Molekylviktsfördelning

Molekylviktsfördelning beskriver hur molekylvikten varierar inom ett polymerprov. Vid polymerisation uppstår kedjor av olika längd, vilket leder till en fördelning av molekylvikter snarare än en enhetlig vikt. Fördelningen påverkar många egenskaper hos polymeren och är därför ett centralt begrepp i polymerkemi och materialvetenskap.

De viktigaste parametrarna är Mn (antal-genomsnittlig molekylvikt), Mw (vikt-genomsnittlig molekylvikt) och Mz (z-genomsnittlig molekylvikt). Polydispersitetsindexet Đ definieras som Mw/Mn och anger hur bred fördelning denna polymer uppvisar. Ett Đ nära 1 innebär en relativt smal fördelning, medan större Đ indikerar en bredare fördelning av molekylvikter. Andra relaterade egenskaper används ibland, men Mn, Mw, Mz och Đ är de mest centrala.

Hur man mäter molekylviktsfördelningen: gelpermeationskromatografi (GPC, även kallad SEC) används vanligtvis för att uppskatta Mw, Mn och Mz genom jämförelse med externa standarder. Metoder som statisk ljusspridning och kombinerad ljus-spridning/viskositet kan ge absoluta värden. Viktiga faktorer i analysen är val av kolonnmaterial, standarder, lösningsmedel och temperatur.

Faktorer som påverkar MWD inkluderar polymerisationsmetod (till exempel living/controlled polymerisation jämfört med konventionell radikalpolymerisering), initiator- och kedjeövergångseffektivitet, terminering och förekomsten av branching eller retikulering. MWD påverkar viskositet, smältflöde, mekaniska egenskaper och bearbetbarhet, vilket gör kontroll över fördelningen viktig i materialdesign och produktionsstyrning.

Sammanfattningsvis är molekylviktsfördelningen en central egenskap som beskriver hur mångfalden av kedjelängder påverkar polymerens funktion och användbarhet.