Cum se calculează gradul de polimerizare

Polimerizarea este o reacție chimică care leagă monomerii pentru a forma lanțuri mari de polimeri. Un polimer va avea în cele din urmă unități repetate, deoarece leagă mai multe unități monomere. Acest număr de unități repetate ajută la determinarea proprietăților fizice și chimice ale unui polimer și variază în funcție de polimer și de greutatea sa moleculară. Prin urmare, calculul numărului de unități repetate sau gradul de polimerizare (DP) este foarte important în industria polimerilor.

Acest articol explorează,

1. Care este gradul de polimerizare?

2. Cum se calculează gradul de polimerizare?

Care este gradul de polimerizare

Termenul de polimerizare este definit ca numărul de unități repetate într-o moleculă de polimer. În unele cazuri, acest termen este utilizat pentru a exprima numărul de unități monomere dintr-o moleculă medie de polimer. Cu toate acestea, acest lucru este valabil numai dacă unitățile repetate constau dintr-un singur tip de monomer. Acesta este, de obicei,n"în formula generalizată - [M]_n; Unde M este unitatea repetată.

Cum se calculează gradul de polimerizare

O probă de polimer conține de obicei o distribuție a lanțurilor cu grade diferite de polimerizare. Prin urmare, trebuie să se ia o valoare medie la determinarea DP. Gradul de polimerizare poate fi calculat utilizând următoarea relație dacă este cunoscută o greutate moleculară a unei molecule de polimer.

M = (DP) M₀

M este masa moleculară a polimerului, DP este gradul de polimerizare și M₀ este greutatea formulării unității repetate.

Ex: calculați gradul de polimerizare al unei probe de polietilenă [(CH₂-CH₂)_n], care are o greutate moleculară de 150.000 g / mol.

Greutatea moleculară a unei unități repetate, M_o= (12 x 2 x 1 x 4) g / mol = 28 g / mol

                                             DP = M / M_o

                                                          = 150.000 g / mol / 28 g / mol

                                                          = 5,35 x 10³

Moleculă specifică conține 5,35 x 10³ de unități repetate.

Când se ia în considerare greutatea moleculară a unui polimer pentru calculul de mai sus, luăm de obicei fie greutatea moleculară medie numerică (M_n) sau greutatea moleculară medie ponderată (M_w).

Formula pentru a calcula numărul mediu de greutate moleculară

Greutatea moleculară medie numerică poate fi determinată prin,

M_n= Σ X_eu M_eu

X_eu este fracțiunea din numărul total de lanțuri din fiecare interval și M_eu este greutatea moleculară medie a fiecărui domeniu de dimensiuni al lanțurilor de polimeri.

Formula pentru a calcula greutatea moleculară medie

Greutatea moleculară medie ponderală poate fi determinată prin,

M_w= Σ f_eu M_eu

f_eu este fracția de greutate a lanțurilor de polimeri și M_eu este din nou masa moleculară medie a fiecărui domeniu.

Referinţă:

Stuart, B. H. (2008).Analiza polimerilor (Vol. 30). John Wiley & Sons.

Rudin, A., & Choi, P. (2012).Elementele științei și ingineriei polimerilor. Academia de presă.

Alger, M. (1996).Polimer știință dicționar. Springer Știință și mediul de afaceri.

Hannant, D.J. (1989). Știința și ingineria materialelor: de Donald R. Askeland. PWS, Boston, MA, SUA, 1989. ISBN 0-534-91657-0. 876 pp.