1、光散射法測(cè)質(zhì)均光散射法測(cè)質(zhì)均 相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量Molecular Weight Molecular Weight Distribution1、 光散射法光散射法利用光的散射性質(zhì)測(cè)定利用光的散射性質(zhì)測(cè)定重均分子量重均分子量第二維利系數(shù)第二維利系數(shù)A2分子尺寸（均方末端距）分子尺寸（均方末端距）光散射現(xiàn)象光散射現(xiàn)象散射散射光強(qiáng)的光強(qiáng)的影響因素？影響因素？散射光的相干性散射光的相干性o小粒子溶液小粒子溶液: 粒子尺寸比介質(zhì)中光波的波長(zhǎng)小粒子尺寸比介質(zhì)中光波的波長(zhǎng)小很多很多(小于光波長(zhǎng)的小于光波長(zhǎng)的1/20)n濃度很小時(shí)濃度很小時(shí), 粒子間的散射光不相干粒子間的散射光不相干, 散射光強(qiáng)等散射光

2、強(qiáng)等于各粒子的散射光強(qiáng)之和于各粒子的散射光強(qiáng)之和o大粒子溶液大粒子溶液: 散射粒子的尺寸與介質(zhì)中光波的散射粒子的尺寸與介質(zhì)中光波的波長(zhǎng)在同一數(shù)量級(jí)波長(zhǎng)在同一數(shù)量級(jí)n濃度很小時(shí)濃度很小時(shí), 同一粒子內(nèi)部可有多個(gè)散射中心同一粒子內(nèi)部可有多個(gè)散射中心, 它它們產(chǎn)生的散射光會(huì)發(fā)生干涉?zhèn)儺a(chǎn)生的散射光會(huì)發(fā)生干涉, 稱為內(nèi)干涉稱為內(nèi)干涉n當(dāng)分子量大于當(dāng)分子量大于105時(shí)時(shí), 應(yīng)考慮內(nèi)干涉應(yīng)考慮內(nèi)干涉1、小、小粒子溶液粒子溶液1）入射光是振動(dòng)方向垂直于測(cè)量平面的偏振光時(shí)：）入射光是振動(dòng)方向垂直于測(cè)量平面的偏振光時(shí)： 小粒子所產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度與測(cè)量角無關(guān)。小粒子所產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度與測(cè)量角無關(guān)。偏偏 振振 光光非

3、 偏 振 光單位單位體積溶液中溶質(zhì)的散射光強(qiáng)為體積溶液中溶質(zhì)的散射光強(qiáng)為:2A2A211 = cRT+ A c = cN kT+ A cMM1= N kT+ 2A ccM222042kTcI4nI r, =n rcc222042A2I4nc=n1N cr+ 2A cM高分子高分子-溶劑體系溶劑體系, 溫度溫度, 入射光波長(zhǎng)都不變時(shí)：入射光波長(zhǎng)都不變時(shí)：為定值為定值, 記為記為K2KcR1+ 2A cM2224A4nKnN c定義散射介質(zhì)的瑞利比定義散射介質(zhì)的瑞利比：20I r,RrI得到：得到：22Kc1+cos R12+ 2A cM在散射角為在散射角為90o時(shí)時(shí), 散射光受雜散光的干擾最小散

4、射光受雜散光的干擾最小:290Kc1+ 2A c2RM2）入射光為自然光入射光為自然光(非偏振光非偏振光),時(shí)：時(shí)： 散射光強(qiáng)將隨著散射角的變化而變化散射光強(qiáng)將隨著散射角的變化而變化290Kc1+ 2A c2RM90iic0KcKR=M =c M22分子量的種類分子量的種類?c90Kc2R1M2slope = 2Aiiim MKc=2miiic MK=c2ciiimMKcV=m2VwKc=M22、大、大粒子溶液粒子溶液= BD = AB - AC= AB 1-cos光程差光程差D D為為:ABCDq qq qoomaxmin = 0 , = 0;,I r, = 180 , = , I r, =

5、 I前后向散射光強(qiáng)前后向散射光強(qiáng)不對(duì)稱不對(duì)稱, 可用散射可用散射因子因子P(q q )來表示來表示 222216P = 1-s sin+ = /n23 221+cos Kc11+ 2A c2RM P 21= 1+ x+ x +1- x級(jí)數(shù)展開關(guān)系級(jí)數(shù)展開關(guān)系: 2222221+cos Kc1161+s sin+ 2A c2RM23 對(duì)于高分子無規(guī)線團(tuán)對(duì)于高分子無規(guī)線團(tuán):22s = h6實(shí)驗(yàn)測(cè)量過程中實(shí)驗(yàn)測(cè)量過程中, 由于散射角的改變由于散射角的改變, 散射體積也隨之改變散射體積也隨之改變, 因此實(shí)驗(yàn)測(cè)得的瑞利因子乘以因此實(shí)驗(yàn)測(cè)得的瑞利因子乘以sinq q 進(jìn)行校正進(jìn)行校正. 2222221+c

6、os Kc18h1+sin+ 2A c2sinRM92Zimm作圖法作圖法Y021Y=+ 2A cM 1222c0218hY=sinM9221+cos KcY2sinR實(shí)驗(yàn)測(cè)定一系列不同濃度溶液在不同散射角時(shí)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定一系列不同濃度溶液在不同散射角時(shí)的瑞利系數(shù)瑞利系數(shù)Rq q數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：o作作Y對(duì)對(duì)C的圖，每一個(gè)的圖，每一個(gè)值得到一條曲線，外值得到一條曲線，外推至推至C0處，得到一系列處，得到一系列(Y)C0的值；的值；o將將(Y)C0對(duì)對(duì)sin2 /2作圖，得到一條直線，直作圖，得到一條直線，直線的截距為線的截距為1/M，斜率為，斜率為 ；o作作Y對(duì)對(duì)sin2 /2 的圖，每一個(gè)的圖

7、，每一個(gè)C值得到一條曲值得到一條曲線，外推至線，外推至0處，得到一系列處，得到一系列(Y) 0的值的值;o將將(Y) 0對(duì)對(duì)C作圖，得到一條直線，直線的作圖，得到一條直線，直線的截距為截距為1/M，斜率為，斜率為2A2。22289hM 212YA CMq 222218sin.92ChYMMq數(shù)據(jù)記錄表數(shù)據(jù)記錄表數(shù)據(jù)處理表數(shù)據(jù)處理表2、測(cè)試、測(cè)試濃度示差折光指數(shù)儀示意圖1）濃度示差折光指數(shù)儀 光 源 系 統(tǒng) 準(zhǔn) 直 系 統(tǒng) 散 射 池 測(cè) 量 系 統(tǒng)可測(cè)：樣品的折光指數(shù)；不同濃度的待測(cè)樣在不同散射角下的散射光強(qiáng)的電信號(hào)。2、測(cè)試、測(cè)試2）小角激光光散射儀(low angle laser ligh

8、t scattering ,LASLS)測(cè)試：溶液的Relay因子。優(yōu)勢(shì)：小角度(2-7) 時(shí)可以省去角度外推。3)實(shí)驗(yàn)步驟 配制4-5個(gè)不同濃度的聚合物稀溶液； 使用LALLS測(cè)定純?nèi)軇┖兔總€(gè)溶液的R值； 使用折光指數(shù)儀測(cè)定不同濃度溶液的 n， 以 n /c對(duì)c作圖，外推至c0，得到dn/dc值； 以dn/dc計(jì)算出k值； 以kc/R對(duì)c作圖，得到一直線： 截距為1/Mw,斜率為2A2。2224A4nKnN c021Y=+ 2A cM3 3、影響因素、影響因素 溶液中的灰塵會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的光散射，嚴(yán)重干擾聚合物溶液光散射的測(cè)量。溶液除塵是光散射的關(guān)鍵。4 4、光散射法的應(yīng)用、光散射法的應(yīng)用 4.

9、1測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量、第二維利系數(shù)、均方末端距 4.2 與GPC聯(lián)機(jī)使用 把GPC儀與光散射儀連用，由光散射儀連續(xù)測(cè)定聚合物樣品中各個(gè)級(jí)別的相對(duì)分子質(zhì)量，由GPC儀中的濃度示差檢測(cè)各個(gè)級(jí)別的濃度，就可以得到聚合物的各種平均相對(duì)分子質(zhì)量。LASSA-GPC聯(lián)機(jī)測(cè)定聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量4.3 粘度方程中、的測(cè)定光散射法標(biāo)定聚合物的K, 值 = KM lg= lgK + lgM4.4 測(cè)定聚合物的組成不同組成比的嵌段共聚物的折光指數(shù)是不同組分折光指數(shù)部分的加和。(dn/dc)0=XA(dn/dc)A+XB(dn/dc)B A+BAB共聚物共混物如何如何鑒別鑒別4.5 研究結(jié)晶性聚合物的結(jié)構(gòu)形態(tài)（LASLS）PBS試樣LASLS散射圖樣PBA試樣LASLS散射圖樣拉伸前PP薄膜拉伸后拉伸后PP薄膜薄膜類 型方 法適用范圍分子量意義類型化學(xué)法端基分析法3104以下絕對(duì)熱力學(xué)法冰點(diǎn)降低法5103以下相對(duì)沸點(diǎn)升高法3104以下相對(duì)氣相滲透法3104以下相對(duì)膜滲透法21041106