중합도

Degree of polymerization

중합 정도(DP)는 고분자 또는 고분자 또는 올리고머 분자의 단량 단위 수입니다.[1][2][3]

For a homopolymer, there is only one type of monomeric unit and the number-average degree of polymerization is given by , where Mn is the number-average molecular weight and M0 is the molecular weight of the monomer unit. 대부분의 산업 목적에서 수천 또는 수만 개의 중합 정도가 바람직하다. 이 숫자는 일반적으로 발생하는 폴리머의 분자 크기의 변화를 반영하지 않으며, 단량체의 평균 수만을 나타낸다.

그러나 일부 저자는 DP를 단일 단위와 같지 않을 수 있는 반복 단위 수로 정의한다.[4][5] 예를 들어, 나일론-6,6에서 반복 단위는 두 개의 단수 단위(NH(6CH2))를 포함한다.NH - 및 —OC(CH2)4CO— 1000개의 단일 단위 체인이 500개의 반복 단위와 일치하도록 한다. 중합이나 체인 길이의 정도는 첫 번째(IUPAC) 정의로는 1000이지만 두 번째 정의로는 500이다.

단계적 성장과 연쇄적 성장 중합

step-growth 중합에서는, 중합(그리고 분자량)의 높은 수준을 성취하기 Xn, 높은 분수 모노머 변환, p,, 캐러 더스의 equation[6][7]X¯와 예를 들어=11− p{\displaystyle{\bar{X}}_{n}={\frac{1}{1-p}}}, p의 단량체 전환 따라)99%b. 것이 필요하다erequiXn = 100을 달성하기 위해 빨간색

그러나 연쇄 성장 없는 급진적 중합에 대해서는 Carothers의 방정식이 적용되지 않는다. 대신 반응의 시작부터 긴 사슬이 형성된다. 반응 시간이 길면 중합체 수율이 증가하지만 평균 분자량에는 거의 영향을 미치지 않는다.[8] 중합성의 정도는 시작된 체인당 중합체 분자의 평균 수인 운동 체인 길이와 관련이 있다.[9] 그러나 그것은 종종 다음과 같은 몇 가지 이유로 운동 체인 길이와 다르다.

  • 연쇄 종단은 중합[10] 정도를 두 배로 증가시키는 두 연쇄 활성산소의 재결합에 의해 전체 또는 부분적으로 발생할 수 있다.
  • 모노머로의 체인 전송은 중합성의 정도 감소에 해당하는 동일한 운동 체인에 대해 (반응 단계의) 새로운 고분자를 시작한다.
  • 용제 또는 다른 용액으로의 체인 전환(수정자 또는 조절기)

물리적 속성과 상관 관계

폴리에틸렌의 중합 정도와 용해 온도 사이의 관계 Flory와 Vrij(1963)의 데이터.

구성은 동일하지만 분자량이 다른 중합체는 다른 물리적 특성을 나타낼 수 있다. 일반적으로 중합 정도가 증가하면 용해 온도가 높아지고 기계적 강도가 높아진다.

숫자-평균 및 중량-평균

합성 중합체는 항상 서로 다른 중합 정도를 가진 고분자 종과 따라서 다른 분자 중량을 가진 고분자 종들의 혼합으로 구성된다. 평균 고분자 분자량에는 여러 가지 종류가 있는데, 이는 다른 실험에서 측정할 수 있다. 가장 중요한 두 가지는 숫자 평균(Xn)과 무게 평균(Xw)이다.[4]

중합률 평균도는 중합종의 중합 정도를 가중평균한 것으로, 중합종의 몰 분율(또는 분자수)에 의해 가중치가 부여된다. 일반적으로 중합체의 삼투압 측정에 의해 결정된다.

중합체의 중량 평균 정도는 중합도의 가중 평균으로, 종의 중량 분율(또는 분자의 전체 중량)에 의해 가중된다. 그것은 일반적으로 폴리머에 의한 Rayleigh 산란 측정으로 결정된다.

참고 항목

참조

  1. ^ 화학용어 요약본에서의 IUPAC 정의 (IUPAC Gold Book)
  2. ^ 코위 J.M.G. 폴리머: 현대 재료의 화학물리학 (2차 개정) 블랙키 1991), 페이지 10 ISBN0-216-92980-6
  3. ^ 올콕 H.R., 램프 F.W., 마크 J.P. 컨템포러리 폴리머 케미스트리 (3차) Pearson 프렌티스 홀 2003), p.316 ISBN 0-13-065056-0
  4. ^ a b J.R. "폴리머 과학기술"(Parson Fratice-Hall, 2003년 2차 edn), p.27 ISBN 0-13-018168-4
  5. ^ 루딘, 알프레드 "중합체 이공학의 요소"(Academic Press 1982), p.7 ISBN 0-12-601680-1
  6. ^ 루딘, 페이지 171
  7. ^ 코위 페이지 29
  8. ^ 코위, 페이지 81
  9. ^ Allcock, Lampe and Mark, 페이지 345
  10. ^ Allcock, Lampe and Mark, 페이지 346
  11. ^ Allcock, Lampe and Mark, 페이지 352-7
  12. ^ 코위 p.63-64
  13. ^ 플로리, P.J. 그리고 브리지 A.J. Am. Chem. Soc.; 1963; 85(22) pp3548-3553 선형 체인 호몰로그의 용해 지점 정상 파라핀 탄화수소. doi=10.1021/ja00905a004 url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00905a004