21.3: Polymères : définir le poids moléculaire

Contrairement aux petites molécules ayant un poids moléculaire défini, les polymères sont un mélange de chaînes polymères individuelles de différentes longueurs, chacune ayant un poids moléculaire unique. Ainsi, le poids moléculaire d'un polymère est exprimé sous forme de valeur moyenne basée sur la taille moyenne des chaînes du polymère. Les deux formes de moyennes les plus couramment utilisées pour les polymères sont le poids moléculaire moyen en nombre et le poids moléculaire moyen en poids.

Le poids moléculaire moyen en nombre (M_n) est la somme des fractions numériques (x) des chaînes polymères uniques multipliées par leurs poids moléculaires (M).

Ici, chaque fraction numérique (x_j) est le rapport entre le nombre de chaînes polymères ayant un poids moléculaire particulier (n_j) et le nombre total de chaînes polymères.

Le poids moléculaire moyen en nombre est une bonne mesure de la longueur de la chaîne du polymère.

Tableau 1 : Calcul de la fraction numérique et du poids moléculaire moyen en nombre (NAMW) d'un échantillon de polymère avec des chaînes polymères de poids différents

Alternativement, le poids moléculaire moyen en poids (M_w) est la somme des fractions pondérales (w) des chaînes polymères multipliée par leurs poids moléculaires.

Ici, chaque fraction pondérale (w_j) est le rapport du poids total de toutes les chaînes de polymère ayant un poids moléculaire spécifique (n_jM_j) au poids total de l'échantillon de polymère.

Le poids moléculaire moyen donne une idée de la taille statistique du polymère. Table 2: Calcul de la fraction pondérale et du poids moléculaire moyen en poids (WAMW) d'un échantillon de polymère avec des chaînes polymères de poids différents.

En général, le poids moléculaire moyen en poids est supérieur au poids moléculaire moyen en nombre, car les chaînes les plus grandes d'un échantillon pèsent plus que les chaînes plus petites.

Contrairement à une petite molécule avec un poids moléculaire défini, un polymère peut être considéré comme un mélange de molécules de différents poids moléculaires.

Le poids moléculaire global d’un polymère est exprimé en deux types de moyennes : le poids moléculaire moyen en nombre et le poids moléculaire moyen.

La moyenne numérique est la somme de la fraction numérique de chaque chaîne polymère unique multipliée par son poids moléculaire. Pour chaque chaîne unique, la fraction numérique est le rapport entre le nombre de ces chaînes uniquement et le nombre total de chaînes polymères dans l’échantillon.

La moyenne pondérale est la somme de la fraction pondérale de chaque chaîne polymère unique multipliée par son poids moléculaire. Pour chaque chaîne unique, la fraction pondérale est le rapport entre le poids total de ces chaînes et le poids total de l’échantillon.

La moyenne pondérale est supérieure à la moyenne numérique, sauf si toutes les chaînes polymères ont le même poids moléculaire.