Il peso molecolare del polimero (MW) è la massa molecolare di una catena polimerica. Mentre piccole molecole della stessa composizione elementare presentano tutte lo stesso peso molecolare, le catene polimeriche presentano caratteristiche diverse. Queste catene sono composte da più piccole molecole che possono alterare il comportamento meccanico del polimero e inclinare il suo peso molecolare. Ciò rende quasi impossibile determinare un peso molecolare coerente per le catene di polimeri sintetici. Come tale, una distribuzione della curva a campana viene utilizzata per determinare i pesi molecolari dei polimeri e trovare un valore medio per le catene polimeriche sintetiche.
Tre distinte peso molecolare medie sono utilizzati per attribuire un valore numerico per la distribuzione del peso molecolare delle catene polimeriche:
- Il peso molecolare medio numerico (Mn), che descrive la parte più bassa del peso molecolare del campione;
- Il peso molecolare medio ponderale (Mw), che descrive la media che è più vicino al centro della curva a campana;
- Il peso molecolare medio Z (Mz), che descrive la porzione più alta del peso molecolare del campione.
L’importanza del peso molecolare del polimero
Le proprietà fisiochimiche di un polimero dipendono interamente dal peso molecolare e dalla sua distribuzione in tutta la catena polimerica. La coerenza è fondamentale per numerosi produttori in settori diversi come quello farmaceutico, biotecnologico, contenzioso e petrolifero. Le proprietà dei polimeri commerciali dipendono anche dal peso molecolare delle catene utilizzate nella loro costruzione. I prodotti quali le parti dell’automobile e l’imballaggio per alimenti dipendono dai materiali duttili che esibiscono la buona deformazione plastica per resistere all’uso quotidiano irregolare.
I materiali polimerici sono fondamentalmente vari. Quelli costituiti da un basso numero di unità ripetute, quindi a basso peso molecolare, tendono ad esibire proprietà morbide o addirittura fluidiche con poca resistenza meccanica. Al contrario, catene più grandi con maggiore peso molecolare mostrano proprietà solide con integrità fisica notevolmente migliorata rispetto alle loro controparti a catena più corta.
Queste proprietà possono determinare i punti di rammollimento e fusione di un prodotto polimerico, la sua soluzione e viscosità di fusione, e la sua elasticità.
Determinazione del peso molecolare del polimero
Il peso molecolare viene determinato moltiplicando la massa di ciascuna unità ripetuta successiva nella catena polimerica, prima di aggiungere la massa di entrambi i gruppi terminali. Questo fornisce un intervallo di valori che vengono utilizzati per stabilire la distribuzione del peso molecolare del materiale. Il peso molecolare medio è il valore di merito più comune per i produttori, ma i pesi molecolari delle porzioni basse e alte sono anche importanti per comprendere l’intera curva di distribuzione e stabilire le caratteristiche più ampie del polimero.
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Le proprietà di lavorazione dei materiali polimerici sono in gran parte determinate dalla loro distribuzione del peso molecolare, con curve di distribuzione più strette che suggeriscono tipicamente proprietà meccaniche e di lavorazione migliorate rispetto a distribuzioni più ampie. Ciò è dovuto agli effetti plastificanti della bassa porzione di peso molecolare che ammorbidisce il materiale, mentre la porzione alta contribuisce in modo sproporzionato alla viscosità del fuso.
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