polydispersiteettiindeksillä

Polydispersiteettiindeksi (PDI) kuvaa polymeerinäytteen molekyylipainojen jakauman leveyttä. Indeksin arvo määritellään suhteella Mw/Mn, jossa Mn on number-average molecular weight ja Mw on weight-average molecular weight. Arvo on aina suurempi kuin 1,0; 1,0 edustaa ideaalia täydellistä monodispersiota, jota käytännössä ei saavuteta. PDI antaa siten keinon kuvata, kuinka laaja jakauma näytteessä on. Kapeahkolla jakaumalla PDI on pienempi, kun taas laajemman jakauman omaavalla näytteellä arvo on suurempi. Käytännössä polymeerit esiintyvät usein PDI-arvoilla noin 1,5–3,0, ja kontrolloidussa synteesissä PDI saattaa olla lähellä 1,1–1,3.

PDI:n mittaus ja tulkinta perustuvat molekyylipainojakauman arviointiin. Yleisin menetelmä on geelikirnohaku- tai epäryhmittymäinen kolonnimitta (GPC/SEC), jossa näyte jaetaan koon mukaan ja jakaumaa kuvaavia painoja arvioidaan detektoreiden avulla. Kalibrointi tehdään usein polystyreeni-standardeilla, jolloin tulkinta riippuu käytetystä standardoinnista ja liuottimesta sekä näytteen rakenteesta. Siten PDI-arvoon vaikuttavat sekä todellinen jakauma että mittausmenetelmän rajoitteet.

PDI vaikuttaa polymeerien fyysisiin ominaisuuksiin ja prosessoituvuuteen. Laajempi jakauma voi nostaa viskositeettia, muoviyttä ja sulamisominaisuuksia sekä vaikuttaa käpristymiseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Siksi PDIä käytetään laajalti laadunvalvonnassa sekä syntetian optimoinnissa, kun pyritään hallitsemaan polymerin suorituskykyä ja prosessointia.