高分子之所以為高分子，很大程度上是因為其不同于小分子的分子量。一般來說分子量達到1萬以上的才稱之為高分子。如果按照尺寸來說，一般聚烯烴高分子可能達到幾μm級別，而一般的乙烯、丙烯分子，尺寸只有0.000….0μm。當然一般高分子除了天然的高分子外，都是通過工業聚合而成，所以，一般高分子也叫聚合物。

和水、氧氣等小分子分子量不同，一種高分子材料的分子量，不是只有一個值，通常所說的分子量是一個統計的概念，如果說分子量是1萬，那么可能8千的也有，1.2萬的也有，通過某種加權平均算出來均值是1萬。這就和一個城市的平均工資一樣，假如平均工資是1萬，那么并不是所有人的工資都是1萬，這個數字只是從一個方面反映了該城市的工資狀況，并不特指某個人。

那么高分子的分子量是怎么算出來的呢？

常見的分子量計算方法主要有四種，通過這四種方法計算出來的分子量分別稱之為：數均分子量、重均分子量、Z均分子量、粘均分子量。

小編是個害怕公式的人，特別是帶∑的，所以我們就不列公式了，需要的同志可以通過度娘腦補一下，這里先通過一個例子來比較一下前兩種分子量的不同。

假設一個高分子溶液中只含有四條高分子鏈，他們的分子量分別為5萬，5萬，5萬和10萬。

那么，對于數均分子量來說，它反映的是分子量在數量上的平均，溶液中一共有四條分子，每條分子在數量上所占的比例都是1/4，也就是25%，所以這四條高分子的數均分子量為：

Mn=25%×5萬 25%×5萬 25%×5萬 25%×10萬=6.25萬

而對于重均分子量，它考察的是分子量在重量上的平均，四條分子鏈的總重為25萬，那么她們的重量比例分別為5萬/25萬，5萬/25萬，5萬/25萬，10萬/25萬，也就是20%，20%，20%，40%，那么它們的平均重均分子量就可以計算為：

Mw=20%×5萬 20%×5萬 20%×5萬 40%×10萬=7萬

這兩種平均分子量的不同主要源于統計的權重不同，一個是按數量分，一個是按重量分。這就好比2米長的布，要分給一個胖子和一個瘦子兩個人做褲衩，如果按人頭分，也就是按數均算，胖子和瘦子得到的都是1米布。

當然這樣分胖子肯定有意見，因為他的屁股大，按人頭分他得到的布只能遮住半個屁股。而如果按重量分，顯然胖子得到的布會更多一些。理解了這個，也就理解了重均分子量Mw永遠大于數均分子量Mn的原因。通常我們所被告知的分子量，尤其是塑料一般都是重均分子量。

對于Z均分子量和粘均分子量也是相似的，只是用了相對比較抽象的統計權重，不像數均和重均那樣形象具體。

比較專業的描述分子量如下：

聚合物（高分子）是由重復單元（單體）通過化學鍵合形成的長鏈。如需了解聚合物的物理性質（如機械強度、溶解性和脆性），就需要首先了解聚合物鏈長度方面的相關知識。鏈長通常以聚合物鏈的分子量表示，與單體的相對分子量和鏈中單體的數目相關。然而，所有的合成聚合物都具有多分散性，包含有長度不等的聚合鏈，所以聚合物的分子量不是一個單一值——而是一個聚合物鏈長和分子量的分布范圍。因此聚合物的分子量必須通過計算樣品中所有聚合物鏈分子量的平均值來描述。

數均分子量Mn

數均分子量是樣品中所有聚合鏈分子量的統計平均值，其定義如下其中Mi代表單鏈分子量，Ni代表具有相應分子量的鏈數目。Mn可以通過聚合機制來進行預測，并通過測定給定質量樣品中的分子數量來確定；例如端基分析等依數性方法。如果用Mn來表征分子量分布，則Mn兩側分布有同等數量的分子。

重均分子量Mw

重均分子量如下定義相對于Mn，Mw測定平均分子量時把單鏈分子量大小對Mw的貢獻也考慮進去。鏈的質量越大，對Mw的貢獻也越大。通過靈敏地測定分子大小，而不只是測定其數量的方法來確定Mw，如運用光散射技術。如果用Mw表征分子量分布，則Mw兩側分布有同等重量的分子。

更高的平均分子量Mz, Mz 1

通常，一系列的平均分子量可以由下面的方程定義：

當n=1時，M=Mw

n=2時，M=Mz

n=3時，M=Mz 1

更高的平均分子量更多地依賴于高分子量的組分，因此也就更難以進行精確測定。通常需要使用諸如擴散和沉降等技術測量聚合物分子的行為來進行測定。雖然Z均分子量不常用于表征聚合物，但還是有幾種重要的方法能夠通過測定鏈長獲得Z均分子量。

針對所有合成的多分散性聚合物

Mn<Mw<Mz<Mz 1

多分散性指數σ

用于衡量聚合物分子量分布的廣度，其定義如下Mw/Mn多分散性指數越大，分子量分布越廣。所有鏈長都相等的單分散聚合物（如蛋白質），其Mw/Mn=1。經過最佳控制合成的合成聚合物（用于校正的窄分子量分布聚合物），其Mw/Mn值應在1.02到1.10。逐步聚合反應生成高聚物的Mw/Mn值通常在2.0左右，而連鎖聚合反應產物的Mw/Mn值在1.5到20之間。

多分散性指數，即我們常說的“分子量分布”，通常注塑加工希望分子量分布寬一點，擠出、吹塑希望窄一點，分子量分布寬方便加工，分子量分布窄，物性好。

Polymer mass. Viscosity average. Weight average= Mw. Number average = Mn. Polydispersity: Mw/Mn= for commodities; as low as 1.1 for. some specialities. For narrow distribution of. Mw/Mn=2, σ= Mn !! Because each chain reacts with monomer units (in addition polymerization) for a different length of time before the chain is terminated or exits the reactor, each polymer molecule is a different length and molecular weight. Similarly for condensation polymerization, each chain reacts with chains of different lengths before exiting the reactor or the reaction is terminated. Thus the product has a distribution of chain lengths (and molecular weights) and these molecular weight distributions are usually very broad. Chain length. Molecular weight. MWD’s are usually very Broad!

粘均分子量 Mv

用粘度法測得的聚合物的分子量。在所有的聚合物分子量的測定方法中，粘度法盡管是一種相對的方法，但因它儀器設備簡單，操作便利，分子量適用范圍大，又有相當好的實驗精確度，所以成為人們最常用的實驗技術。通常我們熱塑性彈性體中使用的SEBS、SBS，我們從原材料供應商那里得到分子量都是粘均分子量。

下圖平均分子量的各種測試方法

來源：polymer engineer 韌客團隊整理

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