Polydispersiteettiindeksi

Polydispersiteettiindeksi (PDI) kuvaa polymeerin molekyylipainojakauman leveyttä. Se määritellään yleisesti suhteena Mw/Mn, jossa Mn on määräkeskiarvo ja Mw on painoarvo. Mn = Σ Ni Mi / Σ Ni ja Mw = Σ Ni Mi^2 / Σ Ni Mi, missä Ni on kyseisen molekyylipainoluokan lukumäärä. Kun kaikki molekyylit ovat yhtä raskaita, PDI ≈ 1. Todellinen polymeerijakauma on yleensä laajempi, jolloin PDI > 1. PDI:n arvo kertoo jakauman leveydestä: pienet PDI:t (noin 1–1.2) viittaavat suhteellisen kapeaan jakaumaan; suuret arvot (2–3 tai enemmän) kuvaavat laajempaa jakaumaa. Living polymerization -menetelmät voivat päästä lähelle PDI:tä 1, kun taas perinteiset radikaali-polymeroinnit antavat suurempia PDItä.

PDI vaikuttaa moniin polymeerien ominaisuuksiin, kuten viskositeettiin, mekaanisiin ominaisuuksiin ja prosessointiin. Esimerkiksi laajemmalla jakaumalla materiaalilla voi olla erilainen juoksevuus ja tulenkesto kuin kapeamman jakauman materiaalilla.

Mittaus: Mn ja Mw sekä PDI määritetään yleisimmin gel-permeation chromatography (GPC) -menetelmällä, joka mittaa molekyylipainon jakaumaa. Kalibrointi standardeilla sekä käytetty mittausmenetelmä vaikuttavat tulkintaan ja PDI:n arvoon. PDI on siten hyödyllinen laatukontrollissa ja tutkimuksessa, kun analysoidaan polymeerien rakennetta ja käytännön ominaisuuksia.