Степень полимеризации

Степень полимеризации , или DP , представляет собой количество мономерных единиц в молекуле макромолекулы или полимера или олигомера . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Для гомополимера существует только один тип мономерного единицы, а средняя степень полимеризации определяется ${\overline {DP}}_{n}\equiv {\overline {X}}_{n}={\frac {{\overline {M}}_{n}}{M_{0}}}$ В где ${\overline {M}}_{n}$ среднего средняя молекулярная масса и $M_{0}$ является молекулярной массой мономерной единицы. Овертыки арифметические указывают на средние значения. Для большинства промышленных целей желательны степени полимеризации в тысячах или десятках тысяч. Это число не отражает изменение размера молекулы полимера, которое обычно происходит, оно представляет только среднее количество мономерных единиц.

Некоторые авторы, однако, определяют DP как количество повторных единиц , где для сополимеров повторная единица может не быть идентична мономерной единице. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Например, в нейлоне-6,6 единица повторения содержит две мономерные единицы-NH (Ch ₂ ) ₆ NH-и-OC (CH ₂ ) ₄ CO-, так что цепь из 1000 мономерных единиц соответствует 500 повторению единицы. Степень полимеризации или длины цепи затем 1000 по первым (IUPAC) определению, но 500 по вторым.

Полимеризация роста и рост цепи

В полимеризации поэтапного роста , чтобы достичь высокой степени полимеризации (и, следовательно, молекулярной массы), ${\overline {X}}_{n}$ высокая дробная мономерная конверсия P, P требуется , в соответствии с уравнением Каротерса, ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} ${\overline {X}}_{n}={\frac {1}{1-p}}$ Например, мономерное преобразование p = 99% потребуется ${\overline {X}}_{n}=100$ .

Однако для полимеризации свободной радикалов цепей уравнение Carothers не применяется. Вместо этого длинные цепи образуются с начала реакции. Длинное время реакции увеличивает выход полимера, но мало влияет на среднюю молекулярную массу. ^{[ 8 ]} Степень полимеризации связана с длиной кинетической цепи , которая представляет собой среднее количество мономерных молекул, полимеризуемых на инициированную цепью. ^{[ 9 ]} Однако это часто отличается от длины кинетической цепи по нескольким причинам:

Завершение цепи может происходить полностью или частично путем рекомбинации двух цепных радикалов, которые удваивают степень полимеризации ^{[ 10 ]}
Передача цепи в мономер начинает новую макромолекулу для той же кинетической цепи (этапов реакции), что соответствует снижению степени полимеризации
перенос цепи в растворитель или в другой растворен ( модификатор или регулятор также уменьшают степень полимеризации ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

Корреляция с физическими свойствами

Полимеры с идентичным композицией, но различные молекулярные массы могут проявлять различные физические свойства. В целом, увеличение степени полимеризации коррелирует с более высокой температурой плавления ^{[ 13 ]} и более высокая механическая прочность.

Среднее число и среднее значение

Синтетические полимеры неизменно состоят из смеси макромолекулярных видов с различной степенью полимеризации и, следовательно, различных молекулярных массов. Существуют различные типы средней полимерной молекулярной массы, которые могут быть измерены в различных экспериментах. Двумя наиболее важными являются среднее число (x _n ) и средний вес (x _w ). ^{[ 4 ]}

Средняя степень полимеризации является средним значением степеней полимеризации видов полимеров, взвешенных с мольными фракциями (или количеством молекул) видов. Обычно это определяется измерениями осмотического давления полимера.

Средняя степень полимеризации, среднее значение, является средним значением степеней полимеризации, взвешенной по весам фракций (или общего веса молекул) вида. Обычно это определяется измерениями рассеяния света Рэлея полимером.

Смотрите также

Ангидроглюкоза Единица

Ссылки

^ Определение IUPAC в сборнике химической терминологии (золотая книга IUPAC)
^ Полимеры Cowie JMG : химия и физика современных материалов (2 -е изд. Blackie 1991), с.10 ISBN 0-216-92980-6
^ Allcock HR , Lampe FW и Mark JP Современная химия полимеров (3-е изд. Pearson Prentice-Hall 2003), с.316 ISBN 0-13-065056-0
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Fried JR «Полимерная наука и технология» (Pearson Prentice-Hall, 2-е изд. 2003), с.27 ISBN 0-13-018168-4
^ Рудин, Альфред «Элементы полимерной науки и техники» (Academic Press 1982), с.7 ISBN 0-12-601680-1
^ Рудин, с.171
^ Cowie P.29
^ Cowie, с.81
^ Allcock, Lampe and Mark, p.345
^ Allcock, Lampe and Mark, p.346
^ Allcock, Lampe and Mark, p.352-7
^ Cowie P.63-64
^ Флори, PJ и Vrij, AJ Am. Химический Soc.; 1963; 85 (22) PP3548-3553 точки плавления гомологов линейной цепь. Нормальные парафиновые углеводороды. | Doi = 10.1021/ja00905a004 | url = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00905a004

[1] Определение IUPAC в сборнике химической терминологии (золотая книга IUPAC)

[2] Полимеры Cowie JMG : химия и физика современных материалов (2 -е изд. Blackie 1991), с.10 ISBN 0-216-92980-6

[3] Allcock HR , Lampe FW и Mark JP Современная химия полимеров (3-е изд. Pearson Prentice-Hall 2003), с.316 ISBN 0-13-065056-0

[Fried-4] Jump up to: ^а ^{беременный} Fried JR «Полимерная наука и технология» (Pearson Prentice-Hall, 2-е изд. 2003), с.27 ISBN 0-13-018168-4

[5] Рудин, Альфред «Элементы полимерной науки и техники» (Academic Press 1982), с.7 ISBN 0-12-601680-1

[6] Рудин, с.171

[7] Cowie P.29

[8] Cowie, с.81

[9] Allcock, Lampe and Mark, p.345

[10] Allcock, Lampe and Mark, p.346

[11] Allcock, Lampe and Mark, p.352-7

[12] Cowie P.63-64

[13] Флори, PJ и Vrij, AJ Am. Химический Soc.; 1963; 85 (22) PP3548-3553 точки плавления гомологов линейной цепь. Нормальные парафиновые углеводороды. | Doi = 10.1021/ja00905a004 | url = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00905a004

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]