21.4 : פולימרים: חלוקת משקל מולקולרי

עבור כל פולימר נתון, המשקל המולקולרי הממוצע המשקלי (M_w) גבוה יותר מאשר, אם לא שווה, למשקל המולקולרי הממוצע המספרי (M_n). המצב היחיד בו המשקל המולקולרי הממוצע המשקלי והמשקל המולקולרי הממוצע המספרי שווים הוא כאשר פולימר מורכב רק משרשראות בעלות משקל מולקולרי שווה. עם זאת, זה אף פעם לא קורה בפולימר סינטטי, מכיוון שקשה לשלוט בתהליך הפילמור עד לרמה מולקולרית בדיוק של מאה אחוז.

לכן, היחס בין M_w ל-M_n, הנקרא אינדקס polydispersity (PDI) או פיזור (ĐM), משמש כדי לסווג פולימרים לפי התפלגות המשקל המולקולרי.

מכיוון שהמשקל המולקולרי הממוצע המשקלי שווה למשקל המולקולרי הממוצע המספרי או גדול ממנו, הערך של ה-PDI הוא תמיד אחד או יותר. כאשר ה-PDI הוא אחד, הפולימר נקרא מונודיספרס (אחיד) מכיוון שלכל שרשראות הפולימר הבודדות יש משקל מולקולרי זהה. פולימרים טבעיים כגון DNA הם דוגמאות לפולימרים מונו-פזרים.

כל הפולימרים הסינתטיים הם polydisperse (לא אחידים). מכיוון שלשרשרות בודדות של פולימרים סינתטיים יש משקלים מולקולריים שונים, ה-PDI תמיד גדול מאחד. ה-PDI גדל ככל שהתפלגות המשקל המולקולרית בפולימר עולה. ערך קרוב יותר לאחד מצביע על התפלגות צרה של משקלים מולקולריים. פילמור בתנאי תגובה מבוקרים נדרש להשגת פולימר עם חלוקת משקל צרה. פילמור בלתי מבוקר מוביל לשרשראות פולימר עם משקלים מולקולריים משתנים מאוד, וכתוצאה מכך, PDI שהוא הרבה יותר גבוה מאחד.