Indice de polidispersiune

Indicele de polidispersiune este o măsură a uniformității distribuției greutății moleculare într-un polimer dat. Polidispersitatea se exprimă printr-un indice calculat din raportul dintre masa molară medie în greutate și masa molară medie numerică a polimerului, fiind:

masa molara medie numerica : $M_{n}=\sum n_{i}M_{i}/\sum n_{i}$ ${\ displaystyle M_ {n} = \ sum n_ {i} M_ {i} / \ sum n_ {i}}$ ${\ displaystyle M_ {n} = \ sum n_ {i} M_ {i} / \ sum n_ {i}}$
greutate medie a masei molare : $M_{w}=\sum w_{i}M_{i}/\sum w_{i}=\sum n_{i}M_{i}^{2}/\sum n_{i}M_{i}$ ${\ displaystyle M_ {w} = \ sum w_ {i} M_ {i} / \ sum w_ {i} = \ sum n_ {i} M_ {i} ^ {2} / \ sum n_ {i} M_ {i }}$ ${\ displaystyle M_ {w} = \ sum w_ {i} M_ {i} / \ sum w_ {i} = \ sum n_ {i} M_ {i} ^ {2} / \ sum n_ {i} M_ {i }}$

in care:

$M_{i}\!\$ ${\ displaystyle M_ {i} \! \}$ ${\ displaystyle M_ {i} \! \}$ = masa moleculară a moleculei i;
$n_{i}\!\$ ${\ displaystyle n_ {i} \! \}$ $n_ {i} \! \$ = numărul de moli de molecule având o masă moleculară egală cu $M_{i}\!\$ ${\ displaystyle M_ {i} \! \}$ ${\ displaystyle M_ {i} \! \}$ ;
$w_{i}\!\$ ${\ displaystyle w_ {i} \! \}$ $w_ {i} \! \$ = masa moleculelor cu masa moleculară egală cu i .

Deoarece masa molară medie a greutății este întotdeauna mai mare decât masa molară medie numerică, indicele de polidispersivitate (fiind egal cu raportul M _w / M _n ) își asumă întotdeauna valori mai mari de 1.

Termenul „monodispers” este utilizat în mod convențional până la valori ale indicelui de polidispersivitate mai mici de 1,1. ^[1] În caz contrar, polimerul se numește "polidispers".

În cazul polimerilor obținuți prin polimerizare în etape , valorile indicelui de polidispersiune sunt mai mici (în jur de 2), în timp ce în cazul polimerilor obținuți prin polimerizare în lanț există valori de polidispersiune mai mari.

Exemplu de calcul

Luați în considerare 300 kg de material polimeric constând din:

100 kg cu o masă molară medie de 30000 g / mol (numărul de moli = 100000 g / 30000 g / mol ≈ 3,33 moli)
100 kg cu o masă molară medie de 60.000 g / mol (numărul de moli = 100.000 g / 60.000 g / mol ≈ 1,67 moli)
100 kg cu o masă molară medie de 90000 g / mol (numărul de moli = 100000 g / 90000 g / mol ≈ 1,11 moli).

Avem:

M _n = (3,33 × 30000 + 1,67 × 60000 + 1,11 × 90000) / (3,33 + 1,67 + 1,11) ≈ 49099 g / mol
M _w = (100000 × 30000 + 100000 × 60000 + 100000 × 90000) / (100000 + 100000 + 100000) ≈ 60000 g / mol

de la care:

polidispersivitate = M _w / M _n = 60000/49099 = 1,22

Notă

^ P. Atkins, J. De Paula, "Chimie fizică", Oxford University Press, 2006 (ed. A VIII-a), Pp. 655 ISBN 978-0-19-870072-2

Bibliografie

H. Allcock, F. Lampe, J. Mark, "Contemporary Polymer Chemistry - 3rd Edition" , Prentice Hall, 2003, ISBN 978-0-13-065056-6 .

Elemente conexe

Portalul chimiei

Portal de metrologie

[1] P. Atkins, J. De Paula, "Chimie fizică", Oxford University Press, 2006 (ed. A VIII-a), Pp. 655 ISBN 978-0-19-870072-2

[1]