Slik beregner du polymeriseringsgraden

Polymerisering er en kjemisk reaksjon som binder monomerer til å danne store kjeder av polymerer. En polymer vil til slutt ha repeterende enheter siden den binder flere monomerenheter. Dette antall repeterende enheter bidrar til å bestemme fysiske og kjemiske egenskaper av en polymer og varierer avhengig av polymeren og dens molekylvekt. Derfor er beregning av antall repeterende enheter eller polymerisasjonsgraden (DP) meget viktig i polymerindustrien.

Denne artikkelen utforsker,

1. Hva er graden av polymerisering?

2. Hvordan beregne graden av polymerisering?

Hva er graden av polymerisering

Begrepet polymeriseringsgrad er definert som antall repeterende enheter i et polymermolekyl. I noen tilfeller brukes denne termen til å uttrykke antall monomerenheter i et gjennomsnittlig polymermolekyl. Dette gjelder imidlertid bare hvis de gjentatte enhetene består av en enkelt type monomer. Det er vanligvis betegnet som 'n'i generalisert formel - [M]_n; hvor M er den gjentatte enheten.

Slik beregner du polymeriseringsgraden

En polymerprøve inneholder vanligvis en fordeling av kjeder med forskjellige polymeriseringsgrader. Derfor må en gjennomsnittsverdi tas ved bestemmelse av DP. Polymeriseringsgraden kan beregnes ved bruk av følgende forhold dersom en molekylvekt av et polymermolekyl er kjent.

M = (DP) M₀

M er molekylvekten til polymeren, DP er polymerisasjonsgraden og M₀ er formelvekten til den gjentatte enheten.

Eks: Beregn graden av polymerisering av en prøve av polyetylen [(CH₂-CH₂)_n], som har en molekylvekt på 150.000 g / mol.

Molekylvekten til en repeterende 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

Det spesielle molekylet inneholder 5,35 x 10³ av gjentatte enheter.

Når man vurderer molekylvekten til en polymer for den ovenfor angitte beregning, tar vi vanligvis enten den gjennomsnittlige molekylvekten (M_n) eller vektmiddelmolekylvekt (M_w).

Formel for å beregne antall gjennomsnittlig molekylvekt

Antallmiddelmolekylvekten kan bestemmes av,

M_n= Σ x_Jeg M_Jeg

x_Jeg er brøkdel av totalt antall kjeder innenfor hvert område, og M_Jeg er middelmolekylvekten til hvert størrelsesområde av polymerkjeder.

Formel for å beregne vektmidlere molekylvekt

Vektmiddelmolekylvekten kan bestemmes av,

M_w= Σ f_Jeg M_Jeg

f_Jeg er vektfraksjonen av polymerkjedene, og M_Jeg er igjen middelmolekylvekten til hvert område.

Henvisning:

Stuart, B. H. (2008).Polymeranalyse (Vol. 30). John Wiley & Sons.

Rudin, A., & Choi, P. (2012).Elementene av polymervitenskap og engineering. Akademisk presse.

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

Hannant, D.J. (1989). Vitenskap og teknologi av materialer: Av Donald R. Askeland. PWS, Boston, MA, USA, 1989. ISBN 0-534-91657-0. 876 pp.