
【机】 average molecular weight
平均分子量(Average Molecular Weight)是高分子化学中描述聚合物分子量分布特征的核心参数,指混合物内不同分子量分子的统计平均值。根据统计方法不同,主要分为数均分子量($M_n$)和重均分子量($M_w$)两类,其计算公式分别为:
$$ M_n = frac{sum N_i M_i}{sum N_i} $$
$$ M_w = frac{sum N_i M_i}{sum N_i M_i} $$
其中$N_i$表示第i种分子的数量,$M_i$为对应分子量。这种差异导致$M_w$值总大于$M_n$,两者的比值(多分散指数PDI)可反映分子量分布的宽窄。
在工业应用中,平均分子量直接影响材料性能。例如橡胶的弹性模量主要受$M_n$控制,而熔体强度则与$M_w$相关。美国化学会(ACS)发布的聚合物表征指南明确指出,凝胶渗透色谱法(GPC)是目前测量分子量分布的金标准方法。
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)建议,学术论文中必须明确标注使用的平均分子量类型。英国皇家化学会(RSC)的术语数据库特别强调,对嵌段共聚物等复杂体系需结合多种平均方法进行联合分析。
平均分子量是高分子化合物的重要参数,用于描述由不同链长分子组成的混合物的分子量统计平均值。由于高分子材料中分子链长度不均一,需通过不同的平均方法表征其整体特性,主要类型包括:
数均分子量(( M_n ))
所有分子分子量的算术平均值,计算公式为:
$$ M_n = frac{sum N_i M_i}{sum N_i} $$
其中( N_i )为分子数为( i )的分子数目,( M_i )为其分子量。它对低分子量部分更敏感,常用于计算聚合度。
重均分子量(( M_w ))
按分子质量加权的平均值,公式为:
$$ M_w = frac{sum N_i M_i}{sum N_i M_i} $$
大分子量分子对结果影响更大,与材料力学性能(如粘度、强度)相关性更强。
粘均分子量(( M_v ))
通过特性粘度测量得到,公式为:
$$ M_v = left( frac{sum N_i M_i^{1+alpha}}{sum N_i M_i} right)^{1/alpha} $$
其中( alpha )为Mark-Houwink方程参数,常用于关联溶液黏度与分子量。
Z均分子量(( M_z ))
更高阶的加权平均,公式为:
$$ M_z = frac{sum N_i M_i}{sum N_i M_i} $$
对极高分子量组分敏感,用于研究分子量分布的宽尾部分。
应用意义:
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