聚合度

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聚合度或DP是大分子或聚合物或低聚物分子中单体单元的数量。 对于均聚物,只有一种单体单元,其中Mn是数均分子量,M0是单体单元的分子量。对于大多数工业用途,需要数千或数万的聚合度。该数字并不反映通常发生的聚合物分子大小的变化,它仅代表单体单元的平均数。 然而,一些作者将DP定义为重复单元的数量,其中对于共聚物,重复单元可能与单体单元不同。例如,在尼龙6,6中,重复单元包含两个单体单元-NH(CH2...

聚合度

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聚合度或 DP 是大分子聚合物低聚物分子中单体单元的数量。

对于均聚物,只有一种单体单元,其中Mn是数均分子量,M0是单体单元的分子量。 对于大多数工业用途,需要数千或数万的聚合度。 该数字并不反映通常发生的聚合物分子大小的变化,它仅代表单体单元的平均数。

然而,一些作者将 DP 定义为重复单元的数量,其中对于共聚物,重复单元可能与单体单元不同。 例如,在尼龙 6,6 中,重复单元包含两个单体单元 -NH(CH2)6NH- 和 -OC(CH2)4CO-,因此 1000 个单体单元的链对应 500 个重复单元。 根据xxx个 (IUPAC) 定义,聚合度或链长为 1000,但第二个定义为 500。

逐步增长和链增长聚合

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在逐步增长的聚合中,为了实现高聚合度(以及由此产生的分子量)Xn,需要高分数单体转化率 p,根据 Carothers 方程 X¯ n = 1 1 − p { \displaystyle {\bar {X}}_{n}={\frac {1}{1-p}}} 例如,p = 99% 的单体转化率需要达到 Xn = 100。

然而,对于链增长自由基聚合,Carothers 方程不适用。 相反,长链是从反应开始就形成的。 长反应时间增加了聚合物产率,但对平均分子量影响不大。 聚合度与动态链长有关,动态链长是每条链引发的聚合单体分子的平均数。 然而,由于以下几个原因,它通常与动力学链长不同:

  • 链终止可能全部或部分通过两个链基的重组发生,这使聚合度加倍
  • 向单体的链转移为相同的动力学链(反应步骤)启动了一个新的大分子,对应于聚合度的降低
  • 链转移到溶剂或另一种溶质(改性剂或调节剂也会降低聚合度

与物理性质的相关性

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具有相同组成但不同分子量的聚合物可能表现出不同的物理性质。 通常,聚合度的增加与较高的熔融温度和较高的机械强度相关。

数均和权均

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合成聚合物总是由具有不同聚合度并因此具有不同分子量的大分子物质的混合物组成。 有不同类型的平均聚合物分子量,可以在不同的实验中测量。 最重要的两个是数均值 (Xn) 和权重均值 (Xw)。

聚合度

数均聚合度是聚合物物种聚合度的加权平均值,由物种的摩尔分数(或分子数)加权。 它通常通过测量聚合物的渗透压来确定。

重均聚合度是聚合度的加权平均值,由物质的重量分数(或分子的总重量)加权。 它通常通过测量聚合物对瑞利光的散射来确定。

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词条目录
  1. 聚合度
  2. 逐步增长和链增长聚合
  3. 与物理性质的相关性
  4. 数均和权均

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