Hoe de mate van polymerisatie te berekenen

Polymerisatie is een chemische reactie die monomeren bindt om grote ketens van polymeren te vormen. Een polymeer zal uiteindelijk herhalende eenheden hebben omdat het meerdere monomeereenheden bindt. Dit aantal herhalende eenheden helpt bij het bepalen van de fysische en chemische eigenschappen van een polymeer en varieert afhankelijk van het polymeer en zijn molecuulgewicht. Daarom is de berekening van het aantal herhalende eenheden of de mate van polymerisatie (DP) erg belangrijk in de polymeerindustrie.

Dit artikel onderzoekt,

1. Wat is graad van polymerisatie?

2. Hoe de mate van polymerisatie te berekenen?

Wat is graad van polymerisatie

De term polymerisatiegraad wordt gedefinieerd als het aantal herhalende eenheden in een polymeermolecuul. In sommige gevallen wordt deze term gebruikt om het aantal monomeereenheden in een gemiddeld polymeermolecuul uit te drukken. Dit is echter alleen van toepassing als de herhalingseenheden uit een enkel type monomeer bestaan. Het wordt meestal aangeduid als 'n'in de algemene formule - [M]_n; waar M is de herhalende eenheid.

Hoe de mate van polymerisatie te berekenen

Een polymeermonster bevat gewoonlijk een verdeling van ketens met verschillende polymerisatiegraden. Daarom moet een gemiddelde waarde worden genomen bij het bepalen van de DP. De polymerisatiegraad kan worden berekend door de volgende betrekking te gebruiken als een molecuulgewicht van een polymeermolecuul bekend is.

M = (DP) M₀

M is het molecuulgewicht van het polymeer, DP is de polymerisatiegraad en de M₀ is het formulegewicht van de herhalende eenheid.

Vb: bereken de polymerisatiegraad van een monster van polyethyleen [(CH₂-CH₂)_n], die een molecuulgewicht van 150.000 g / mol heeft.

Het molecuulgewicht van een zich herhalende eenheid, 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

Het specifieke molecuul bevat 5,35 x 10³ van herhaalde eenheden.

Wanneer we het molecuulgewicht van een polymeer voor de bovenstaande berekening beschouwen, nemen we meestal het aantalgemiddelde molecuulgewicht (M_n) of gewichtsgemiddeld molecuulgewicht (M_w).

Formule om het aantalgemiddelde molecuulgewicht te berekenen

Het aantalgemiddelde molecuulgewicht kan worden bepaald door,

M_n= Σ X_ik M_ik

X_ik is de fractie van het totale aantal ketens binnen elk bereik, en M_ik is het gemiddelde molecuulgewicht van elk groottetraject van polymeerketens.

Formule om gewicht te berekenen Gemiddeld moleculair gewicht

Het gewichtsgemiddelde molecuulgewicht kan worden bepaald door,

M_w= Σ f_ik M_ik

f_ik is de gewichtsfractie van de polymeerketens en M_ik is weer het gemiddelde molecuulgewicht van elk bereik.

Referentie:

Stuart, B. H. (2008).Polymeer analyse (Deel 30). John Wiley & Sons.

Rudin, A., & Choi, P. (2012).De elementen van polymeerwetenschap en -techniek. Academische pers.

Alger, M. (1996).Polymeerwetenschappelijk woordenboek. Springer Science & Business Media.

Hannant, D.J. (1989). The Science and Engineering of Materials: door Donald R. Askeland. PWS, Boston, MA, VS, 1989. ISBN 0-534-91657-0. 876 pp.