21.4 : البوليمرات: توزيع الوزن الجزيئي

بالنسبة لأي بوليمر معين، يكون متوسط الوزن الجزيئي الوزن (M_w) أعلى من، إن لم يكن مساويًا، لمتوسط الوزن الجزيئي العدد (M_n). الحالة الوحيدة التي يكون فيها متوسط الوزن الجزيئي الوزن ومتوسط الوزن الجزيئي العدد متساويين هي عندما يتكون البوليمر فقط من سلاسل ذات وزن جزيئي متساوي. ومع ذلك، فإن هذا لا يحدث أبدًا في البوليمر الاصطناعي، لأنه من الصعب التحكم في عملية البلمرة حتى المستوى الجزيئي بدقة تصل إلى مائة بالمائة.

لذلك، يتم استخدام نسبة M_w إلى M_n، التي تسمى مؤشر التشتت المتعدد (PDI) أو التشتت (Đ_M)، لتصنيف البوليمرات حسب توزيع الوزن الجزيئي.

نظرًا لأن متوسط الوزن الجزيئي الوزن يساوي أو يزيد عن متوسط الوزن الجزيئي العدد، فإن قيمة PDI تكون دائمًا واحدة أو أعلى. عندما يكون PDI واحدًا، يُسمى البوليمر أحادي التشتت (موحد) لأن جميع سلاسل البوليمر الفردية لها نفس الوزن الجزيئي. البوليمرات الطبيعية مثل الحمض النووي هي أمثلة على البوليمرات أحادية التشتت.

جميع البوليمرات الاصطناعية متعددة التشتت (غير موحدة). نظرًا لأن السلاسل الفردية من البوليمرات الاصطناعية لها أوزان جزيئية مختلفة، فإن PDI يكون دائمًا أكبر من واحد. يزداد PDI مع زيادة توزيع الوزن الجزيئي في البوليمر. تشير القيمة الأقرب إلى الواحد إلى التوزيع الضيق للأوزان الجزيئية. مطلوب إجراء البلمرة في ظل ظروف تفاعل محكومة للحصول على بوليمر لها توزيع الوزن الضيق. تؤدي البلمرة غير المنضبطة إلى سلاسل بوليمر ذات أوزان جزيئية متباينة على نطاق واسع، ونتيجة لذلك، يكون PDI أعلى بكثير من واحد.