基于静态光散射法的高聚物分子量测量技术研究

分子量的大小对高聚物材料的加工、物理性能和使用性能有很大影响,是高分子科学和工程研究中最基本和最重要的参数。静态光散射法是测量重均分子量的绝对方法,由于其测量范围大、准确度高、重复性好,无接触等特点得到了广泛应用。因此本文开展静态光散射法高聚物分子量测量技术研究,主要研究内容包括:1.分析了静态光散射法测量分子量的理论,阐述了理想气体、稀溶液中小粒子和大粒子的光散射表达式,分析了不同偏振方向的入射光对散射光强角度依赖性关系,研究了在不同散射角度下近似散射函数对不同尺寸的均匀球形和无规线圈的颗粒散射函数的近似替代。2.分析了Debye、Zimm和Berry不同形式构造Debye图测定分子量的局限性,模拟了三种外推形式构造不同尺寸无规线圈和球形分子的Debye图来计算分子量和均方根回转半径的相对误差,研究了外推过程中不同角度间隔的影响和低角度散射光强误差对不同外推形式鲁棒性的影响。3.依据光束折射原理,推导了光束偏移量与溶液折光指数增量的关系表达式,提出f—2f光路设计,搭建静态光散射装置的折光示差仪部分,并给出详细的仪器校正过程。4.搭建静态光散射装置,设计并安装光学元器件、温控装置和散射光强检测装置,提出了散射光强校正方法,利用Debye、Zimm和Berry外推形式测定不同尺寸聚苯乙烯的分子量和均方根回转半径,并与样品标样值进行了对比分析。