POL16 反应程度对聚合度的影响

目标:对于不同的聚合技术,说明聚合度(DP)是怎样随转化率而改变的。

在聚合物加工技术中,聚合度(DP)是转化程度的函数这一点是很重要的。对于缩聚反应或加聚反应,在行为表现上有很大的不同。

  • 在插图POL16-1中,展示了缩聚反应过程中DP的变化情况。我们知道在这种聚合过程中(POL12) 混合物之间相互反应,同时分离出生成的小分子物质。从一开始单体就消失了,但在低转化率时,只是缩合反应形成短链的预聚物。
 
      仅当到达较高的转化率时,才会生成高相对分子质量缩聚物。这可以由下面的聚合度-转化率关系式中看出。

在这里,PA代表试剂A的转化率。

PA的取值从0到1,即从反应开始到转化完全。我们可以看出,当PA是0.5时,DP为2;当PA是0.9,DP为 10。

这些数值标明的产物在工艺上并无用处。好的纤维需要DP至少为200,这意味着PA为0.995。PA=0.995.

为了达到它,非常精细的单体纯化是很必需的,也就是在转化过程中要进行化学计量上的严格控制。

  • 插图POL16-2说明在自由基加聚过程中的DP变化。这里的图像是很不同的。单体的加成速度很快。在聚合反应开始时,聚合物链就达到很高的DP。一旦达到平衡态,即当生成的自由基数目等于消耗的自由基数目时,DP的数值保持不变。然而总有一些干扰因素会影响DP数值的增大。 
  • 在阴离子加聚反应中,如POL16-3描述的,我们会发现另一种变化。DP的数值从反应的开始就线性地增大,直到所有单体消耗完为止。