21.3 : פולימרים: הגדרת משקל מולקולרי

בניגוד למולקולות קטנות בעלות משקל מולקולרי מוגדר, פולימרים הם תערובת של שרשראות פולימר בודדות באורכים שונים, שלכל אחת מהן משקל מולקולרי ייחודי. אז, המשקל המולקולרי של פולימר מבוטא כערך ממוצע המבוסס על הגודל הממוצע של שרשראות הפולימר. שתי הצורות הנפוצות ביותר של ממוצעים המשמשים לפולימרים הן המשקל המולקולרי המספרי הממוצע והמשקל המולקולרי הממוצע המשקלי.

המשקל המולקולרי הממוצע המספרי (M_n) הוא סיכום של שברי המספר (x) של שרשראות הפולימר הייחודיות כפול המשקל המולקולרי שלהן (M).

כאן, כל שבר מספר (x_j) הוא היחס בין מספר שרשראות הפולימר עם משקל מולקולרי מסוים (n_j) למספר הכולל של שרשראות פולימר.

המשקל המולקולרי הממוצע המספרי הוא מדד טוב של אורך השרשרת של הפולימר.

טבלה 1: חישוב שבר מספר ומשקל מולקולרי ממוצע (NAMW) של דגימת פולימר עם שרשראות פולימר במשקלים שונים

שַׁרשֶׁרֶת	מס' של שרשראות	MW של שרשרת	שבר מספר	NAMW
1	3	10	3/21	30.71
2	5	20	5/21
3	9	35	9/21
4	4	50	4/21
סה"כ	21

לחלופין, המשקל המולקולרי הממוצע (M_w) הוא סכום שברי המשקל (w) של שרשראות הפולימר כפול המשקל המולקולרי שלהן.

כאן, כל שבר משקל (w_j) הוא היחס בין המשקל הכולל של כל שרשראות הפולימר עם משקל מולקולרי ספציפי (n_jMj) למשקל הכולל של דגימת הפולימר.

משקל מולקולרי ממוצע נותן מושג לגבי הגודל הסטטיסטי של הפולימר.

טבלה 2: חישוב שבר המשקל והמשקל המולקולרי הממוצע המספרי (WAMW) של דגימת פולימר עם שרשראות פולימר במשקלים שונים.

שַׁרשֶׁרֶת	מספר שרשראות	MW של שרשרת	משקל כולל	שבר משקל	WAMW
1	3	10	30	30/645	82.66
2	5	20	100	100/645
3	9	35	315	315/645
4	4	50	200	200/645
Total	21		645

בדרך כלל, המשקל המולקולרי הממוצע המשקלי גבוה יותר מהמשקל המולקולרי הממוצע המספרי מכיוון שהשרשרות הגדולות יותר במדגם שוקלות יותר מהשרשרות הקטנות יותר.