廣角動(dòng)靜態(tài)激光光散射儀是研究高分子和膠體的有力工具,包括動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩個(gè)部分。靜態(tài)光散射中,得到高聚物的重均分子量、回轉(zhuǎn)半徑等;動(dòng)態(tài)光散射中,求得擴(kuò)散系數(shù)和流體力學(xué)半徑等;將靜態(tài)與動(dòng)態(tài)有機(jī)的結(jié)合,得到高分子的聚集與分散、吸附與解析以及高分子鏈的伸展與蜷縮等形態(tài)特征。
廣角動(dòng)靜態(tài)激光光散射儀的應(yīng)用:
光散射是光在電場(chǎng)中接觸到微粒,微粒的分子轉(zhuǎn)化為偶極子,在光波電場(chǎng)的振動(dòng)下,偶極子向各個(gè)方向振動(dòng),發(fā)出與入射光振動(dòng)頻率相同誘導(dǎo)波,這種誘導(dǎo)波就是散射光;散射光在應(yīng)用廣泛,根據(jù)膠體體系中光散射理論,光散射可用于判斷溶膠還是分子液體,照相補(bǔ)光,利用共振光散射法做DNA的定量分析,基于光散射流式細(xì)胞儀的廣泛應(yīng)用,瑞利光散射光譜法研究牛血紅蛋白與鏑(Ⅲ)的相互作用等,復(fù)雜結(jié)構(gòu)光散射的射線跟蹤方法及其應(yīng)用。
1、聚合物分子量的測(cè)定:
單獨(dú)利用廣角動(dòng)靜態(tài)激光光散射儀可以測(cè)定聚合物重均分子量,但通常將其與GPC儀聯(lián)機(jī)使用,可方便地測(cè)定聚合物的數(shù)均分子量、重均分子量、Z均分子量和分子量分布指數(shù),而不依賴任何假設(shè)條件和校正曲線。由于儀器的不斷改進(jìn),目前廣角動(dòng)靜態(tài)激光光散射儀重均分子量測(cè)定下限的降低,使得低聚物準(zhǔn)確測(cè)定成為可能。
激光光散射法測(cè)定分子量具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。與GPC相比,該法不需要對(duì)分子形狀進(jìn)行假定,也不需要標(biāo)樣校準(zhǔn),測(cè)定結(jié)果為真實(shí)分子量;與MS相比,其準(zhǔn)確度雖遜于MS,但該法簡(jiǎn)便快速,對(duì)樣品沒(méi)有特殊要求,且花費(fèi)較低。當(dāng)然,上述各種測(cè)定聚合物分子的儀器方法,均有其各自特點(diǎn)和適用范圍,彼此之間應(yīng)是互補(bǔ)的。
2、Rg與分子形狀研究:
激光光散射法給出的分子均方根旋轉(zhuǎn)半徑Rg是研究聚合物分子結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。對(duì)高分子來(lái)說(shuō),不同形狀的分子,如球形、棒形及無(wú)規(guī)線團(tuán)等,其Rg有明顯的數(shù)量級(jí)差異。研究者給出Rg與分子量及分子形狀表征參數(shù)(如球形分子半徑、棒狀分子長(zhǎng)度、柔形線團(tuán)分子均方根旋轉(zhuǎn)半徑等)之間的相關(guān)計(jì)算模型,粗略地說(shuō),球形分子的Rg很小,無(wú)規(guī)線團(tuán)的Rg大幾倍,而棒狀分子的Rg則大百倍。由此可見(jiàn),Rg與高聚物分子形狀直接相關(guān),并可以相互推算。
3、聚合物支化比測(cè)定:
通常以支化點(diǎn)密度或兩相鄰支化點(diǎn)之間鏈的平均分子量來(lái)表征聚合物支化程度,稱為支化度。利用聚合物的支化度及其分布對(duì)其物理化學(xué)性質(zhì)影響較大,支化度通常可用支化比進(jìn)行表征。支化比的定義為支化聚合物的均方根旋轉(zhuǎn)半徑與同樣分子量線性聚合物的均方根旋轉(zhuǎn)半徑之比。
分子尺寸和質(zhì)量均可由廣角動(dòng)靜態(tài)激光光散射儀測(cè)定,當(dāng)廣角動(dòng)靜態(tài)激光光散射儀與GPC聯(lián)用時(shí),只要線性聚合物與支化聚合物流出體積有重疊,即可直接測(cè)定支化比。當(dāng)聚合物的支化程度越大,其支化比越小。
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