Молекулярная масса.
Молекулярная масса полимера равна числу повторяющихся элементарных звеньев (т.е. степени полимеризации), умноженному на молекулярную массу элементарного звена. Как при аддитивной, так и при конденсационной полимеризации,длина цепи определяется чисто случайными факторами, поэтому не все цепи будут иметь одинаковую длину, то есть, в веществе будут присутствовать цепи с разными длинами. Таким образом, молекулярная масса может быть представлена только усредненным значением.
Существует ряд способов, с помощью которых можно определить молекулярную массу полимера. Два основных способа определения молекулярной массы полимера называются « средняя числовая молекулярная масса», М
ч
, и « средняя взвешенная молекулярная масса», М .
Средняя числовая молекулярная масса, Мч.
Для определения средней числовой молекулярной массы М
ч
подсчитывают число молекул в образце из-.
Разница между определениями молекулярных масс при типичном их распределении в полимере представлена на Рис. 1.6.5. На определение молекулярной массы М
в
влияет присутствие полимеров с высокой молекулярной массой, в то время, как молекулярная масса М
ч
чувствительна к присутствию полимеров с низкой молекулярной массой. Например, если смешать в равных количествах два полимера А и В, с массами молекул М
а
= 10000 и М
ь
= 100000, то М
в
:.
М
в
= (w
a
х М
а
+ w
b
х M
b
)/(w
a
+ w
b
),.
где w
a
и w
b
— это масса полимеров А и В.
В этом случае количество (общая масса) полимера А равна количеству (общей массе) полимера В, то есть w
a
и w
b
равны 1/2W. Так как Ма= 10000 и М
в
= 100000, то среднюю взвешенную молекулярную массу, М
в
, рассчитывают следующим образом:.
Мв =( l/2Wxl0000 + 1/2 Wx 100000)/W= 55000
Среднюю числовую молекулярную массу, М
ч
, соответственно, рассчитывают таким образом:.
М„ = (п.хМ. + п
ь
хМ
ь
)/(п. + п
ь
),.
где п
а
и п
ь
— число молекул с молекулярной массой М
а
и М
ь
. В данном случае, п
а
= 10, а п
ь
=1.
Таким образом,.
Мч = 10 х 10000 + 1 х 100000 / 11 = 18200
Рис. 1.6.6. Разветвленный полиэтилен
Молекулярная масса полимера представляет особую важность для объяснения различий между физическими свойствами разных полимеров. Например, прочность при растяжении и удлинение, требуемые для разрыва полимерного материала, резко возрастают для некоторых полимеров, молекулярная масса которых находится в пределах от 50000 до 200000. Однако, улучшение физических свойств материала за счет увеличения молекулярной массы сопровождается быстрым увеличением вязкости расплава, что ведет к повышению температуры стеклования, и затрудняет технологическую переработку полимеров.
Конфигурации цепи.
Полимерные цепи удерживаются за счет вторичных связей (создаваемых силами Ван дер Ваальса), а при достаточной длине цепей — за счет переплетения. Чем выше молекулярная масса полимера, тем сильнее будут переплетены между