21.16 : Peso Molecular de Polímeros de Crescimento em Etapas

A polimerização por crescimento em etapas envolve monômeros bi ou multifuncionais. Os monômeros bifuncionais reagem para formar polímeros lineares de crescimento em etapas, enquanto os monômeros multifuncionais reagem para formar polímeros não lineares ou ramificados.

Como a polimerização por crescimento em etapas envolve a condensação gradual dos monômeros, o peso molecular também aumenta gradualmente.

Consequentemente, os polímeros de elevado peso molecular são obtidos nas fases finais da polimerização, onde 99% dos monômeros foram consumidos.

A extensão da reação pode ser obtida a partir da equação de Carothers.

Aqui, X^n descreve o comprimento médio da cadeia, P descreve a extensão da reação, N^0 é o número de moléculas no início da polimerização e N é o número de moléculas restantes na reação após algum tempo.

A equação acima mostra que, na polimerização por crescimento em etapas, é necessária uma alta conversão de monômeros para atingir um alto grau de polimerização.

O índice de polidispersividade (PDI) é uma medida da amplitude da distribuição do peso molecular em uma determinada amostra de polímero. O PDI de um polímero é a razão entre o peso e a média numérica do peso molecular do polímero. O PDI é igual a um se todas as moléculas do polímero forem do mesmo tamanho.

No caso dos polímeros de crescimento em etapas, o PDI é 2, indicando uma ampla distribuição de peso molecular.