高聚物研究测定方法

① 高分子测分子量的方法都有哪些

分子测分子量的方法：

高聚物的分子量及分子量分布，是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。它涉及到高分子材料及其制品的力学性能，高聚物的流变性质，聚合物加工性能和加工条件的选择。也是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应，具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。

分子量检测方法：GPC 凝胶渗透色谱，飞行质谱法(Maldi-tof)

分子量测定仪器参数

GPC 流动相 ：THF(四氢呋喃)，H2O(水相)，DMF( N,N-二甲基甲酰胺), 二氯甲烷，TCB(三氯苯)

检测方法：端基滴定法 冰点降低法 蒸汽压下降法（VPO） 膜渗透压法 。

检测仪器：核磁共振 流动分析仪/流动注射分析仪(FIA SFA CFA)

电容水分测定仪 电阻水分测定仪

红外水分测定仪 紫外可见分光光度计

红外光谱(IR、傅立叶) 气相分子吸收光谱仪（GMA）

② 怎么研究聚合物

研究分析聚合物，可以帮助控制膜孔尺寸，优化包装材料的加工条件，确定塑料在应力作用下的取向。通过X射线散射，可以测定自组装嵌段共聚物或液晶聚合物的相结构，揭示因注塑等加工过程产生的内部结构变化，在控制冷却过程中测试塑料的拉伸性能或结晶度，研究聚合物和复合薄膜的厚度和形貌，表征橡胶填料或聚合物胶体和胶束在分散体中的大小、形状和分布。通过广角X射线散射法可以测定低水平洁净度，在采用集成的温度控制的动力学实验中，测量到的聚烯烃的结晶度低至0.3%。通过Nano-inXider和Xeuss 3.0仪器，可以原位研究聚合物样品的内部结构、界面、应力应变效应、温度或湿度等。

③ 如何用核磁共振来测高分子的聚合度

核磁共振现象是1946年由Bloch和Bureellt“等 人发现的。这～发现立即引起科学界极大的兴趣。 本文主要讨论核磁共振技术在高分子聚合物和 合成橡胶中的应用（从核磁共振技术的分类来讨论： 液相核磁技术，固态核磁技术，多维技术） 核磁共振技术主要可对聚合物作以下几种形式 上的表征：共混及三元共聚物的定性定量分析；异构 五十多年来，核磁共振波谱技术已取得极大的进展和 成功，检测的核从1H到几乎所有的磁性核；仪器频率 已由30MHz发展到800MHz，现在还在向更高频率 发展，仪器从连续波谱已发展到脉冲傅立叶变换谱 仪，并随着多种脉冲序列的采用而发展了各种二维谱 体的鉴别；端基表征；官能团鉴别；均聚物立规性分 析；序列分布及等规度的分析等。 早期利用NMR研究高聚物，多使用宽谱线研究 高分子固体的性能，因为谱线宽，分辨不佳，得到的信 息不多。现代FT－NMR潜仪用于高聚物研究通常采 用两种方法，一种是选用合适的溶剂，提高温度，或采 和多量子跃迁测定技术。固体高分辨核磁技术的出 现，使得所测样品可成固体状态。80年代产生了核 磁共振成像技术。这些实验技术的迅速发展，使得核 磁共振的研究领域不断扩大。它不仅是研究物质的 物理性能、分子结构、分子构形构象等的重要手段，而 且也是高分子材料、生理生化，医疗卫生等方面科研 收稿日期：2001—04—29 甩高场仪器的液体高分辨技术；另一种是利用固体高 分辨NMR，采用魔角旋转及其它技术，直接得出分辨 良好的窄谱线。 作者简介：张雪芹（1970一）女，大学。工程师，现于燕山石油化r公司研究院工作，主要从事渡谱分析及热分析。 现代科学仪器2001 6 29 万 方数据 及1，2单元结构。两种方法都或多或少地依赖于同 2液相核磁共振波谱技术 在聚合工业中，用液体”C—NMR分析的一个最 分异构的纯聚合物，每一一种纯聚合物中包含一种浓度 相对较高的单元。聚丁二烯橡胶是由1．2一，c1．4一， t1．4一三种基本单元构成，其性能不仅与上述三种结 构单元的相对含量有关。而且还与1．2一．ci．4一， t1．4之间的连接方式以及1．2一序列单元的有规、 无规排列有着密切的联系。因此研究聚丁二烯橡胶 的序列结构与立体结构，从更高的层次了解结构与性 能的关系，从而进行分子设计，十分必要。目前”C． NMR是研究PB链结构最有效的手段之一。其共振 吸收峰的强度与相应碳核的浓度成正比。周子南等 典型的例子就是以乙烯为骨架的聚合物的分析。乙 烯。丙烯共聚物是一个嵌段共聚物体系。其中包括了 复杂的共聚结构。Chang【21对19～48ppm区域的”c 信号峰进行了总结和归属。其实验所用溶剂为带有 少量氘代苯的1。2，4三氯苯或氘代四氯乙烷，实验温 度为125℃。在进行定量分析前要对自旋取向、检测 时间、脉冲间隔，去偶模式等进行优化。另一个以乙 烯为基质的聚合物是聚（乙烯．乙烯基酯）。用超导核 磁共振氢谱可以成功地分析乙烯酯重量百分含量在 10％～17％的产物。醋酸乙烯酯含量可通过CHO质 子共振和乙酰基共振来测得。乙酰基共振分裂成2 个单峰，这是由于醋酸乙烯酯一醋酸乙烯酯、醋酸乙烯 酯一乙烯二元组的存在造成的，在CHO区域，只发现 了少量二元组裂分。

④ 测定聚合物分子量的方法有哪些

测定聚合物分子量通常采用的方法是凝胶渗透色谱法(GPC)。凝胶色谱不但可以用于分离测定高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布，同时根据所用凝胶填料不同，可分离脂溶性和水溶性物质，分离相对分子质量的范围从几百万到100以下。近年来，凝胶色谱也广泛用于小分子化合物。相对分子质量相近而化学结构不同的物质，不可能通过凝胶渗透色谱法达到完全分离纯化的目的。凝胶色谱不能分辨分子大小相近的化合物，相对分子质量相差需在10%以上才能得到分离。

⑤ 高分子聚合物可以用高效液相色谱法分析么

高分子聚合物可以用高效液相色谱法分析
高效液相色谱法，只要求试样能制成溶液，而不需要气化，因此不受试样挥发性的限制。对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大（大于400以上）的有机物（这些物质几乎占有机物总数的75%～80%）原则上都可应用高效液相色谱法来进行分离、分析。据统计，在已知化合物中，能用气相色谱分析的约占20%，而能用液相色谱分析的约占70～80%。
1、环境中有机氯农药残留量分析
固定相：薄壳型硅胶(37 ～50mm)
流动相：正己烷
流速：1.5 mL/min
色谱柱：50cm´；2.5mm（内径）
检测器：差示折光检测器
可对水果、蔬菜中的农药残留量进行分析。
2、稠环芳烃的分析
稠环芳烃多为致癌物质。
固定相：十八烷基硅烷化键合相
流动相：20%甲醇-水 ～100%甲醇；线性梯度淋洗2%/min
流速：1mL/min
柱 温：50℃
柱压：70 ´104 Pa
检测器：紫外检测器
3．阴离子分析
双柱；薄壳型阴离子交换树脂分离柱(3×250mm),
流动相：0.003mol·L-1 NaHCO3 / 0.0024 mol·L-1Na2CO3，流量138 mL/hr。
七种阴离子在20分钟内基本上得到完全分离，各组分含量在3～50 ppm。

⑥ 测试聚合物相对分子质量的方法

方法很多，最常用的是方法7，凝胶色谱，GPC
测定高分子 的分子量有很多方法，最常见的就是如下8种方法
1，端基分析法。通过化学分析的方法测特定的端基含量从而推导出分子量，前提是必须对高分子结构有充分的了解，它还可以用于支链数目的测定。使用这种方法分子量不一般不能太大。
2，沸点升高和冰点降低。这是利用稀溶液的依数性测定溶质分子量的方法，是经典的物理化学方法。溶剂中加入不挥发性的溶质后，溶液的蒸气压下降，导致溶液的沸点比纯溶剂的高，溶液的冰点比溶剂的低。这种方法没用过，对温差的测量精度要求很高。
3，膜渗透压。用半透膜通过渗透压测定的方法，也应该是一种物理化学方法。好像挺麻烦，也没用过。
4，气相渗透法(VPO)。利用纯溶剂与加入溶质的溶液饱和蒸气压不同来测定分子量。测出的是数均分子量。没用过。
5，光散射/小角激光光散射(LALLS)。这两个方法只是仪器，数据处理和所用光源等方面有差异，原理差不多的。这种方法比较常用，而且仪器现在也发展到了一定水平，是测试高分子绝对分子量最有效的方法。
6，超速离心沉降。很复杂，最先用于蛋白质分子的测量。是一种相对方法。没用过。
7，凝胶色谱法(GPC)。很常用，根据不同大小的分子在介质中的停留时间不同来测量分子量。是一种相对方法，须结合其它方法的配合。
8，粘度法。太常见了，利用玻璃粘度计(乌式粘度计，奥式粘度计)增比粘度，然后外推特性粘数，根据Mark-Houwink方程算出分子量，是最经济的方法吧，而且重新度很好。水溶性高分子一般都用这种方法测量分子量，也是一种相对方法

⑦ 如何采用粘度法测定高聚物的分子量中的K以及α，请给出测试方法及具体过程！（得有依据！）

高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。在测高聚物溶液粘度求分

子量时，常用到下面一些名词

1）相对粘度ηr

ηr=η/ηo (1)

式中为溶液的粘度，为纯溶剂的粘度，因此表示溶液的粘度相当于纯溶剂的粘度的倍数

2）增比粘度ηsp

ηsp=(η-ηo)/ηo=ηr-1 (2)

表示溶液的粘度比纯溶剂粘度增加的倍数。

3）比浓度粘度ηsp/C

4）比浓对数粘度 lnηr/C

5）特性粘数[η]

(4)

[η]的单位是[毫升/克]，表示单位重量高分子在溶液中所占的流体力学体积的相对大小。

2.高分子溶液粘度的浓度依赖性

由式(4),高聚物的特性粘数[η]为ηsp/C或lnηr/C在C->0时的外推值,所以要得到[η],必须

了解溶液粘度与浓度的依赖关系，才能合理外推。这样的经验关系很多，应用较多的有：

(5)

k‘ ,β均为常数，其中 称为哈金斯（Huggins）参数，对于线形柔性链高分子-良溶剂体系，

k‘=0.3-0.4,k‘+β=0.5。如果溶剂变劣，接近Θ温度时k‘变大。如果高分子链有支化，k‘值随

支化度增大而显着增加。对于刚性蛋白质分子，k‘值接近于刚性圆球的理论值（k‘=1.77-2.2)。

溶液粘度实验可得用毛细管粘度计时。在一定温度下，测定一定量的纯溶剂流过毛细管的时

间to,和各个不同浓度的高分子溶液流过毛细管的时间t,从而计算出*和*

（6）

然后依照式（5）用ηsp/C对C或lnηr/C对C作图，并直线外推至C->0即可求得[η]（图7），

(7)

实验测定时溶液浓度一般在0.01克/毫升以下值在1.05-2.5之间最为适宜。

3.特性粘数-分子量关系

高分子溶液理论表明，在溶液中的高分子线团若卷曲紧密，流动时线团的溶剂分子随高分子

一起流动，[η]M½；若高分子线团松懈，流动时线团内的溶剂分子是完全自由的，即高分子线

团可为溶剂分子自由穿透，[η]M。所以*-M关系取决于高分子-溶剂体系的本质和测定的温度。

可用一个含有两面个参数的议程表示：

(8)

上式称为马克-霍温克（Mark-Houwink)方程。α一般为0.5—1，在一定的分子量范围内α为

常值。支化比相同聚合度的线形高分子在溶液中的尺寸要小些，所以α值也小。对于良溶剂中

的线形柔性链高分子，α接近于0.8，溶剂分子与高分子链段的相互作用使线团扩张。当溶剂能

力减弱时，α值降低。在Θ溶剂中α=1/2，此时高分子线团符合高斯线团模型。

这样的经验方程可以在有关手册中查到。但由于它只是在一定分子量范围内的近似内插公

式，所以使用时必须注意到所测试样的分子量旰否在所定方程的分子量范围内。

4.[η]-M方程中参数K和α的订定

先将具有不同分子量的高聚物试样进行分级，取得分子量从小到大且比较均一的一组级分。

测定各级分的分子量及特性粘数。以lg[η]对lgM作图（图9），其斜率即为α，截距为lgK。

(9)
在订定[η]-M方程时，级分分子量多分散性对K值影响较大，但对α无影响。用不同的实验方法

测定级分的分子量，多分散性对K值的影响也不一样，用Mn时，多分散性使K值增大；用Mw时，多

分散性使K值减小，但前者影响比后者显着得多。

5.弗洛利（Flory）特性粘数理论

理论表明，特性粘数正比于溶液中高分子的有效体积。在高分子溶液中，假如溶剂和高分子

的相互作用使高分子扩张，[η]就大；若高分子线团紧缩，[η]就小。具体表达式为：

[η]=Φ(h2)2/3/M (10)

这里Φ为与高分子、溶剂和温度无关的普适常数

(Φ=2.0 • 1021-2.8 • 1021) (11)

h2为高分子的均方末端距。若以h2=h2X2代入，式（10）可写为：

[η]=(Φ(h2)2/3/M )*X3 (12)

X为一维扩张因子。

在Θ温度时，X=1

[η]Θ=Φ(h2)2/3/M (13)

因为h2=M

所以

[η]Θ=KM1/2(14)

在高分子-良溶剂体系中，X>1。根据弗洛利一维均匀扩张理论，可推得：

X5-X3=2M(1-Θ/T)M1/2(15)

M，ψ1均为常数。对于指定的高分子-溶剂体系，在一定温度时，2M(1-Θ/T)为定值，即

X5-X3M1/2(16)

当X>>1时，X5M1/2，X3M0.1

所以

[η]=K‘M1/2 • X3(17)

此外，从特性粘数的测定可以计算高分子在溶液中的扩张因子。

X3=[η]/[η]Θ(18)

6.用粘度法测定分子量的统计平均意义：

由式（8）

[η]=(ηsp/C)c->0=KMa

则

(ηsp)c->0=K∑(i)CiMia=KC∑(i)(Ci/C)Mia=KC∑(i)WiMia=kcMηa

所以实验测得的为粘均分子量Mη

⑧ 如何制备密度梯度管，如何用密度法测定高聚物的结晶度

密度梯度法是测定聚合物密度的方法之一。聚合物的密度是聚合物的重要参数。对于无规则外性的聚合物材料，密度梯度法是测定其密度的最简单有效方法。而对于结晶性聚合物，其晶区的密度与非晶区的密度是不同的，一般晶区的密度大于非晶区的密度；对于一给定的聚合物，其在100%完全结晶的情况下密度最高，而100%非晶的情况下其密度最低。由于一般情况下结晶性聚合物并不是100%完全结晶的，也就是说聚合物中存在结晶区域和非晶区域，因此根据结晶聚合物的密度值可以定性或定量的计算该聚合物的结晶度。另外，通过对聚合物结晶过程中密度变化的测定，还可研究其结晶速率。所谓聚合物结晶度就是聚合物结晶的程度，就是结晶部分的重量或体积对全体重量或体积的百分数。结晶聚合物的物理和机械性能、电性能、光性能在相当的程度上受结晶程度的影响。由于结晶作用使大分子链段排列规整，分子间作用力增强，因而使制品的密度、刚度、拉伸强度、硬度、耐热性、抗溶性、气密性和耐化学腐蚀性等性能提高，而依赖于链段运动的有关性能，如弹性、断裂伸长率、冲击强度则有所下降。因此聚合物结晶度的测量对研究聚合物的物理性能和加工条件、过程对性能的影响有重要的意义。

⑨ 粘度法测定高聚物相对分子质量的特性粘度怎样测定

粘度法测高聚物分子量受诸多因素影响，比如：温度，气压（液体上下表面气压差），粘度管口径，粘度管是否垂直及是否干净，溶液密度，人的读数误差，秒表精度等；而其测定的分子质量有限，只能在10^4-10^7的高聚物,超过或不满的都不能测定。

⑩ 测定高分子聚合物的摩尔质量应选择什么方法

通常用凝胶色谱法，或者也叫体积排阻色谱（GPC）。
它是基于体积排阻的分离机理，通过具有分子筛性质的固定相，用来分离相对分子质量较小的物质，并且还可以分析分子体积不同、具有相同化学性质的高分子同系物。