21.16 : Молекулярный вес полимеров ступенчатого роста

Полимеризация ступенчатого роста включает би- или многофункциональные мономеры. Бифункциональные мономеры реагируют с образованием полимеров линейного ступенчатого роста, тогда как многофункциональные мономеры реагируют с образованием нелинейных или разветвленных полимеров.

Поскольку ступенчатая полимеризация включает в себя поэтапную конденсацию мономеров, молекулярная масса со временем также увеличивается. Следовательно, высокомолекулярные полимеры получаются на поздних стадиях полимеризации, когда израсходовано 99% мономеров.

Степень реакции можно определить из уравнения Карозерса.

Здесь X^n описывает среднюю длину цепи, P описывает протяженность реакции, N^0 — количество молекул в начале полимеризации, а N — количество молекул, оставшихся в реакции через некоторое время.

Приведенное выше уравнение показывает, что при ступенчатой ​​полимеризации для достижения высокой степени полимеризации требуется высокая конверсия мономера.

Индекс полидисперсности (PDI) является мерой широты молекулярно-массового распределения в данном образце полимера. PDI полимера представляет собой соотношение массы и среднечисловой молекулярной массы полимера. PDI равен единице, если все молекулы полимера имеют одинаковый размер.

В случае полимеров ступенчатого роста PDI равен 2, что указывает на широкое молекулярно-массовое распределение.