重均分子量

定義

重均摩爾質量（又為質均摩爾質量）是描述聚合物的摩爾質量的一種方式。計算公式如右圖所示，此公式的結果取決於分子的大小，因此較大分子將具有比較小分子更大的貢獻。

M_w為重均分子量_，m_i是分子質量，M_i是相對分子質量，N_i是具有M_i質量的分子的數目，w_i是質量分數。

聚合物的相對質量及其分布是高分子材料最基本的參數之一，它與高分子材料的使用性能與加工性能密切相關。相對質量太低，材料的機械強度和韌性都很差，沒有套用價值。相對質量太高，熔體粘度增加，給加工成型造成困難。因此聚合物的分子量一般控制在10³～10⁷之間。

高聚物分子量具有多分散性，對於這種多分散性的描述，最為直觀的方法是利用某種形式的分子量分布曲線。多數情況下還是直接測定其平均分子量。

測定方法有光散射法、超速離心沉降速度法以及凝膠色譜法等。

光散射法

光散射法是物理化學中的技術，其測量散射光的強度以獲得溶液中聚合物或蛋白質等大分子的重均分子量M_w。通過測量各種濃度的許多樣品的散射強度，可以計算出第二維里係數A₂。

在光散射實驗，用高強度單色光（通常為雷射）照射大分子溶液，有檢測器來測量一個或多個角度處的散射強度。半徑大於入射波長的1-2%的所有大分子有角度依賴性，應採用特定角度以獲得對摩爾質量和尺寸的精確測量。因此，多角度入射光（多角度光散射（MALS））的同時測量通常被認為是光散射法的實現標準。

凝膠色譜法

凝膠色譜法（Gel Permeation Chromatography，GPC）將高分子在溶液中流體力學體積進行分級。

分級：將高分子溶液通過由多孔載體組成的分離柱，在柱子內部分子體積不同的大分子所處的位置不同，停留時間不同，從而得到分離。

特點：在對聚合物樣品進行分級的同時還可以有效地檢測出各級分的分子量和相對含量，快速簡便。

發展：誕生於上世紀六十年代，已經得到了迅速的發展和套用，已成為測定聚合物分子量大小和分布的最重要方法之一。

聚合物溶液進入色譜柱後，由於濃度差，所有溶質分子都力圖向凝膠表面孔穴滲透。體積較小的分子既能進入較大的孔穴，也可以進入較小的孔穴，向孔內擴散的較深；體積較大的分子只能進入較大的孔穴；體積更大的分子不能進入孔穴，只能從凝膠的空隙流過。

高分子量級分在柱內停留時間很短，很快就被溶劑淋洗出來；分子量中等級分在柱內的停留時間較長，它們隨淋洗液緩慢的帶出；分子量最小的級分在柱內的停留時間最長，最後被溶劑淋洗出；按照淋出的先後順序，依次收集到分子量從大到小的各個級分，從而達到對聚合物分級的目的。

檢測器的作用是將色譜柱淋出液中樣品的組成、含量的變化轉化為可供檢測的信號，從而完成定性、定量的判斷分離情況的任務。由此得到隨淋洗時間延長樣品中不同級份的含量變化。從而得到被測樣品中的相對分子量和相對分子量分布的信息。