Молекулярная масса — — важнейшая характеристика полимера

За исключением белков, почти невозможно найти полимер, в котором все макромолекулы имели бы одну и ту же молекулярную массу. Синтетические полимеры, а также полисахариды характеризуются распределением по молекулярным массам, которое зависит от метода синтеза полимера и способов фракционирования. Схематически молекулярно-массовое распределение полимера показано на рис. 2. Важно понимать, что некоторые физические свойства полимеров более чувствительны к наличию низкомолекулярных фракций, другие — к наличию высокомолекулярных фракций. Молекулярно-массовое распределение удобно определять методом гель-проникающей хроматографии. Величину молекулярно-массовой полидисперсности можно получить, определив среднюю молекулярную массу двумя методами с различным способом усреднения.

Среднечисленная молекулярная масса Mn концептуально наиболее проста и определяется как.

где Ni — число молекул, имеющих молекулярную массу Mi. Величину Mn можно определять по понижению точки замерзания, по осмотическому давлению, а также с помощью химического анализа концевых групп.

Другая усредненная характеристика — средневесовая молекулярная масса Mw, когда усредняющим множителем служит масса w. Средневесовая молекулярная масса определяется как.

Рис. 2. Схема распределения полимера по молекулярным массам

Экспериментально величину Mw можно найти методами светорассеяния, классического или квазиупругого. Молекулярная масса Mw чувствительна к высокомолекулярным фракциям, поэтому всегда превышает величину Mn. Для пояснения этого проведем следующий расчет. Если мы имеем 100 молекул с молекулярной массой 100 и одну молекулу с молекулярной массой 10 000, Mn равна -200, a Mw — 5000. Поэтому при определении молекулярной массы методом светорассеяния очень важно контролировать условия для избежания загрязнения дисперсными частицами, например пылью, поскольку это будет сильно влиять на результат. Отношение средневесовой молекулярной массы к среднечис-ленной молекулярной массе служит мерой полидисперсности образца. Образец можно считать монодисперсным, если это соотношение не превышает 1.1.