高分子化学中聚合度的计算
1、自由基聚合
2、自由基共聚
3、乳液聚合
4、阳离子聚合
5、阴离子聚合
6、线形缩聚
(一)线型缩聚动力学:
(1)不可逆条件下
a 、自催化聚合(无外加酸)
积分得: p t 2
2p R k 2]M [k =ντν]M [k p =
Xn 1=k P k t [M]+C M +C S [M][S]]C []M [n n ]M []M [n X ==-N
N X 0
n =大分子数结构单元数目=3
kC dt dC =-t k 2C 1C 120
2=-
由
C = Co (1-P),代入上式
b 、外加酸催化
积分得:
将 C = Co (1-P ) 代入上式
(2)平衡条件下
a 、水未排出时(密闭体系)
根据反应程度关系式
0N N 1P -=
2
C `k dt dC =-t `k C 1C 10
=-1t C `k P 110+=-1
t C `k X 0n +=()2121C 1k C k dt
dC ----=1C 1C C C N N N P 0000---===P
1C -=∴
所以
正、逆反应达到平衡时,总聚合速率为零,则
解得
b 、水部分排出时(非密闭体系)
根据反应程度关系式
所以
平衡时
()[]K P P 1k dt dP 221--=()0K P P 122=--()0K KP 2P 1K 2=+--1K K 1K K K P +==--1K 1
K K 11P 11X n +===+--()W 121n C 1k C k dt dC ----=1C 1C C C N N N P 0000---===P 1C -=∴()[]
K n P P 1k dt dP w 21--=()K n P P 1W 2=-
当 P 趋近于1 ( > 0.99)时
(二)线形缩聚物聚合度的控制(端基封锁)
(1)单体aAa 和bBb 反应,其中bBb 稍过量
a 、当原料单体官能团等摩尔比时,即 r = 1 或 q = 0
b 、当P =1时,即官能团a 完全反应
(其中 ,称为摩尔系数; ,称为bBb 单体的分子过量分率, )
(2)aAa 、bBb 等摩尔比,另加少量单官能团物质Cb
W n P K P 11Xn =-= ∴
)P 1(2q 2q P r 2r 1r 12/)P N 2N N (2/)N N (X a b a b a n -++-++-++===()P 11P 122X n --==q 21q 2r 1r 1X n ≈=+=+-()()P N N N 2N N 2P N N N N N X a c a c a a c a c a n -++-++==()()rP
2r 1r 1P N 2N 2N N N 2N N a c a a c a a -++-++++==1<=b a N N r r r 1N N N 2/N 2/)N N (q a a b a a b ---===1q 1r += ∴
(其中, )
(3)aRb 加少量单官能团物质Cb(分子数为Nc )反应
(其中, )
7、体型缩聚
Carothers 理论
c a a N N N r 2+=a c a c N N 22N N q ==1q 1r +=()()
P r r r P N N N N N P N N N N N X a c a c a a c a c a n 21122-++===-++
-++c a a 'N N N r 2+=1q 1r +=)(=n
X 1
1f 2
P -f P 22
X n -=。