Distribución de la masa de la muela

En polímeros lineales las cadenas del polímero individuales raramente tienen exactamente el mismo nivel de polimerización y masa de la muela, y siempre hay una distribución alrededor de un valor medio. La distribución de la masa de la muela (o la distribución del peso molecular) en un polímero describen la relación entre el número de topos de cada especie (N) del polímero y la masa de la muela (M) de esa especie. La distribución de la masa de la muela de un polímero puede ser modificada por el polímero fractionation.

Definición de promedios de la masa de la muela

Los valores medios diferentes se pueden definir según el método estadístico que se aplica. El medio ponderado se puede tomar con la fracción del peso, la fracción del topo o la fracción del volumen:

M_n =\frac {\\suman M_i N_i} {\\suman N_i},

M_w =\frac {\\suman M_i^2 N_i} {\\suman M_i N_i},

M_z =\frac {\\suman M_i^3 N_i} {\\suman M_i^2 N_i},

M_v =\left [\frac {\\suman M_i^ {1+a} N_i} {\\suman M_i N_i }\\derecho] ^\\frac {1} {un}

</matemáticas>

Aquí ser el exponente en la ecuación de Mark-Houwink que relaciona la viscosidad intrínseca con la masa de la muela.

Medida

Estas definiciones diferentes tienen el sentido físico verdadero porque las técnicas diferentes en la química del polímero física a menudo miden sólo a uno de ellos. Por ejemplo, osmometry masa de la muela de promedio del número de medidas y dispersión de la luz del láser del pequeño ángulo mide la masa de la muela de promedio del peso. El m es obtenido de viscosimetry y M por la sedimentación en una ultracentrifugadora analítica. La cantidad un en la expresión para la masa de la muela de promedio de la viscosidad varía de 0.5 a 0.8 y depende de la interacción entre solvente y polímero en una solución diluida. En una curva de distribución típica, los valores medios se relacionan el uno con el otro así:M. Polydispersity de una muestra se define ya que el M se dividió en el M y da una indicación sólo qué estrecho una distribución es.

La técnica más común para medir el peso molecular usado en tiempos modernos es una variante de cromatografía líquida de alta presión (HPLC) conocida por los términos intercambiables de exclusión de la talla chromatography (SEC) y penetración del gel chromatography (GPC). Estas técnicas implican forzar una solución del polímero a través de una matriz de partículas del polímero unidas a la cruz en una presión de hasta varios miles de psi. La accesibilidad limitada del volumen del poro de la fase inmóvil para las moléculas del polímero resulta en más corto elution tiempos para especies del peso molecular alto. El uso de estándares polydispersity bajos permite que el usuario correlacione el tiempo de la retención con el peso molecular, aunque la correlación actual sea con el volumen Hidrodinámico. Si la relación entre la masa de la muela y los cambios del volumen hidrodinámicos (es decir, el polímero no es exactamente la misma forma que el estándar) entonces la calibración para la masa está equivocada.

Los detectores más comunes usados para la exclusión de la talla chromatography incluyen métodos en línea similares a los métodos del banco usados encima. Sin duda el más común es el detector del índice refractivo diferencial que mide el cambio del índice refractivo del solvente. Este detector es sensible a la concentración y muy insensible al peso molecular, por tanto es ideal para un detector solo el sistema de GPC, como permite a la generación de curvas del peso molecular del v de masas. Menos común pero más exacto y confiable es un detector sensible al peso molecular usando la dispersión de la luz de láser del multiángulo - ver la Dispersión de la luz Estática. Estos detectores directamente miden el peso molecular del polímero y el más a menudo se usan junto con detectores del índice refractivos differental. Una alternativa adicional es la dispersión de la luz del ángulo bajo, que usa un ángulo bajo solo para determinar la masa de la muela o dispersarse de Láser ligero por el Ángulo recto en la combinación con un viscometer, aunque esta técnica última no dé una medida absoluta de la masa de la muela, pero un con relación al modelo estructural usado.

La distribución de la masa de la muela de una muestra del polímero depende de factores como cinética química y procedimiento de trabajo. La polimerización de crecimiento del paso ideal da un polímero con polydispersity de 2. La polimerización viva ideal causa un polydispersity de 1. Disolviendo un polímero una fracción de la masa de la muela alta insoluble se puede filtrar de causar una reducción grande del M y una pequeña reducción del M así reduciendo polydispersity.

Peso molecular de promedio del número

El peso molecular de promedio del número es un modo de determinar el peso molecular de un polímero. Las moléculas del polímero, hasta del mismo tipo, vienen a tallas diferentes (longitudes de la cadena, para polímeros lineales), por tanto el peso molecular medio dependerá del método de hacer un promedio. El peso molecular de promedio del número es el media aritmético ordinario o el promedio de los pesos moleculares de las macromoléculas individuales. Es determinado midiendo el peso molecular de moléculas del polímero n, sumando los pesos y dividiéndose en n.

El peso molecular de promedio del número de un polímero puede ser determinado por la penetración del gel chromatography, viscometry vía el (ecuación de Mark-Houwink), colligative métodos como presión del vapor osmometry, determinación del grupo del final o protón NMR.

Una medida alternativa del peso molecular de un polímero es el peso molecular de promedio del peso. La proporción del promedio del peso al promedio del número se llama el índice polydispersity.

Los Polímeros del Peso molecular medios por el Número altos sólo se pueden obtener con una conversión monomer fraccionaria alta en caso de la polimerización de crecimiento del paso, según la ecuación de Carothers.

Peso molecular de promedio del peso

El peso molecular de promedio del peso es un modo de describir el peso molecular de un polímero. Las moléculas del polímero, aun si del mismo tipo, vienen a tallas diferentes (longitudes de la cadena, para polímeros lineales), por tanto tenemos que tomar un promedio de alguna clase. Para el peso molecular de promedio del peso, esto es calculado por

donde está el número de moléculas del peso molecular.

Si el peso molecular de promedio del peso es w, y uno elige monomer arbitrario, entonces el polímero al cual pertenece tendrá un peso de w por término medio (para un homopolymer).

El peso molecular de promedio del peso puede ser determinado por dispersión de la luz, pequeño dispersar del neutrón del ángulo (SANS), radiografía dispersarse, y velocidad de la sedimentación.

Una medida alternativa del peso molecular para un polímero es el peso molecular de promedio del número; la proporción del promedio del peso al promedio del número se llama el índice polydispersity.

El peso molecular medio por el peso, M, también se relaciona con la conversión monomer fraccionaria, p, en la polimerización de crecimiento del paso según la ecuación de Carothers:

:, donde el M es el peso molecular de la unidad que repite.

Véase también



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