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NMR聚合物分析

Material Matters 2006, 1.1, 3

质量控制团队

聚合物科学家所面临的挑战之一是材料的分子量(平均链长)测定。虽然膜渗透压测定法、凝胶渗透色谱法、粘度分析法和质谱法通常用于分子量测定,但这些技术可能耗时、在所涉及的分子量范围内不准确、或者需要专门的仪器。而NMR端基分析法是一种使用许多分析实验室常见的仪器即可完成的简便方法。此外,NMR分析法也可用于精确测定各种共聚物的单体比例。

科学家通过1H NMR端基分析对Mn值低于3,000的聚合物进行常规数均分子量(Mn)测定。仪器检测端质子的灵敏度将决定可测量上限。要使用此方法,必须满足以下条件:

• 可识别的端基质子可通过NMR从重复单体基团质子中区别
• 能对端基质子和单体质子精确积分
• 已知单体配方重量

一旦使用NMR确定了端基上的质子与聚合物链上的质子的比率,即可应用简单的数学计算得到Mn值。下面的举例说明了这个方法:

聚(乙二醇)二丙烯酸酯

437441 聚(乙二醇)二丙烯酸酯

1) 计算,每个质子的积分:找出每个质子的端基质子信号(约5.8、6.2和6.4 ppm)的积分 = 两个乙烯基端基中所有质子的乙烯基质子积分的总和(10.00 + 9.66 + 10.17)/ 6 = 每个质子4.97

2) 计算,重复单体的个数n:
找出OCH2CH2质子信号(约3.6、3.7和4.3 ppm)
n = ((CH2质子积分之和)/ CH2质子数)/ {每质子值积分}
((20.79 + 151.87)/ 4)/4.97 = 8.69个重复单体n。

3) 计算,Mn:
Mn =(FW端基)+(FW重复单体)
= (55.06 + 71.60) + (44.05)(8.69) =509;
因此,该聚合物的Mn约为509

材料
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