重均分子量与数均分子量的区别
一、重均分子量
重均分子量,Weight-average Molecular Weight,聚合物以重量统计平均的分子量值。
所有合成高分子化合物的分子量以及大多数天然高分子化合物的分子量都是不均一的,它们是分子量不同的同系物的混合物。聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。
重均分子量与门尼粘度密切相关,因此常以门尼粘度的高低来显示出弹性体分子量的大小。
测定方法有光散射法、超速离心沉降速度法以及凝胶谱法等。weight的所有形式
m i:分子质量;
M i:相对分子质量;
n i:物质的量;
w i:质量分数,一定分子量M i的分子所占的重量分数。
二、门尼粘度
门尼粘度,Mooney viscosity,又称转动粘度,是用门尼粘度计测定的数值,基本上可以反映合成橡胶的聚合度与分子量。
门尼粘度计是一个标准的转子,以恒定的转速(一般2转/分),在密闭室的试样中转动。转子转动所受到的剪切阻力大小与试样在硫化过程中的粘度变化有关,可通过测力装置显示在以门尼为单位的刻度盘上。
以相同时间间隔读取数值可作出门尼硫化曲线。当门尼数先降后升,从最低点起上升5个单位时的时间称门尼焦烧时间,从门尼焦烧点再上升30个单位的时间称门尼硫化时间。
门尼粘度反映橡胶加工性能的好坏和分子量高低及分布范围宽窄。门尼粘度高的胶料不易混炼均匀及挤出加工,其分子量高、分布范围宽。门尼粘度低的胶料易粘辊,其分子量低、分布范围窄。门尼粘度过低则硫化后制品抗拉强度低。
门尼粘度-时间曲线还能看出胶料硫化工艺性能。
按照GB 1232标准规定,门尼粘度以符号Z 100 o C 1 + 4表示。其中,Z:转动粘度值;1:预热时间为1 min;4:转动时间为4 min;100 o C:试验温度为100 o C。
在我国通常以ML 100 o C 1 + 4或MS 100 o C 1 + 4来表示。其中M表示门尼,L表示用大转子,S表示用小转子。1表示预热1分钟,4表示试验4分钟。
门尼数值越大,表示粘度越大,其可塑性越低。广泛用来作为控制橡胶胶料工艺性能的一项指标。
门尼粘度可用于测定生胶或混炼胶的粘度、焦烧及硫化指数等。它可以用微机控制、数据显示、自动校准,是橡胶工业及科研单位理想的试验仪器。
三、数均分子量
数均分子量,Number-average Molecular Weight,聚合物以分子数统计平均的分子量值。
聚合物是由化学组成相同而聚合度不等的同系混合物组成的,即由分子链长度不同的高聚物混合组成。通常采用平均数分子量表征分子的大小。按分子数目统计平均,则称为数均分子量,符号为M N。
数均分子量M N= ∑(组分分子量*组分摩尔数/总摩尔数)。
某体系的总质量m被分子总数所平均。低分子量部分对数均分子链有较大的贡献。
高聚物分子量的统计性:高分子由很大数目的单体分子通过聚合反应而形成。在加成聚合过程中形成的高分子的分子量将是组成这个高分子的单体分子量的整倍数。如果聚合是通过缩聚反应的,则由于反应中有某种小分子逸出,形成的高分子的分子量小于组成这个高分子的单体分子量的整倍数。由于聚合反应中高分子链的增长和终止受反应几率和可能存在的杂质的影响,高聚物中各个高分子并不是由相同数目的单体聚合而成的,因而试样中各个高分子的分子量将不完全相同。在文献中通常将这种分子量的不均一性称作分子量的多分散性。由于高分子的分子量有多分散性,要表征高分子的分子量就需要应用统计方法。最完整的表达形式应该是高聚物的分子量分布,因为它表明了试样中不同分子量组分的相对含量。
用一般分子量测定方法来测定高聚物的分子量时,所得到的将是分子量的平均值。具体数值将决定于所用的方法和该方法的统计基础。
数均分子量,常用聚合物稀溶液的冰点降低,沸点升高,渗透压法和端基滴定法来测定。
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