聚合度

聚合度

聚合度（DP）决定了聚合物链的长度。 DP 是组成该链的单体单元（重复单元）的数量。聚合物的聚合度与其摩尔质量成正比。
合成聚合物由具有相同聚合度的链组成，这是例外，而是存在不同长度的链的分布。更准确地说，我们讨论的是数值平均聚合度，D p ¯ n {\displaystyle {\overline {DP}}_{n}}或X ¯ n {\displaystyle {\overline {X}}_{n}}。它等于聚合物的数均摩尔质量与单体单元的摩尔质量之比，即：

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

如果聚合度在2到几十之间，则该链称为低聚物。

对物理性质的影响

大分子状态（与简单状态相反）的特殊性质表现为高聚合度。一般来说，聚合物材料的粘度、熔化温度、机械强度和玻璃化转变温度在一定范围内随着DP的增加而增加。
因此，工业生产的线性聚合物的摩尔质量大多数在几万克/摩尔，有的甚至超过一百万。
逐步聚合

对于逐步聚合反应，若所有分子（单体或聚合物）都是双功能和二价的（属于 XAY 类型，X 和 Y 为相反的功能），则反应在时间 t 的速率 p [也称为进展程度（或速度）] ] 为：

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

和：

N 0 N_{0}et N_{t} 分别是初始时间和时间 t 时系统中存在的分子（单体或聚合物）的数量。

或者 X ¯ n {\displaystyle {\overline {X}}_{n}}定义为：

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

这意味着：

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

卡拉瑟斯方程是化学计量方程，将 X ¯ n {\displaystyle {\overline {X}}_{n }} 与给定时刻的反应转化率相关联。
要形成高聚合度的聚合物，需要高转化率。在逐步聚合中，如果反应达到平衡，则反应应该接近完成，随着反应的进行，通常会从反应中除去副产物（挥发性物质，如 H2O 或 HCl，或不溶性物质）。它的形成。

自由基链式聚合

对于自由基链聚合，Carothers 方程不成立。另一方面，从反应一开始就形成长链。较长的反应时间会增加聚合物的产量，但对产品的平均分子量影响不大。聚合度与动力学链长有关，即添加到每个引发链中的单体分子的平均数量。

然而，由于各种原因，它可能会偏离动力学链长度：

链终止可以完全或部分通过两个链自由基的重新组合来实现，这可以使聚合度加倍。
链转移到单体会沿着一系列动力学步骤引发新的大分子，从而导致聚合度降低。
将链转移到溶剂或另一种溶质（称为调节剂）也会降低聚合度。