درجة البلمرة

درجة البلمرة

تحدد درجة البلمرة (DP) طول سلسلة البوليمر. DP هو عدد وحدات المونومر (وحدات التكرار) التي تشكل هذه السلسلة. درجة بلمرة البوليمر تتناسب طرديا مع الكتلة المولية.
إنه لأمر استثنائي أن يتكون البوليمر الصناعي من سلاسل من نفس درجة البلمرة ، ولكن هناك توزيع لسلاسل ذات أطوال مختلفة. بتعبير أدق ، نحن نتحدث عن المتوسط ​​العددي لدرجة البلمرة ، D p ¯ n {\ displaystyle {\ overline {DP}} _ {n}} أو X ¯ n {\ displaystyle {\ overline {X}} _ {ن}}. إنها تساوي نسبة متوسط ​​الكتلة المولية العددية للبوليمر إلى الكتلة المولية لوحدة المونومر ، أي:

D پ ¯ n = م ¯ n م 0 {\ displaystyle {\ overline {DP}} _ {n} = {\ frac {{\ overline {M}} _ {n}} {M_ {0}}}}.

إذا كانت درجة البلمرة بين 2 وعدة عشرات ، فإن السلاسل تسمى أوليغومرات.

pac application on Turbidity Persian

التأثير على الخصائص الفيزيائية

تظهر الخصائص الخاصة للحالة الجزيئية الكبيرة (على عكس الحالة البسيطة) لدرجات عالية من البلمرة. بشكل عام ، تزداد اللزوجة ودرجة حرارة الانصهار والقوة الميكانيكية ودرجة حرارة التزجج لمادة البوليمر مع DP إلى كمية محدودة.
لذلك ، فإن الكتلة المولية لمعظم البوليمرات الخطية المنتجة صناعيًا في حدود عشرات الآلاف من الجرامات لكل مول ، وبعضها يزيد عن مليون.
البلمرة خطوة بخطوة

في حالة تفاعل البلمرة التدريجي ، إذا كانت جميع الجزيئات (المونومرات أو البوليمرات) متعددة الوظائف وثنائية التكافؤ (من النوع XAY و X و Y ، وهي وظائف معاكسة) ، فإن المعدل ، p [إلى تلك الدرجة (أو المعدل) من التقدم يقولون أيضا ] ، من رد الفعل في الوقت t:

ع = n 0 – n t n 0 {\ displaystyle p = {\ frac {N_ {0} -N_ {t}} {N_ {0}}}}

مع :

n 0 N_ {0} et N_t N_ {t} عدد الجزيئات (مونومرات أو بوليمرات) في النظام ، على التوالي ، في الوقت والوقت الأوليين.

X ¯ n {\ displaystyle {\ overline {X}} _ {n}} : تعريف أو يتم

X ¯ n = N 0 N t {\ displaystyle {\ overline {X}} _ {n} = {\ frac {N_ {0}} {N_ {t}}}}

بمعنى أن:

X ¯ n = 1 1 – p {\ displaystyle {\ overline {X}} _ {n} = {\ frac {1} {1-p}}}

وهي معادلة كاروثرز لقياس العناصر المتكافئة ، والتي تربط X ¯ n {\ displaystyle {\ overline {X}} _ {n}} بمعدل تحويل التفاعل في لحظة معينة.
مطلوب معدل تحويل عالي لتكوين بوليمرات بدرجة عالية من البلمرة. في البلمرة التدريجية ، إذا كانت التفاعلات متوازنة ، فيجب أن تكتمل تقريبًا ، غالبًا مع إزالة منتج ثانوي (متطاير مثل H 2 O أو HCl أو غير قابل للذوبان) من التفاعل أثناء استمرار التفاعل. تشكيلها.

بلمرة سلسلة الجذور الحرة

في حالة البلمرة المتسلسلة الجذرية ، فإن معادلة كاروثرز غير صالحة. من ناحية أخرى ، يتم تشكيل سلاسل طويلة من بداية التفاعل. تزيد أوقات التفاعل الأطول من إنتاجية البوليمر ، ولكن لها تأثير ضئيل على متوسط ​​الوزن الجزيئي للمنتج. ترتبط درجة البلمرة بطول السلسلة الحركية ، أي متوسط ​​عدد جزيئات المونومر المضافة إلى كل سلسلة بدأت.

ومع ذلك ، يمكن أن تنحرف عن طول السلسلة الحركية لأسباب مختلفة:

يمكن إنجاز إنهاء السلسلة كليًا أو جزئيًا عن طريق إعادة تركيب جذريين متسلسلين ، مما يضاعف درجة البلمرة.
يؤدي نقل السلسلة إلى المونومر إلى بدء جزيء ضخم جديد خلال سلسلة من الخطوات الحركية التي تؤدي إلى انخفاض درجة البلمرة.
نقل السلسلة إلى المذيب أو إلى مذيب آخر (يسمى المنظم) يقلل أيضًا من درجة البلمرة.