21.3: Полимеры: определение молекулярной массы

В отличие от небольших молекул с определенной молекулярной массой, полимеры представляют собой смесь отдельных полимерных цепей различной длины, каждая из которых имеет уникальную молекулярную массу. Итак, молекулярная масса полимера выражается как среднее значение, исходя из среднего размера полимерных цепей. Двумя наиболее распространенными формами средних значений, используемых для полимеров, являются среднечисловая молекулярная масса и средневесовая молекулярная масса.

Среднечисленная молекулярная масса (M_n) представляет собой сумму долей числа (x) уникальных полимерных цепей, умноженную на их молекулярные массы (M).

Здесь каждая числовая доля (x_j) представляет собой отношение количества полимерных цепей с определенной молекулярной массой (n_j) к общему числу полимерных цепей.

Среднечисловая молекулярная масса является хорошим показателем длины цепи полимера.

Таблица 1: Расчет числовой доли и среднечисленной молекулярной массы (NAMW) образца полимера с полимерными цепями разной массы

Альтернативно, средневесовая молекулярная масса (M_w) представляет собой сумму массовых долей (w) полимерных цепей, умноженных на их молекулярные массы.

Здесь каждая массовая доля (w_j) представляет собой отношение общей массы всех полимерных цепей с определенной молекулярной массой (n_jMj) к общей массе образца полимера.

Средневесовая молекулярная масса дает представление о статистическом размере полимера.

Таблица 2: Расчет массовой доли и средневесовой молекулярной массы (WAMW) образца полимера с полимерными цепями разной массы.

Обычно средневесовая молекулярная масса выше среднечисловой молекулярной массы, поскольку более крупные цепи в образце весят больше, чем более мелкие цепи.

В отличие от малой молекулы с определенной молекулярной массой, полимер можно рассматривать как смесь молекул с различной молекулярной массой.

Общая молекулярная масса полимера выражается в двух типах средних значений: среднечисленная молекулярная масса и среднемассовая молекулярная масса.

Среднее число — это сумма числовой доли каждой уникальной полимерной цепи, умноженной на ее молекулярную массу. Для каждой уникальной цепи числовая доля представляет собой отношение числа только этих цепей к общему числу полимерных цепей в образце.

Средневесовое значение — это сумма массовой доли каждой уникальной полимерной цепи, умноженная на ее молекулярную массу. Для каждой уникальной цепи массовая доля — это отношение общего веса только этих цепей к общему весу образца.

Среднее значение по весу выше среднего числа, если только все полимерные цепи не имеют одинаковую молекулярную массу.