21.16 : Masa cząsteczkowa polimerów o stopniowym wzroście

Polimeryzacja stopniowa obejmuje monomery dwu- lub wielofunkcyjne. Dwufunkcyjne monomery reagują, tworząc polimery o liniowym stopniowym wzroście, podczas gdy wielofunkcyjne monomery reagują, tworząc polimery nieliniowe lub rozgałęzione.

Ponieważ polimeryzacja stopniowa obejmuje stopniową kondensację monomerów, w końcu zwiększa się również masa cząsteczkowa. W rezultacie polimery o dużej masie cząsteczkowej otrzymuje się na późnych etapach polimeryzacji, w których zużyto 99% monomerów.

Zasięg reakcji można wyznaczyć za pomocą równania Carothersa.

Tutaj X^n opisuje średnią długość łańcucha, P opisuje zasięg reakcji, N^0 to liczba cząsteczek na początku polimeryzacji, a N to liczba cząsteczek pozostałych w reakcji po pewnym czasie.

Powyższe równanie pokazuje, że w polimeryzacji stopniowej do osiągnięcia wysokiego stopnia polimeryzacji wymagana jest wysoka konwersja monomeru.

Wskaźnik polidyspersyjności (PDI) jest miarą szerokości rozkładu masy cząsteczkowej w danej próbce polimeru. PDI polimeru to stosunek średniej wagowej i liczbowej masy cząsteczkowej polimeru. PDI jest jednością, jeśli wszystkie cząsteczki polimeru są tej samej wielkości.

W przypadku polimerów o stopniowym wzroście PDI wynosi 2, co wskazuje na szeroki rozkład masy cząsteczkowej.