Polydispersiteettiä

Polydispersiteettiä kuvaa polymeerijoukon molekyylipainojen jakauman leveyttä. Yleisin mitta on polydispersiteetti-indeksi Đ = Mw/Mn, jossa Mn on number-average molecular weight (molekyylipaino, laskettu pelkän määrän mukaan) ja Mw on weight-average molecular weight (painon mukaan keskitetty paino). Mn kuvaa keskikokoa ilman suurten molekyylipainojen vaikutusta, kun Mw korostaa suurempien molekyylien osuutta jakaumassa. Đ antaa kokonaiskuvan jakauman laajuudesta: 1 tarkoittaa ideaa monodispersista eli yhtä molekyylipainoa, suurempi arvo tarkoittaa leveämpää jakaumaa.

Polydispersiteetin arvo kertoo, miten paljon polyymin ominaisuudet voivat vaihdella. Yleisesti ottaen todelliset polymeerit ovat Đ > 1; pienemmät arvot viittaavat kapeampaan jakaumaan. Jakauman laajuus vaikuttaa prosessointiin, kuten viskositeettiin, tulostettavuuteen, sulamispisteeseen, sekä mekaanisiin ja lämpöominaisuuksiin. Laajempi jakauma voi johtaa erilaisiin käytöksiin kuin kapea jakauma samaan keskimääräiseen molekyylipainoon nähden.

Mittaus ja tulkinta perustuvat yleisesti geeli-peruaan (GPC/SEC) -tekniikkaan, jossa polydispersiteetti arvioidaan mitatun molekyylipainojakauman perusteella. Kalibrointina käytetään usein tunnettuja standardeja, kuten for polystyreenijakaumaa, ja tulokset raportoidaan Mn, Mw ja Đ arvoina. Saattaa käyttää myös lisämenetelmiä, kuten valonmääritys- tai massasädeanalyysiä, erityisesti tarkan jakauman muodon arvioimiseksi.

Kontrollointi tapahtuu kemiallisilla menetelmillä: living tai kontrolloitu polymerisaatio tuottaa kapeamman jakauman verrattuna perinteisiin radikaali-polymerisaatioihin. Olosuhteet, kuten lämpötila, reaktiotaajuus, käynnistys- ja lopetusaineet sekä reaktorin tilavuus, vaikuttavat polydispersiteettiin ja sitä kautta lopputuotteen ominaisuuksiin.