3.1 聚合物分子量及其分布的表征

高分子是由小分子单体聚合而成的，单体的力学强度和韧性都很低，没有使用价值。然而，把单体聚合成高分子材料之后，其力学强度却可以和木材、水泥甚至钢铁相比。分子量上的差别表现在材料性质上的巨大飞跃，这是一个从量变到质变的过程。高分子的许多优良性能都与其分子量相关。并且，这些性能还随着分子量的增大而提高。然而，当分子量增大到一定数值后，上述各种性能提高的速率将减慢，最后趋向于某一极限值。 

分子量对聚合物的主要影响：黏度、力学性能、加工性能、成本等，例如：除力学性能外，聚合物的熔体粘度也随着分子量的增大而增加，当分子量增达到某一程度时，其熔融状态的流动性就很差，将给成型加工造成困难，生产成本增加。

结合我校无醛大豆胶黏剂产业化应用案例，介绍通过分子量调控大豆基胶黏剂性能、实现大豆基胶黏剂生产与应用各方需求与矛盾均衡的思想与必要性。

因此，兼顾到力学性能、加工性能和高分子溶液熔体特性等各方面的要求，需要对聚合物的分子量加以控制。当然，不同的材料、不同的用途和不同的加工方法对分子量的要求是不同的，因此，必须研究聚合条件对产物分子量的影响，以及分子量对材料的加工和使用性能的影响。这些都要求对聚合物分子量进行正确的表征与测量。

然而，测定聚合物的分子量，比低分子物质要困难得多，这不仅是由于其分子量比低分子大几个数量级，而且还由于其分子量的多分散性所致，即聚合物分子的分子量不同。对着众多分散性的描述，最为直观的方法是利用某种形式的分子量分布函数或分布曲线。多数情况还是直接测定其平均分子量。

平均分子量有不同的统计方法，因而具有各种不同的数值。常用的平均分子量有如下四种：

1)  数均分子量：按照聚合物的分子数目 （n_i）进行统计平均。

2)  重均分子量：按照聚合物的质量（W_i）进行统计平均。

3)  Z均分子量：按照聚合物的Z量 （Z=n_iW_i）进行统计平均。

4)  黏均分子量：由稀溶液粘度法测得，无明确物理意义（式中：a是常数，取值为0.5-0.8）。 

在上述四种平均分子量中，以数均分子量和质均分之量最为常用，而Z均分子量和粘均分子量因物理意义不明确，应用较少。

通常：

对于聚合物分子量的分布有多种表达方法，最简便和最常用的方法是求分布系数D，它等于质均分子量和数均分子量的比值：

      分布系数D= 质均分子量 / 数均分子量

 因为数均分子量 < 质均分子量，所以分布指数D>1。D越大说明聚合物分子量分布越宽，分子量分布越不均一。