4.2聚合物分子量的测定方法化学分析法一端基分析法热力学法一沸点升高、冰点下降法、蒸汽压法、渗透压法小角X衍射法光学法一光散射法动力学法一粘度法超速沉降法表41不同平均分子量测定方法及其适用范围类型方法分子量范围/(g/mol)平均分子量M.<104A沸点升高、冰点降低,气相渗透,等温蒸馏E102~3×10M.端基分析A5×10~105M.膜渗透法A>5×105M.电子显微镜M.10~106A平衡沉降M>102A光散射法M.A>5×10*密度梯度中的平衡沉降MA>102小角X射线衍射M.DA>103沉降速度法M>102R稀溶液粘度法R>103凝胶渗透色谱法MGIC注:A,绝对方法:E,等值方法:R,相对方法
4.2 聚合物分子量的测定方法 化学分析法—端基分析法 热力学法—沸点升高、冰点下降法、蒸汽压法、渗透压法 光学法—光散射法 小角X衍射法 动力学法—粘度法 超速沉降法
4.2聚合物分子量的测定方法4.2.1端基分析若聚合物的化学结构已知,而且分子链末端带有可以用化学方法定量分析的基团,如:末端为等基团,可以用化学方法测出末福端基团数,再计算分子链数目,得到分子量例: H,N-(CH,),-CO[NH(CH,), CO],-NH(CH,),-COOH用碱进行滴定,可以计算-COOH的摩尔数分子量如下式计算:WNW试样重量一聚合物摩尔数NN=试样中含端基的摩尔数/每个大分子上含有被分析基团数得到聚合物的数均分子量:ZN,MZN
4.2 聚合物分子量的测定方法 4.2.1 端基分析 若聚合物的化学结构已知,而且分子链末端带有可以用化学方法 定量分析的基团,如:末端为 等基团,可以用化学方法测出末 端基团数,再计算分子链数目,得到分子量 例:H2N-(CH2 ) 5 -CO[NH(CH2 ) 5 CO]n -NH(CH2 ) 5 -COOH 用碱进行滴定,可以计算-COOH的摩尔数 分子量如下式计算: W——试样重量 N——聚合物摩尔数 N = 试样中含端基的摩尔数 / 每个大分子上含有被分析基团数 得到聚合物的数均分子量: = i i i n N N M M N W M n =
4.2聚合物分子量的测定方法4.2.2沸点升高和冰点降低在溶液中加入不挥发的溶质,溶液的蒸汽压下降,导致溶液的沸点比纯溶剂的沸点高,溶液的冰点低于纯溶剂的冰点利用克莱普朗一克劳修斯方程以及拉乌尔定律可知:△T,=K,XC/M△T:沸点升高K:沸点升高常数C:浓度M:分子量△T,=K,XC/M△T:冰点下降K:冰点下降常数C:浓度M:分子量
4.2 聚合物分子量的测定方法 4.2.2 沸点升高和冰点降低 在溶液中加入不挥发的溶质,溶液的蒸汽压下降,导致溶 液的沸点比纯溶剂的沸点高,溶液的冰点低于纯溶剂的冰点 利用克莱普朗—克劳修斯方程以及拉乌尔定律 可知: △Tb =Kb×C/M △Tb:沸点升高 Kb:沸点升高常数 C:浓度 M:分子量 △Tf = Kf×C/M △Tf:冰点下降 Kf:冰点下降常数 C:浓度 M:分子量
4.2聚合物分子量的测定方法4.2.2沸点升高和冰点降低对于小分子溶液,上两个方程式很适用,也可以直接计算出溶质的分子量,但对于高分子溶液,其热力学性质与理想溶液有大偏差,需要用维利展开式修正:维利展开式修正:kA2C)+Mk:常数0.1~10之间△T:沸点升高或冰点下降A:第二维利系数
4.2 聚合物分子量的测定方法 4.2.2 沸点升高和冰点降低 对于小分子溶液,上两个方程式很适用,也可以直接 计算出溶质的分子量,但对于高分子溶液,其热力学性质 与理想溶液有大偏差,需要用维利展开式修正: 维利展开式修正: ) 1 ( 2 A c M k c T = + k:常数 0.1~10之间 △T:沸点升高或冰点下降 A2:第二维利系数
4.2聚合物分子量的测定方法4.2.2沸点升高和冰点降低续上页,以~c作图,外推至c=0处测定不同的得到截距:KC→0主要是由于高分子溶液在无限稀释的情况下才符合理想溶液,所以从(的值来计算分子量
4.2 聚合物分子量的测定方法 4.2.2 沸点升高和冰点降低 测定不同的 ,以 ~c作图,外推至c=0处, c T c T 得到截距 : 0 ( ) → = c c T k M c→0主要是由于高分子溶液在无限稀释的情况下才符合 理想溶液,所以从 ( ) c→0 的值来计算分子量 c T 续上页