21.16 : Aşamalı Büyüyen Polimerlerin Molekül Ağırlığı

Adım büyüme polimerizasyonu iki veya çok işlevli monomerleri içerir. İki işlevli monomerler, doğrusal adımlı büyüyen polimerler oluşturmak üzere reaksiyona girerken, çok işlevli monomerler, doğrusal olmayan veya dallanmış polimerler oluşturmak üzere reaksiyona girer.

Kademeli büyüme polimerizasyonu, monomerlerin kademeli yoğunlaşmasını içerdiğinden, sonuçta moleküler ağırlık da artar. Sonuç olarak, monomerlerin %99'unun tüketildiği polimerizasyonun son aşamalarında yüksek molekül ağırlıklı polimerler elde edilir.

Reaksiyonun kapsamı Carothers denkleminden elde edilebilir.

Burada X_n ortalama zincir uzunluğunu, P reaksiyonun boyutunu, N_0 polimerizasyonun başlangıcındaki molekül sayısını ve N bir süre sonra reaksiyonda kalan molekül sayısını ifade etmektedir.

Yukarıdaki denklem, adım adım büyüyen polimerizasyonda, yüksek derecede polimerizasyon elde etmek için yüksek bir monomer dönüşümünün gerekli olduğunu göstermektedir.

Çoklu dağılım indeksi (PDI), belirli bir polimer numunesindeki moleküler ağırlık dağılımının genişliğinin bir ölçüsüdür. Bir polimerin PDI'sı, polimerin moleküler ağırlığının ağırlık ve ortalama sayı oranıdır. Tüm polimer molekülleri aynı boyuttaysa PDI birliktir.

Aşamalı büyüyen polimerler durumunda, PDI 2'dir, bu da geniş bir moleküler ağırlık dağılımını gösterir.