質問: ポリマーの分子量?平均分子量? ポリマー(高分子)化学についてはまったくの素人ですが、仕事上必要となり調べています。pmmaはポリmmaのことらしくmma(名前は長い)が重合しているとか。pmmaはアクリル板の材料素材のようですが、粉末のpmmaを溶媒に溶かし、ある濃度の溶液を作る必要があるのですが、文献に拠りますと濃度の単位ははm(モーラー:モル パー リットル)となっています。ポリマーとはずっと鎖のように繋がったものと理解していましたので、ポリマーの分子量という意味がよく分かりません。ポリマーの分子量はどのように定義されていますか?また、ある文献にはpmma-950kとか書かれていますが、何のことか教えてください。また、ある文献には平均分子量なる用語が出てきましたが、これの定義もついでに教えてください。
回答: 言われる通り、ポリマーはユニットとなる小分子(モノマーと言う)が繋がって大きな分子となったモノで、スパゲティの様な形状 をしています。 スパゲティは同じ長さですが、折れたモノが多いときは「平均」でその長さを表すことができます。 ポリマーを作る時には、モノマー同士が結合する反応のスタートと停止が確率的に起こるために、 反応でできあがったポリマーの長さ(大きさ)にはバラツキが有ります。それで大きさを「平均分子量」で表します。 平均分子量には、浸透圧等の溶媒に溶けた分子の「数」の測定から得られる「数平均分子量、mn」が有ります。これは モノマーの大きさ(重さ)/反応モノマー数/できたポリマー数が 2/10/2と2/20/4と2/30/2の8本のポリマー分子が混ざっている 時には mn=((2x10)x2+(2x20)x4+(2x30)x2)/(2+4+2)=320/8=40となります。 ポリマー分子の数で割っているので「数」平均と覚えてください。 ポリマーを溶かした溶液から散乱される光を測定し分子量を求める時には「数」の他に「重さ」も効いてきます。 これは「重量平均分子量、mw」で表されます。 mw=((2x10)^2x2+(2x20)^2x4+(2x30)^2x2)/((2x10)x2+(2x20)x4+(2x30)x2)=1440/320=45 です。 ポリーマー全部の重さで割るので「重量」平均と覚えてください。 この他に、溶けたポリマーの溶媒中での動きに関する「粘度平均分子量、z平均分子量とも言われるmz」もあります。 mn