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嘉峪檢測網(wǎng) 2018-10-17 14:29
高分子聚合物是由小分子單體聚合而成的，其相對分子質(zhì)量高達幾千甚至是幾百萬，因此其物理性能相對于單體小分子具有巨大的差異。一般的單體是氣體、液體或者是固體，應用價值不大，但是高分子聚合物機械強度可以和木材、水泥甚至是鋼鐵相比，其韌性和彈性不亞于棉、毛和天然橡膠。
由上可見，高分子聚合物很多優(yōu)良性能都是由于其分子量大而具備的，這些性能隨著分子量的增加而提高。當分子量大到一定數(shù)值后，其性能增加緩慢，趨向于某一極限值，而且此時熔融狀態(tài)的流動性會變差，往往會給加工成型造成困難。因此，兼顧到使用性能和加工性能兩方面的要求，需要對聚合物的分子量加以控制，換句話說這些工作的進行都建立在高分子聚合物的分子量和分子量分布的研究之上。
由于高分子聚合物的分子量不同于低分子化合物的分子量，它具有分子量大且具有多分散性的特點。因此通常用平均分子量來表示，或者更為直觀的方法是采用某種形式的分子量分布函數(shù)或者分布曲線來表示。平均分子量由于統(tǒng)計權(quán)重不一樣，其表示方法也不統(tǒng)一，比較常見的有以下幾種。
1）數(shù)均分子量〖 M〗_n 以數(shù)量為統(tǒng)計權(quán)重的分子量。
2）重均分子量M_w 以質(zhì)量為統(tǒng)計權(quán)重的分子量。
3）Z均分子量M_z 以Z值為統(tǒng)計權(quán)重的分子量。
4）黏均分子量〖 M〗_η 以稀溶液黏度法測得的分子量。
分子量分布的主要表示方法是函數(shù)法，通常是質(zhì)量分數(shù)與分子量的曲線圖。分子量分布是表示聚合物分子量多分散性的指標，也可以用d = M_w/〖 M〗_n來表示。
分子量及分子量分布的測試方法有滲透壓法、蒸氣壓滲透法、光散射法、飛行時間質(zhì)譜、黏度法、凝膠滲透色譜法(GPC)等。目前比較常用的是凝膠滲透色譜法(GPC)。
凝膠滲透色譜法(GPC)，也叫做體積排阻色譜法，是一種新型的液相色譜。它是根據(jù)溶質(zhì)分子尺寸(分子量、有效體積、流體力學體積)的差別在裝有多孔凝膠物質(zhì)的凝膠色譜柱中進行分離，檢測系統(tǒng)對分離出來的每部分進行分析，測定各級別的分子量。GPC測定高聚物分子量及分子量分布是目前常用的方法。GPC測試分子量需要知道一個標準樣品的流出體積與分子量的關(guān)系，因此此方法測試的是相對分子量。
在高分子材料領(lǐng)域，分子量及分子量分布的應用廣泛，GPC測定分子量主要涉及以下幾個方面的應用。
1）合成高聚物的時候，通過分子量監(jiān)控控制聚合物的終點。
2）測定高分子材料中小分子化合物的含量。高分子材料的使用性能和壽命很大程度上與其含有的助劑和殘留的小分子化合物有關(guān)。利用GPC可以很好的將小分子和高分子分離出來，從而對小分子化合物進行測定。
3）研究高分子材料老化行為。高分子材料在使用過程中，由于光、熱、氧等的作用，會產(chǎn)生高分子鏈的降解，使高分子材料老化而影響其性能和使用壽命。用GPC可以觀察在使用過程中分子鏈的斷裂、偶合與交聯(lián)、可以為老化機理的研究提供必要的數(shù)據(jù)。
4）回收料的監(jiān)控。回收料經(jīng)過多次回收后由于外界作用導致分子鏈斷裂，分子量下降，用GPC可以測定分子量是否發(fā)生變化，通過前后的比對來評估是否添加回收料。
來源：Koala
