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  數(shù)均分子量（M_n）及其分散性（?）是描述聚合物鏈微觀結(jié)構(gòu)平均性質(zhì)的重要參數(shù)。準(zhǔn)確的分子量及其分散性信息對(duì)于研究聚合動(dòng)力學(xué)、聚合機(jī)理和關(guān)聯(lián)材料性能具有重要意義。尺寸排除色譜法（SEC）是測(cè)定聚合物平均分子量及其分散性最普遍使用的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法。傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法通過一系列不同分子量的單分散標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的流出時(shí)間與其分子量之間的關(guān)系，對(duì)測(cè)試樣品在不同流出時(shí)間的分離組分進(jìn)行分子量計(jì)算。因此，傳統(tǒng)校準(zhǔn)的SEC測(cè)試結(jié)果是與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相關(guān)的表觀值。然而由于化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)的差異，具有相同流出時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和聚合物樣品組分可能具有不同的分子量，這將會(huì)導(dǎo)致分子量平均性質(zhì)的表觀測(cè)試結(jié)果與真實(shí)情況之間存在差異。將光散射檢測(cè)器與SEC聯(lián)用，無需借助傳統(tǒng)的校準(zhǔn)方法就可獲得絕對(duì)M_n和?信息。但由于設(shè)備昂貴、操作成本更高、數(shù)據(jù)處理更復(fù)雜，在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室中使用光散射聯(lián)用SEC技術(shù)分析聚合物不及傳統(tǒng)SEC那樣普遍。因此，修正傳統(tǒng)SEC的表觀結(jié)果有助于克服這種常規(guī)技術(shù)的不足，以從中獲取被測(cè)聚合物的真實(shí)分子量平均性質(zhì)信息。

圖1. 基于傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法的SEC分析的局限性和本工作提出的基于分布方程的修正策略

圖2. 基于分布方程的修正策略的流程示意圖

  這項(xiàng)工作提出的新策略通過使用分布方程引入分子量分散性的影響，修正了由傳統(tǒng)校準(zhǔn)得到的SEC表觀數(shù)據(jù)值與真實(shí)值的偏差，為聚合動(dòng)力學(xué)的研究和聚合物的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控提供了可靠的參考依據(jù)。此策略中選擇對(duì)數(shù)正態(tài)分布方程重構(gòu)分布，因此適用于修正可控鏈增長(zhǎng)聚合得到的線性均聚物的表觀M_n和?（? < 1.5）。通過引入其他類型的分布方程或者使用多個(gè)具有不同數(shù)值特征的同一類型分布方程，此策略將能夠拓展到對(duì)寬分布(? > 1.5）或具有復(fù)雜分布形狀的聚合物的表觀分子量平均性質(zhì)的修正。

  該工作以“On the Precise Determination of Molar Mass and Dispersity in Controlled Chain-Growth Polymerization: A Distribution Function-Based Strategy”為題發(fā)表在《Macromolecules》（Macromolecules  2023, 56, 3, 1130-1140）。上海交通大學(xué)博士研究生王添添為第一作者，羅正鴻教授在研究工作中提供了重要的指導(dǎo)與幫助，周寅寧副教授為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

  該工作也是課題組關(guān)于“計(jì)算機(jī)輔助的聚合動(dòng)力學(xué)辨析與聚合物精確制造”相關(guān)研究的近期進(jìn)展之一。近三年來，課題組發(fā)展了聚合/解聚動(dòng)力學(xué)建模方法及理論（AIChE J., 2021, 67, e17151; AIChE J., 2022; 68, e17559. AIChE J., 2023, 69, e17854），提出了“活性”自由基聚合產(chǎn)物分子量分散性的新解析方程（Macromolecules 2020, 53, 10813-10822）和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自由基聚合鏈增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)系數(shù)預(yù)測(cè)的新模型（Macromolecules 2022, 55, 9397-9410），為聚合動(dòng)力學(xué)及其機(jī)理的深入理解和聚合物的可控制造提供理論基礎(chǔ)。基于課題組的前期研究工作以及領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)研究，從高分子化學(xué)與反應(yīng)工程的角度系統(tǒng)總結(jié)了關(guān)于可控自由基聚合的精確聚合物合成的研究進(jìn)展（Prog. Polym. Sci., 2022, 130, 101555）。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c01861

  周寅寧，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院長(zhǎng)聘（教軌）副教授，博士生導(dǎo)師。主要研究領(lǐng)域?yàn)橛?jì)算機(jī)輔助的聚合反應(yīng)機(jī)理辨析、聚合反應(yīng)強(qiáng)化原理及精確聚合物與新型催化劑設(shè)計(jì)研究。因科研工作需要，擬招聘博士后2-3名，歡迎有化工過程模擬、聚合反應(yīng)工程及高分子合成等研究經(jīng)歷的青年才俊加盟。