Среднечисловая молекулярная масса Мп
Важнейшими преимуществами методов определения Мп являются независимость их от химического состава полимера, возможность непосредственно рассчитать число разорванных связей в процессе механохимических превращений полимеров. Ни один из других моментов ММР не может дать такую информацию, Перечень методов определения Мп с указанием пределов их применения приведен в таблице 12.1.
Таблица 12.1. Характеристика методов определения Мп___________
|
К абсолютным методам относятся светорассеяние растворами полимеров, осмометрия, криоскопия, эбуллиоскопия [3, 4, 5, 6].
Мембранная осмометрия основана на измерении разности осмотических давлений к между чистым растворителем и раствором
полимера, разделенными полупроницаемой мембраной. Для разбавленных растворов полимеров в ^-растворителе
ж/C^RT/ М„.
При использовании любых других растворителей М„ можно рассчитать по данным измерения осмотического давления растворов полимера различных концентраций:
ж/ С = RT (1 / М„+А2С), где ж / С - приведенное осмотическое давление; А2 - вириальный коэффициент.
Кривая зависимости яг/ С от С представляет собой прямую линию, отсекающую на оси ординат отрезок, равный RT / М„, с тангенсом угла наклона, равным А2.
Криоскопический метод основан на различии между температурами замерзания раствора полимера и чистого растворителя. Изменение температуры замерзания для разбавленных растворов
АТ3 = Кс п,
где Кс - криоскопическая константа для данного растворителя, характеризующая снижение температуры замерзания или плавления, вызванное 1 молем растворенного полимера; п - число молей полимера.
Кс = - (R Ts MJ / (ps H„s), где Г* и Ms - температура замерзания и молекулярная масса растворителя; ps и Яда - плотность и теплота плавления растворителя.
Зависимость АТ3 / С от С представляет собой прямую, отсекающую на оси ординат отрезок, равный Кс / М„, тангенс угла наклона которой характеризует второй вириальный коэффициент.
В основе метода эбуллиоскопии лежит различие между температурами кипения раствора полимера и чистого растворителя. Изменение температуры кипения АТХ связано с числом молей растворенного вещества соотношением
АТК = Кк п,
где Кк - эбуллиоскопическая константа, характеризующая повышение температуры кипения, вызываемое 1 моль растворенного вещества.
K, = RT/M,/p, - АН„, где AHus - теплота испарения растворителя.
Величину М„ можно рассчитать графическим методом по зависимости ATJC от С: АТК/С = KJ М„ при С —>0.
Определение М„ по числу концевых rpvnjn используют в основном для линейных полимеров. В этом случае М„ обратно пропорциональна числу концевых групп в макромолекуле:
М„ = £ntM,/- ELtmi/0,5ELi’, где п, - число молекул массой М„; L, - число звеньев массой m,; Lf ’ - число концевых групп i-ой молекулы. Если функциональные группы расположены с обоих концов макромолекулы, то Li -2, а если полимер содержит только одну определяемую группу, то L, -1.
Величину М„ можно найти по уравнению М„ = п ■ 106 / т,
где п - число групп в макромолекуле, которые могут быть определены; т - концентрация концевых групп.
Наиболее распространенным способом определения концевых групп является спектроскопия ИК и ЯМР. При определении М„ по спектрам ЯМР используют так называемый метод стандарта. К навеске полимера g неизвестной молекулярной массы добавляют определенное количество g0 вещества известной молекулярной массы М0 и по данным ЯМР спектров рассчитывают М„ полимера по уравнению (А(/щ) / (go/Mo) = (А/п) / (g/ Щ, где Ао иЛ - интегральные интенсивности сигналов стандартного и исследуемого вещества; щ и п - число ядер, ответственных за линии в спектрах стандартного и исследуемого вещества.