题目
2. 等质量的聚合物 A 和聚合物 B 共混,计算共混物的 ¯Mn 和 ¯Mw 。聚合物 A: ¯Mn =35,000, ¯Mw =90,000;聚合物 B: ¯Mn =15,000, ¯Mw =300,000
2. 等质量的聚合物 A 和聚合物 B 共混,计算共混物的 ¯Mn 和 ¯Mw 。聚合物 A: ¯Mn =35,000, ¯Mw =90,000;聚合物 B: ¯Mn =15,000, ¯Mw =300,000
题目解答
答案
解:设聚合物 A 和 B 的质量分别为 m,则M n≡∑ mi∑ ni=M nAm+ m2mMnB=135000 +1500021=21000M w=∑ miM i=∑ (mi( A) M i(A)+mi(B) M i(B))=∑ (mi( A)Mi( A))+∑ (mi(B) Mi(B))∑ mi∑ mi( A)+∑ mi(B)2m=12 ( M wA+MwB)=195000=195000计算题
解析
考查要点:本题主要考查聚合物共混物的数均分子量($\bar{M}_n$)和重均分子量($\bar{M}_w$)的计算方法,需理解两种分子量的定义及混合规律。
解题核心思路:
- 数均分子量($\bar{M}_n$):属于调和平均,需根据总质量与总物质的量计算,公式为 $\bar{M}_n = \frac{\sum m_i}{\sum \frac{m_i}{\bar{M}_n^{(i)}}}$。
- 重均分子量($\bar{M}_w$):属于质量平均,直接对各组分的$\bar{M}_w$按质量分数加权平均,公式为 $\bar{M}_w = \frac{\sum m_i \bar{M}_w^{(i)}}{\sum m_i}$。
破题关键点:
- 等质量混合简化计算,总质量为$2m$,各组分质量分数均为$1/2$。
- 区分两种分子量的计算逻辑:$\bar{M}_n$需通过物质的量倒数求平均,$\bar{M}_w$直接按质量加权。
数均分子量($\bar{M}_n$)计算
- 总物质的量:
聚合物A和B的物质的量分别为 $\frac{m}{\bar{M}_n^{A}}$ 和 $\frac{m}{\bar{M}_n^{B}}$,总物质的量为:
$\sum n_i = \frac{m}{35000} + \frac{m}{15000}.$ - 数均分子量公式:
$\bar{M}_n = \frac{\text{总质量}}{\text{总物质的量}} = \frac{2m}{\frac{m}{35000} + \frac{m}{15000}} = \frac{2}{\frac{1}{35000} + \frac{1}{15000}}.$ - 化简计算:
通分后得:
$\bar{M}_n = \frac{2}{\frac{3 + 7}{210000}} = \frac{2 \times 210000}{10} = 21000.$
重均分子量($\bar{M}_w$)计算
- 质量加权平均:
由于等质量混合,公式简化为:
$\bar{M}_w = \frac{\bar{M}_w^{A} + \bar{M}_w^{B}}{2}.$ - 代入数值:
$\bar{M}_w = \frac{90000 + 300000}{2} = 195000.$