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【科普】阿贝折光仪在光散射法测定高聚物分子量中的作用


高聚物是由一种或几种简单低分子化合物经聚合而组成的分子量很大的化合物,又称高分子或大分子等。高分子化合物中分子所含的原子数可达数万,甚至数十万,而低分子化合物分子的原子数不过几个,最多数百个。习惯上将分子量小于500 的,称为低分子化合物,分子量大于5000 的称为高分子化合物。

自然界中有天然的高分子聚合物,例如纤维素、淀粉、蛋白质、木质素、天然橡胶、甲壳素等等。生活中也常见很多合成的高聚物,例如:聚乙烯薄膜,尼龙,氨纶等纤维,工程塑料,合成橡胶等。


无论是天然的还是合成的高聚物,分子量很大且都是不均一的,具有多分散性,会给测定带来一定的困难。一般是利用某种形式的分子量分布函数或分布曲线,多数情况是直接测定其平均分子量。因此,聚合物的分子量只有统计的意义,用实验方法测定的分子量只具有统计意义的平均值。

高分子分子量的测量方法主要有:测试数均分子量的端基分析法、依数法、渗透压法;测量重均分子量的光散射法、小角X光衍射法;测量Z均分子量的超速离心沉降法;测量粘均分子量的粘度法以及其它方法——电子显微镜、凝胶渗透色谱法。其中光散射法或者光散射——凝胶渗透色谱联用法比较常见。

光散射法是通过收集不同角度的散射光强度,散射光的强度与分子量和溶液浓度成正比。散射光角度的变化与分子的尺寸大小有关。高分子溶液的光散射可基本表示:


公式中K为与溶剂性质和入射光频率(波长)有光的常数;N0为溶剂的折射率;dn/dc为折光指数增量,即溶液折射率变化与浓度变化的比值 ml/g。

在日常生活中,我们时常看到的溶剂不止是单一的溶剂,更多的是复合溶剂。而且当入射光不是我们常见的折射率589nm,而是其它波段,比如:折射率546nm/686nm,其折射率往往无法依靠化学数据表获得,而当溶解了不同质量的高聚物后,折射率前后发生了变化,也需要测试浓度变化前后的折射率,以便计算dn数值。

折射率是物质的重要物理常数之一。每种物质都具有一定的折射率,折射率会视物质浓度而发生变化,浓度越大,变化越大。折光仪(折射计)是将光的折射原理应用于测量物质浓度的检测仪器。

ATAGO(爱拓)多波长阿贝折光仪

可测量不同波长下的折射率与阿贝数值,数字显示,准确清晰。

广泛用于测量:浓缩果汁、香精香料、工业溶液、化工材料、光学玻璃、塑料薄膜、各种新型材料及某些固体物质的折射率(nD)及Brix值。



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