21.3: ポリマー: 分子量の定義

明確な分子量を持つ小分子とは異なり、ポリマーはさまざまな長さの個々のポリマー鎖の混合物であり、それぞれが固有の分子量を持っています。 したがって、ポリマーの分子量はポリマー鎖の平均サイズに基づく平均値として表されます。 ポリマーに使用される平均の 2 つの最も一般的な形式は、数平均分子量と重量平均分子量です。

数平均分子量 (M_n) は、固有のポリマー鎖の数分率 (x) にそれらの分子量 (M) を掛けた合計です。

ここで、各数分率 (x_j) は、ポリマー鎖の総数に対する特定の分子量 (n_j) を持つポリマー鎖の数の比率です。

数平均分子量は、ポリマーの鎖長の適切な尺度です。

表 1: 異なる重量のポリマー鎖を含むポリマーサンプルの数分率と数平均分子量 (NAMW) の計算

あるいは、重量平均分子量（Ｍｗ）は、ポリマー鎖の重量分率（ｗ）にそれらの分子量を乗じた合計である。

ここで、各重量分率 (w_j) は、ポリマーサンプルの総重量に対する、特定の分子量 (n_jMj) を持つすべてのポリマー鎖の総重量の比率です。

重量平均分子量は、ポリマーの統計的サイズに関するアイデアを与えます。

表 2: 異なる重量のポリマー鎖を含むポリマーサンプルの重量分率と重量平均分子量 (WAMW) の計算。

通常、サンプル中の大きな鎖は小さな鎖よりも重いため、重量平均分子量は数平均分子量よりも高くなります。

明確な分子量を持つ小分子とは異なり、ポリマーはさまざまな分子量の分子の混合物と考えることができます。

ポリマーの全体的な分子量は、数平均分子量と重量平均分子量の2種類の平均で表されます。

数平均は、各一意のポリマー鎖の数分率にその分子量を掛けた合計です。各一意の鎖について、数分率は、サンプル中のポリマー鎖の総数に対するそれらの鎖のみの数の比率です。

重量平均は、各固有のポリマー鎖の重量分率にその分子量を掛けた合計です。各一意のチェーンについて、重量分率は、サンプルの総重量に対するそれらのチェーンのみの総重量の比率です。

重量平均は、すべてのポリマー鎖の分子量が同じでない限り、数平均よりも高くなります。