МОЛЕКУЛЯ́РНО-МА́ССОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕ́НИЕ

МОЛЕКУЛЯ́РНО-МА́ССОВОЕ РАС­ПРЕ­ДЕ­ЛЕ́НИЕ (ММР) по­ли­ме­ров (по­ли­дис­перс­ность по­ли­ме­ров), со­от­но­ше­ние ко­ли­честв мак­ро­мо­ле­кул разл. мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы в дан­ном об­раз­це по­ли­мера (ли­ней­но­го или раз­ветв­лён­но­го). ММР ха­рак­тер­но гл. обр. для син­те­тич. по­ли­ме­ров и обу­слов­ле­но слу­чай­ным (ста­ти­сти­че­ским) ха­рак­те­ром ре­ак­ций их об­ра­зо­ва­ния, де­ст­рук­ции и мо­ди­фи­ци­ро­ва­ния. Мо­ле­ку­лы био­по­ли­ме­ра име­ют, как пра­ви­ло, оди­на­ко­вую мо­ле­ку­ляр­ную мас­су.

ММР обыч­но ха­рак­те­ри­зу­ют чи­сло­вой или мас­со­вой до­лей мак­ро­мо­ле­кул, мо­ле­ку­ляр­ные мас­сы ($M$) ко­то­рых ле­жат в ин­тер­ва­ле от $M$ до $M+dM$. За­виси­мо­сти $ρ_n(M)=(1/N_0)(dN_M/dM)$ и $ρ_w(M)=(1/m_0)(dm_M/dM)$ от $M$ на­зы­ва­ют со­от­вет­ст­вен­но чи­сло­вой и мас­со­вой не­пре­рыв­ны­ми диф­фе­рен­ци­аль­ны­ми функ­ция­ми ММР. Здесь $dNM$ и $dm_M=MdN_M$ – со­от­вет­ст­вен­но чис­ло и мас­са мак­ро­мо­ле­кул в ин­тер­ва­ле $dM; N_0$ – об­щее чис­ло мак­ро­мо­ле­кул в об­раз­це мас­сой $m_0=\overset{—}{M}_nN_0$($\overset{—}{M_n}$ – сред­не­чи­сло­вая мо­ле­ку­ляр­ная мас­са). Гра­фи­че­ски функ­ция рас­пре­де­ле­ния мо­ле­кул по их мо­ле­ку­ляр­ным мас­сам изо­бра­жа­ет­ся кри­вы­ми ММР: по оси абс­цисс от­кла­ды­ва­ют мо­ле­ку­ляр­ные мас­сы, по оси ор­ди­нат – до­ли по­ли­мер­ных фрак­ций с со­от­вет­ст­вую­щи­ми мо­ле­ку­ляр­ны­ми мас­са­ми. Для ко­ли­че­ст­вен­но­го срав­не­ния ММР разл. по­ли­ме­ров поль­зу­ют­ся сред­ни­ми зна­че­ния­ми их мо­ле­ку­ляр­ных масс и со­от­но­ше­ния­ми по­след­них.

Для оп­ре­де­ле­ния ММР при­ме­ня­ют разл. экс­пе­рим. ме­то­ды: ме­тод ско­ро­ст­ной се­ди­мен­та­ции (ос­но­ван на за­ви­си­мо­сти ско­ро­сти осе­да­ния мак­ро­мо­ле­кул в цен­тро­беж­ном по­ле от их мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы); ме­тод фрак­цио­ни­ро­ва­ния (ис­поль­зу­ет­ся за­ви­си­мость рас­тво­ри­мо­сти мак­ро­мо­ле­кул при дан­ных ус­ло­ви­ях – темп-ра, при­ро­да рас­тво­ри­те­ля и др. – от мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы); хро­ма­то­гра­фич. ме­то­ды, в ча­ст­но­сти гель-про­ни­каю­щую хро­ма­то­гра­фию (рас­твор по­ли­ме­ра про­пус­ка­ют че­рез ко­лон­ку с на­бух­шим в рас­тво­ри­те­ле сши­тым по­ли­ме­ром, при этом ско­рость дви­же­ния мак­ро­мо­ле­кул в ко­лон­ке за­ви­сит от их мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы).

Изу­че­ние ММР по­зво­ля­ет по­лу­чить до­пол­нит. ин­фор­ма­цию о ме­ха­низ­мах об­ра­зо­ва­ния и пре­вра­ще­ния мак­ро­мо­ле­кул. В ре­зуль­та­те по­ли­ме­ри­за­ции, под­чи­няю­щей­ся про­стым ста­ти­стич. за­ко­нам, обы­ч­но об­ра­зу­ют­ся по­ли­ме­ры с ММР, имею­щим один мак­си­мум (уни­мо­даль­ное ММР), и от­но­ше­ни­ем сред­не­ве­со­вой (сред­не­мас­со­вой) мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы $\overset{—}{M}_w$ к сред­не­чи­сло­вой мо­ле­ку­ляр­ной мас­се $\overset{—}{M}_n$, близ­ким к 2. В ря­де др. слу­ча­ев, напр., ес­ли по­ли­ме­ри­за­ция про­ис­хо­дит од­но­вре­мен­но по не­сколь­ким ме­ха­низ­мам, ММР об­ра­зую­ще­го­ся по­ли­ме­ра мо­жет иметь два мак­си­му­ма и бо­лее (би- и муль­ти­мо­даль­ное ММР). Уни­мо­даль­ное ММР не мо­жет слу­жить од­но­знач­ным сви­де­тель­ст­вом то­го, что по­ли­мер об­ра­зу­ет­ся по про­сто­му ме­ха­низ­му.

ММР ока­зы­ва­ет су­ще­ст­вен­ное влия­ние на мак­ро­ско­пи­че­ские, в ча­ст­но­сти рео­ло­ги­че­ские, свой­ст­ва по­ли­ме­ров. Так, ес­ли ММР по­ли­ме­ра ста­но­вит­ся очень ши­ро­ким ($\overset{—}{M}_w/\overset{—}{M}_n≫2$), то его фи­зи­ко-ме­ха­нич. свой­ст­ва, как пра­ви­ло, ухуд­ша­ют­ся.