Современные методы характеристики структуры и молекулярной массы полимеров
жүктеу/скачать 1.02 Mb.
|
|
Казахский национальный университет имени аль-Фараби Факультет химии и химической технологии Кафедра химии и технологии органических веществ, природных соединений и полимеров СРД На тему: Современные методы характеристики структуры и молекулярной массы полимеров Выполнила: докторант 1 курса Саменова Н.О. Проверил: ст. преподаватель, РhD Кондауров Р.Г. Алматы, 2021 Молекулярная масса полимера может быть выражена как среднечисловая, среднемассовая молекулярная масса и полидисперсность. Некоторые из них наиболее распространенные методы определения молекулярной массы полимеров должны быть измерены коллигативные свойства, методом светорассеяния, вискозиметрия и хроматография. Гель-проникающая хроматография используется для определения среднечисловой, среднемассовой молекулярной массы и полидисперсность. Полимеры, такие как простые молекулы, могут растворяться в обычных растворителях. Они состоят из функциональных групп, которые химически активны; они обладают коллигативными свойствами и на определенной длине волны могут поглощать энергию. Однако в отличие от простые органические молекулы, они состоят из более мелких мономерных звенов и разного размера. Эти изменения в степени полимеризации, приводят к образованию молекул с разной молекулярной массой и различным молекулярно-массовым распределением. Полимеры можно охарактеризовать в отношении химической идентичности повторяющейся единицы, природы концевой группы, природа и степень сшивки, растворимость и коллигативные свойства. Для определения характеристики полимеров существует множество методов, которые подразделяются на абсолютные (A), эквивалентные (E) и относительный (R) (Таблица 1). Абсолютные методы позволяют напрямую рассчитывать молекулярную массу полимера на основе измеренных значений. количества без предположений о химических или физических свойствах исследуемой молекулы полимера. Хотя прямой расчет молекулярной массы полимера может быть выполнен на основе данных измерений требует знания химической структуры молекулы полимера. С другой стороны, относительные методы измеренные свойства, которые зависят от химической и физической структуры полимерной структуры; требующий молекулярного кривые веса эталонов полимеров той же химической и физической структуры, что и характеризуемый полимер. Однако все синтетические полимеры содержат полимерные цепи неодинаковой длины; т.е. они полидисперсны, и как молекулярная масса не является единственной величиной, а часто описывается как средняя молекулярная масса. Средняя молекулярная масса могут быть выражены различными способами, такими как среднечисловая молекулярная масса (Mn), средневесовая молекулярная масса (Mw), средневязкостная молекулярная масса (Mv) и более высокая средная молекулярная масса (Mz, Mz + 1). Выбор метода на определение молекулярной массы полимера влияют такие факторы, как: требуемая информация; оперативная регион; экономическая эффективность; экспериментальные условия и требования; . Информация о некоторых методы, используемые для определения молекулярной массы, приведены в таблице 1.
Распределение молекулярной массы Как отмечалось во вводном разделе, распределение полимерных цепей в синтетических полимерах всегда представлено как среднее молекулярная масса рассчитывается из всех цепей в образце полимера. Среднее число определены молекулярная масса, средневесовая молекулярная масса и более высокая средняя молекулярная масса общим выражением: Из этих выражений следует, что. Соотношение обычно называют индекс полидисперсности, он измеряет широту распределения молекулярной массы в полимере. Для монодисперсного система, в которой все цепи равны: Средневязкостная молекулярная масса , с другой стороны, определяется уравнением Марка-Хаувинка: Осмометрические методы Двумя распространенными методами осмометрии, используемыми для определения среднечисленной молекулярной массы, являются мембранная осмометрия. Мембранная осмометрия в значительной степени зависит от коллигативных свойств раствора полимера. Эти свойства включают осмотическое давление, повышение точки кипения, снижение давления пара и точку замерзания. В этом методе раствор полимера и чистый растворитель разделены полупроницаемой мембраной. Поскольку химический потенциал чистого растворителя выше, чем у растворителя в растворе полимера, растворитель перемещается со стороны чистого растворителя на сторону раствора полимера. Если есть давление, это движение может быть затруднено. В таком состоянии давление равно осмотическому давлению. Однако осмотическое давление раствора зависит от молекулярной массы и концентрации. Техника светорассеяния Этот метод считается наиболее популярным для определения средневзвешенной молекулярной массы. Это позволяет определить молекулярную массу и структуру полимера, подлежащие оценке. По сути, если свет проходит через среду, он рассеивается на разные углы. Таким образом, этот метод основан на измерении света, рассеянного под углом к падающему лучу, когда он проходит через цель. Интенсивность рассеянного света, падающего на образец полимера, зависит от полярности цепи, размера и концентрации. Вследствие этого с помощью светового метода измеряется молекулярная масса полимера путем количественного определения Рэлеевское рассеяние (упругое рассеяние света) от каждой молекулы полимера. Подход к измерениям прост: проиллюстрировано фотоумножителем на рисунке 1. Рассеивающая стеклянная ячейка помещена на неподвижную центральную трубку и расположен в центре оси вращения узла фотоумножителя приемника. Сборка такая, что может поворачиваться и фиксироваться в желаемом угловом положении во время измерения рассеянного света. Известность этого метода основан на том факте, что может быть определен широкий диапазон молекулярной массы: - изменение рассеяния Рэлея под заданным углом; - оптическая постоянная; - концентрация полимера; - средний коэффициент рассеяния частиц, который учитывает эффекты измерения рассеяния от больших молекул с относительно небольшой длиной волны. Однако метод светорассеяния считается трудоемким, поскольку требует, чтобы раствор образца был полностью без пыли и других примесей, так как они могут влиять на картину светорассеяния. Изменение рассеяния Рэлея пропорционально концентрации образца и молекулярной вес, следовательно, этот метод требует высокой концентрации образца для получения детектируемого сигнала. Список литературы M. Kasaai, J. Arul, G. Charlet. Intrinsic viscosity–molecular weight relationship for chitosan // Journal of Polymer Science. Part. – 2000. - № 38. – р. 2591–2598; C. Yomota, T. Miyazaki, S. Okada. Determination of the viscometric constants for chitosan and the application of universal calibration procedure in its gel permeation chromatography // Colloid Polym Sci. – 1993. - № 271. –р. 76–82; P. Ghosh. Polymer science: Fundamentals of polymer science // Kolkata: Polymer Study Centre. – 2006; S. Kume, H. Kobayashi. Molecular weight measurement by vapor pressure osmometer // Die Makromolekulare Chemie. – 1964. - № 79(1). – р. 1-7; E. Schroder, G. Muller, K. Arndt. Polymer characterization // 1st ed. New York: Hanser Verlag. – 1989. – p. 167. жүктеу/скачать 1.02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|