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聚合物分子量的Mn,Mw,Mz,Mv和Mp有什么不同
我們在研究聚合物的鏈長和分子量分布時，常常遇到這樣的困惑，表征一個聚合物分子量往往涉及到下列參數(shù)：數(shù)均分子量Mn，重均分子量Mw，更高的平均分子量Mz以及粘均分子量 Mv。這些參數(shù)究竟有什么不同呢？不急，且聽我慢慢分解
聚合物是由重復(fù)單元（單體）通過化學(xué)鍵合形成的長鏈。如需了解聚合物的物理性質(zhì)（如機(jī)械強(qiáng)度、溶解性和脆性），就需要首先了解聚合物鏈長度方面的相關(guān)知識。鏈長通常以聚合物鏈的分子量表示，與單體的相對分子量和鏈中單體的數(shù)目相關(guān)。然而，所有的合成聚合物都具有多分散性，包含有長度不等的聚合鏈，所以聚合物的分子量不是一個單一值——而是一個聚合物鏈長和分子量的分布范圍。因此聚合物的分子量必須通過計算樣品中所有聚合物鏈分子量的平均值來描述。
數(shù)均分子量Mn
數(shù)均分子量是樣品中所有聚合鏈分子量的統(tǒng)計平均值，其定義如下其中Mi代表單鏈分子量，Ni代表具有相應(yīng)分子量的鏈數(shù)目。Mn可以通過聚合機(jī)制來進(jìn)行預(yù)測，并通過測定給定質(zhì)量樣品中的分子數(shù)量來確定；例如端基分析等依數(shù)性方法。如果用Mn來表征分子量分布，則Mn兩側(cè)分布有同等數(shù)量的分子。
重均分子量Mw
重均分子量如下定義相對于Mn，Mw測定平均分子量時把單鏈分子量大小對Mw的貢獻(xiàn)也考慮進(jìn)去。鏈的質(zhì)量越大，對Mw的貢獻(xiàn)也越大。通過靈敏地測定分子大小，而不只是測定其數(shù)量的方法來確定Mw，如運(yùn)用光散射技術(shù)。如果用Mw表征分子量分布，則Mw兩側(cè)分布有同等重量的分子。
更高的平均分子量Mz, Mz+1
通常，一系列的平均分子量可以由下面的方程定義
當(dāng)n=1時，M=Mw
n=2時，M=Mz
n=3時，M=Mz+1
n=2時，M=Mz
n=3時，M=Mz+1
更高的平均分子量更多地依賴于高分子量的組分，因此也就更難以進(jìn)行精確測定。通常需要使用諸如擴(kuò)散和沉降等技術(shù)測量聚合物分子的行為來進(jìn)行測定。雖然Z均分子量不常用于表征聚合物，但還是有幾種重要的方法能夠通過測定鏈長獲得Z均分子量。
針對所有合成的多分散性聚合物
Mn<Mw<Mz<Mz+1
多分散性指數(shù)
用于衡量聚合物分子量分布的廣度，其定義如下Mw/Mn多分散性指數(shù)越大，分子量分布越廣。所有鏈長都相等的單分散聚合物（如蛋白質(zhì)），其Mw/Mn=1。經(jīng)過最佳控制合成的合成聚合物（用于校正的窄分子量分布聚合物），其Mw/Mn值應(yīng)在1.02到1.10。逐步聚合反應(yīng)生成高聚物的Mw/Mn值通常在2.0左右，而連鎖聚合反應(yīng)產(chǎn)物的Mw/Mn值在1.5到20之間。
粘均分子量 Mv
用粘度法測得的聚合物的分子量。在所有的聚合物分子量的測定方法中，粘度法盡管是一種相對的方法，但因它儀器設(shè)備簡單，操作便利，分子量適用范圍大，又有相當(dāng)好的實(shí)驗精確度，所以成為人們常用的實(shí)驗技術(shù)。
GPC/SEC測定的平均分子量和Mp
SEC是一種在測定聚合物整體分布時，能同時測定Mn、Mw、Mz和Mz+1的技術(shù)。SEC也可以對另一種平均分子量Mp進(jìn)行計算，峰分子量Mp定義如下
Mp=最高峰的分子量
因此，Mp也是分子量分布的一種表達(dá)方式。Mp用于表征分子量分布極窄的聚合物，如校準(zhǔn)聚合物標(biāo)準(zhǔn)品。
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