Polimer mengandungi pelbagai rantai dengan berat molekul yang berbeza, tidak seperti banyak bahan lain. Oleh itu, kita tidak dapat mengira berat molekul polimer yang tepat; sebaliknya, kita mengira berat molekul purata polimer. Adalah sangat penting untuk menentukan berat molekul purata polimer kerana sifatnya bergantung padanya. Sebagai contoh, polimer dengan berat molekul purata yang besar akan berkelakuan dengan cara yang sama sekali berbeza dengan polimer dengan berat molekul purata yang kecil. Terdapat pelbagai pendekatan untuk mengira berat molekul purata polimer termasuk viskometri, osmometri, kromatografi pengecualian ukuran, ultrasentrifugasi, penyerakan cahaya, analisis kumpulan akhir dan titrasi turbidimetri.

Artikel ini memberi tumpuan kepada,

1. Bagaimana Mengira Berat Molekul Polimer? - Berat molekul purata bilangan - Berat molekul purata berat

2. Apa itu Viscometry?

3. Apakah Ultrasentrifugasi?

Cara Mengira Berat Molekul Polimer

Terdapat dua cara biasa untuk mengira berat molekul polimer purata jika pengedaran berat molekul diketahui.

Berat Molekul Purata Bilangan

Kaedah pertama ialah berat molekul purata bilangan (Ḿ ), yang dijumpai oleh persamaan;

Ḿ = Σ x_i M_i

M_i adalah molekul min bagi julat ukuran i, dan x_i adalah pecahan daripada jumlah rantai dalam julat yang diberikan.

Berat Molekul Purata Berat

Kaedah kedua ialah berat molekul purata berat (Ḿ_w), dijumpai dengan persamaan;

Ḿ _w = Σ w_i M_i

M_i adalah molekul min bagi julat ukuran i, dan w_i ialah pecahan berat molekul dalam julat yang diberikan.

Apa itu Viscometry

Teknik yang paling biasa digunakan untuk menentukan berat molekul purata polimer adalah viskometri, di mana visketer Ubbelohde digunakan. Dalam kaedah ini, polimer hendaklah dalam bentuk cecair; jika tidak, ia mesti dilarutkan menggunakan pelarut dengan kepekatan yang diketahui. Menurut persamaan Mark-Houwink, berat molekul dapat dikira jika kelikatan (η) diketahui.

[η] = K M ^a ………………1

K dan a adalah pemalar yang diketahui yang bergantung pada pelarut, jenis polimer dan suhu.

Nilai [η] dapat ditentukan dengan memplot ((η- η₀) / η₀c) sebagai fungsi c, di mana c adalah kepekatan larutan polimer. Untuk menentukan η menggunakan viskometer, pertama, satu siri larutan polimer harus dibuat. Maka masa eflux harus ditentukan untuk setiap penyelesaian (t). Menurut persamaan Huggins,

(t - t₀) / t₀c = (η - ηo) / η₀c …………… 2

t₀ ialah masa pengaliran pelarut tulen tanpa polimer. Dengan menggunakan persamaan 1 dan 2 di atas, kita dapat menentukan kelikatan purata suatu polimer.

Viskometer Ubbelohde

Apa itu Ultrasentrifugasi

Dalam kaedah ini, berat molekul purata polimer ditentukan dengan mengukur kadar pemendapan. Kadar pemendapan zarah biasanya sangat perlahan. Untuk mempercepat proses, kita dapat menggunakan ultrasentrifuge. Berat molekul purata polimer dapat ditentukan dengan persamaan berikut;

M = S R T / (1- ρν_s) D

M adalah berat molekul sampel, R adalah pemalar gas sejagat, T adalah suhu, ρ adalah ketumpatan larutan, ν _s ialah isipadu zat terlarut, S adalah pemalar pemendapan, dan D adalah pekali penyebaran.

S harus ditentukan terlebih dahulu menggunakan persamaan di bawah.

S = s / r ω²

s adalah kelajuan, r adalah jejari dan ω adalah halaju sudut.

Sebagai tambahan kepada teknik utama ini, kaedah kromatografi, osmometri, penyerakan cahaya, analisis kumpulan akhir, dan titrasi turbidimetri juga digunakan untuk menentukan berat molekul polimer. Walau bagaimanapun, teknik yang paling biasa digunakan dan paling mudah adalah viskometri.