Степень полимеризации

редактировать

Степень полимеризации или DP - это число мономерные звенья в макромолекуле или полимере или олигомере молекуле.

Для гомополимера существует только один тип мономерного единиц, а среднечисловая степень полимеризации определяется как $DP n ≡ X n = M n M 0 {\ displaystyle DP_ {n} \ Equiv X_ {n} = {\ frac {M_ {n}} {M_ {0}}}}$ $DP_ {n } \ Equiv X_ {n} = {\ frac {M_ {n}} {M_ {0}}}$ , где M n - среднечисловая молекулярная масса, а M 0 - молекулярная масса мономерное звено. Для большинства промышленных целей желательны степени полимеризации, исчисляемые тысячами или десятками тысяч. Это число не отражает изменение размера молекулы полимера, которое обычно встречается, оно представляет собой только среднее количество мономерных единиц.

Некоторые авторы, однако, определяют DP как количество повторяющихся звеньев, где для сополимеров повторяющееся звено может не совпадать с мономерным звеном. Например, в нейлон-6,6 повторяющаяся единица содержит две мономерные единицы - NH (CH 2)6NH- и -OC (CH 2)4CO-), так что цепочка из 1000 мономерные единицы соответствуют 500 повторяющимся единицам. В этом случае степень полимеризации или длина цепи составляет 1000 по первому определению (IUPAC), но 500 по второму.

Содержание

1 Полимеризация с постепенным ростом и цепным ростом
2 Корреляция с физическими свойствами
3 Среднечисленное и среднее значение
4 См. Также
5 Ссылки

Полимеризация ступенчатого роста и цепного роста

На этапе -полимеризация роста, для достижения высокой степени полимеризации (и, следовательно, молекулярной массы), X n, требуется высокая фракционная конверсия мономера, p, согласно Карозерс ' уравнение $X ¯ n = 1 1 - p {\ displaystyle {\ bar {X}} _ {n} = {\ frac {1} {1-p}}}$ ${\ displaystyle {\ bar {X}} _ {n} = {\ frac {1 } {1-p}}}$ Для Например, для достижения X n = 100 потребуется конверсия мономера p = 99%.

Для свободнорадикальной полимеризации с ростом цепи, однако, Carothe Уравнение rs неприменимо. Вместо этого с начала реакции образуются длинные цепочки. Длительное время реакции увеличивает выход полимера, но мало влияет на среднюю молекулярную массу. Степень полимеризации связана с длиной кинетической цепи, которая представляет собой среднее количество молекул мономера, полимеризованных на одну инициированную цепь. Однако она часто отличается от кинетической длины цепи по нескольким причинам:

обрыв цепи может происходить полностью или частично в результате рекомбинации двух цепных радикалов, что удваивает степень полимеризации
передача цепи в начало мономера. новая макромолекула для той же кинетической цепи (стадий реакции), соответствующая уменьшению степени полимеризации
передача цепи к растворителю или другому растворенному веществу (модификатор или регулятор также снижает степень полимеризации

Корреляция с физическими свойствами

Взаимосвязь между степенью полимеризации и температурой плавления полиэтилена. Данные Флори и Вридж (1963).

Полимеры с идентичным составом, но разными молекулярными массами могут проявлять разные физические свойства. В целом, возрастающая степень полимеризации коррелирует с более высокой температурой плавления и более высокой механической прочностью.

Среднечисловое и средневесовое

Синтетические полимеры неизменно состоят из смеси re макромолекулярных частиц с разной степенью полимеризации и, следовательно, с разной молекулярной массой. Существуют разные типы средней молекулярной массы полимера, которые можно измерить в разных экспериментах. Двумя наиболее важными являются среднечисловой (X n) и средневзвешенный (X w).

Среднечисловая степень полимеризации - это средневзвешенное степеней полимеризации частицы полимера, взвешенные по мольным долям (или количеству молекул) компонентов. Обычно определяется путем измерения осмотического давления полимера.

Средневзвешенная степень полимеризации представляет собой средневзвешенное значение степеней полимеризации, взвешенное по массовым долям (или общей массе молекул) компонентов.Обычно оно определяется путем измерения рэлеевского рассеяния света полимером.

См. Также