Hur man beräknar graden av polymerisering

Polymerisering är en kemisk reaktion som binder monomerer för att bilda stora polymerkedjor. En polymer kommer i slutändan att ha upprepande enheter eftersom den binder flera monomerenheter. Detta antal upprepande enheter bidrar till att bestämma fysikaliska och kemiska egenskaper hos en polymer och varierar beroende på polymeren och dess molekylvikt. Därför är beräkning av antalet upprepande enheter eller polymerisationsgraden (DP) mycket viktig i polymerindustrin.

Denna artikel undersöker,

1. Vad är graden av polymerisering?

2. Hur man beräknar graden av polymerisering?

Vad är graden av polymerisering

Uttrycket polymerisationsgrad definieras som antalet upprepande enheter i en polymermolekyl. I vissa fall används denna term för att uttrycka antalet monomerenheter i en genomsnittlig polymermolekyl. Detta gäller dock endast om de upprepande enheterna består av en enda typ av en monomer. Det betecknas vanligen som "n"i den generaliserade formeln - [M]_n; var M är den upprepande enheten.

Hur man beräknar graden av polymerisering

Ett polymerprov innehåller vanligen en fördelning av kedjor med olika grader av polymerisation. Därför måste ett medelvärde tas vid bestämning av DP. Graden av polymerisering kan beräknas med användning av följande förhållande om en molekylvikt av en polymermolekyl är känd.

M = (DP) M₀

M är molekylvikten hos polymeren, DP är graden av polymerisation och M₀ är formelvikt för den upprepande enheten.

Ex: Beräkna graden av polymerisation av ett prov av polyeten [(CH₂-CH₂)_n], som har en molekylvikt av 150 000 g / mol.

Molekylvikten hos en upprepande enhet, M_o= (12 x 2 + 1 x 4) g / mol = 28 g / mol

                                             DP = M / M_o

                                                          = 150 000 g / mol / 28 g / mol

                                                          = 5,35 x 10³

Den specifika molekylen innehåller 5,35 x 10³ av repeterande enheter.

När man beaktar molekylvikten hos en polymer för ovanstående beräkning, tar vi vanligtvis antingen den genomsnittliga medelmolekylvikten (M_n) eller viktmedelmolekylvikt (M_w).

Formel för att beräkna antalet medelmolekylvikt

Nummermedelmolekylvikten kan bestämmas av,

M_n= Σ x_jag M_jag

x_jag är bråkdelen av det totala antalet kedjor inom varje område och M_jag är medelmolekylvikten för varje storleksintervall av polymerkedjor.

Formel för att beräkna viktmedelmolekylvikt

Viktmedelmolekylvikten kan bestämmas av,

M_w= Σ f_jag M_jag

f_jag är viktfraktionen av polymerkedjorna och M_jag är återigen medelmolekylvikten för varje intervall.

Referens:

Stuart, B.H. (2008).Polymeranalys (Volym 30). John Wiley & Sons.

Rudin, A., & Choi, P. (2012).Eleverna av polymervetenskap och teknik. Akademisk press.

Alger, M. (1996).Polymer science dictionary. Springer Science & Business Media.

Hannant, D.J. (1989). Vetenskap och teknik av material: Av Donald R. Askeland. PWS, Boston, MA, USA, 1989. ISBN 0-534-91657-0. 876 pp.