步骤的速度常数可以测定,就可以从聚合作用的速度方程式导出高聚物的分子量分布函数。但一般的聚合作用机理都相当复杂。从简化了的动力学分析很难得到较确切的分子量分布的函数形式。但对于给定的聚合物,其适用的非均匀性指数值的范围可预先确定某些限度。如游离基聚合的聚苯乙烯,其非均匀性指数的范围为1,5~3,0,而齐格勒催化剂制备的高密度聚乙烯,非均匀性指数可大至30。
        除非均匀性指数外,常常需要对分子量分布作出较详细的评价。即使具有相同的两种高聚物,知道这些高聚物中有多少重量百分比是在很高或很低的分子量范围内也是很重要的,因为它们在高聚物的制造及对最终的特性方面有显著的影响。测定分子量分布最普通的办法是通过分级技术作出分子量分布曲线来。这种分子量分布曲线是将分级所得各级分的重量占试样的重量分数W1和各级分的分子量M画出梯形分级曲线。如图2-2中a线计算W1时是假设分级损失按百分数平均分摊在各级分中,以各级分重量的总和为级基数,而不是以原试样的重量为基数来计算W1。分级前原试样的重量W与各级分重量的总和Wi的差数一般约在5%左右。
        通过阶梯分级曲线中各阶梯高的中点画出的平滑曲线即为累积重量分布曲线。以累积重量曲线求得各点的斜率,对M1作图,可得微分重量分布曲线,如图2-2中的c线。
        通过以上所得分级曲线,可大体上反映试样中分子量分布的宽度、分布对称性、分子量集中的范围。
        沉淀分级法是应用时间最久、最广泛的一种分级技术,但不够经济且很费时。近年来发展的凝胶渗透色谱色得到广泛采用,它能快速精确而方便地得到分子量分布曲线。关于分子量分布与高聚物有关性能方面的关系,由于凝胶渗透色谱法的分级简便和精确,也就进一步推动了这方面研究工作的开展,但尚处于初期阶段。
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