分子量是聚合物性质最重要的方面之一。当然，所有分子都有其自身的分子量。分子量是任何分子化合物的基本特征，这一点似乎显而易见。对于聚合物而言，分子量的重要性更加突出。这是因为聚合物是由重复单元构成的大分子，但重复单元的数量是多少呢？三十个？一千个？一百万个？虽然这些数量级的聚合物都可以被视为某种物质的代表，但它们的分子量却截然不同，其性质也大相径庭。
这种变化引入了聚合物分子量的一些独特方面。由于聚合物是由较小的分子组装而成，因此聚合物链的长度（以及分子量）取决于连接到聚合物链上的单体数量。材料中平均每条聚合物链上连接的单体数量 称为聚合度（DP）。
请注意这个关键点：这只是一个平均值。在任何给定的材料中，都会有一些链添加了更多的单体，而另一些链添加的单体则较少。为什么会有这种差异？首先，聚合物的生长是一个动态过程。它需要单体聚集并发生反应。如果一个单体比其他单体更早开始反应，形成一条正在增长的链呢？从链头开始，这条链会比其他链长。如果其中一条正在增长的链出现问题，无法再添加新的单体呢？这条链就会过早终止，并且永远无法像其他链那样快速增长。
因此，当我们谈论聚合物的分子量时，我们始终指的是平均值。材料中的一些链会更长（更重），而另一些链会更短（更轻）。与任何测量组一样，了解各个数值的实际分布情况非常重要。在聚合物化学中，分子量分布的宽度用 分散度 （Ð，也称为多分散性或多分散指数，PDI，在一些较早的文献中）来描述。聚合物样品的分散度通常在 1 到 2 之间（尽管它甚至可以大于 2）。分散度越接近 1，分布越窄。也就是说，分散度为 1.0 表示样品中的所有链都完全相同，并且具有相同的分子量。
分散法的最初构想源于测量聚合物样品分子量（或链长）的替代方法。一系列方法可以提供一个称为 数均分子量 （符号 Mn ）的量 。这些方法本质上是称量样品的重量，统计样品中的分子数量，从而得出样品中每个分子的平均重量。这种方法的一个经典例子是测试本体性质，例如冰点降低。我们知道，液体中的杂质会破坏分子间相互作用，从而降低液体的冰点。您可能也知道，冰点降低的程度取决于溶解的分子或离子的数量。因此，如果您称量一个聚合物样品，将其溶解在溶剂中，然后测量冰点，就可以计算出溶解的分子数量，从而 得到Mn 。
在实际应用中，这并不容易。冰点降低值非常小，现在很少使用。目前广泛用于测定数均分子量 ( Mn )的一个常见方法 是端基分析。在端基分析中，我们使用 1H NMR测量 来确定重复单元中特定质子与端基中特定质子的比例。需要注意的是，端基可能类似于引发剂，它只是添加到第一个单体上以启动聚合反应。聚合反应结束后，它仍然位于聚合物链的末端，因此它是一个端基。每条链上只有一个端基，而聚合物是由许多单体串联而成的，因此串联的单体与端基的比例可以告诉我们链的长度。
另一组基于散射的方法可以得到称为 重均分子量 （符号 Mw ）的量。一个经典的例子是光散射实验。在该实验中，将聚合物溶液暴露于一束光下，并分析从样品不同方向散射的光，以确定溶液中聚合物链的大小。结果受溶液中较大分子的影响很大。因此，这种分子量测量方法总是高于基于单个分子计数的测量结果。
由此得到的比值 Ð = M w / M n被称为多分散指数，或最近被称为分散度（参见 sid.ir/blog/post/82315/dosing-pump-what-is-its-applications-in-the-industry-of-Iran）。由于 M w 始终受长链的影响 ，因此它 略大于 M n ，故分散度始终大于 1.0。
如今，分子量和分散度通常使用凝胶渗透色谱法 (GPC) 来测定，GPC 也被称为尺寸排阻色谱法 (SEC)。该方法是一种高效液相色谱 (HPLC) 技术。含有聚合物样品的溶剂被泵入一个特殊的色谱柱，该色谱柱能够根据分子的大小差异进行分离。当样品从色谱柱流出时，对其进行检测和记录。通常，样品的存在会导致离开色谱柱的溶剂的折射率发生轻微变化。折射率随时间变化的曲线图记录了在给定时间离开色谱柱的样品量。由于色谱柱是根据分子的大小进行分离的，因此时间轴间接对应于分子量链长。
色谱柱如何根据分子大小分离分子？色谱柱内填充有多孔材料，通常是难溶性聚合物珠。这些孔隙大小不一。这些孔隙对于分离至关重要，因为流经色谱柱的分子可能会被截留在孔隙中。较小的分子可以被截留在材料的任何孔隙中，而较大的分子则只能被截留在最大的孔隙中。因此，分子量越小，洗脱时间越长。
如果将一组分子量分布不同的聚合物注入凝胶渗透色谱仪 (GPC) 中，你会发现每种聚合物的洗脱时间都不同。此外，每个峰的宽度或窄度也会因样品的分散情况而异。
GPC曲线中峰越宽，分子量分布越宽；峰越窄，链的均匀性越好。通常使用软件分析曲线来确定分散度。
请注意，GPC 曲线中的 x 轴通常标记为“洗涤时间”，并且通常从左到右。然而，x 轴也常被称为“分子量”，因为这才是我们真正感兴趣的值。事实上，有时 x 轴会反转，使较高分子量的峰出现在右侧，这样看起来更自然。您需要仔细查看数据才能了解其显示方式。
依靠凝胶渗透色谱法（GPC）测量分子量存在一些问题。主要问题在于，溶液中的聚合物倾向于形成球状结构，而这些球状结构中溶剂的含量取决于聚合物与溶剂相互作用的强度。如果聚合物与溶剂的相互作用较强，它会将更多的溶剂分子吸入其球状结构中。为了容纳这些内部的溶剂分子，球状结构必须增大。如果聚合物与溶剂的相互作用较弱，它则会更多地聚集在一起，阻碍溶剂分子的进入。介于两者之间的情况则多种多样。
因此，不同的聚合物在不同的溶剂中可能表现出不同的溶胀程度。这一点很重要，因为GPC实际上是利用聚合物链段的大小来指示其分子量，所以在比较两种不同类型聚合物的GPC谱图时应谨慎。
问题 CP1.1。
在下列每种情况下，说明哪种聚合物的分子量更高，哪种聚合物的分散性更窄。
问题 CP1.2。
计算下列样品的分子量。
问题 CP1.3。
利用核磁共振端基分析法测定下列样品的聚合度。
