Кинетика линейной поликонденсации

n a–A–a + n b–B–b → a [-A-B-] b + (2n - 1) ab

Принцип Флори.

В основе рассмотрения кинетики поликонденсации лежит принцип независимости реакционной способности функциональных групп от размера молекул и вязкости реакционной среды. Это позволяет в расчетах вместо концентрации веществ использовать концентрации функциональных групп.

Скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации, участвующих в реакции веществ: , где

- константа скорости реакции;

-концентрация катализатора;

и -концентрации функциональных групп веществ А и В, соответственно;

Скорость реакции поликонденсации равна скорости исчезновения функциональных групп.

В связи с тем, что в поликонденсации исходные мономеры берутся в эквимольном соотношении, то скорости исчезновения функциональных групп а и в, равны: ;

Принимая концентрации функциональных групп «а» и «в» одинаковыми и равными величине «С» и обозначая , получаем:

(1)

Степень завершенности реакции или глубина превращения «q» определяется уравнениями:

; ; ; .

Таким образом, степень завершенности реакции q является параметром, показывающим долю функциональных групп, прореагировавших за время t.

Интегрируя уравнение (1) и подставляя вместо величины «С» величину «С₀(1-q)», получаем:

, где

-начальная концентрация функциональных групп;

- текущая концентрация функциональных групп.

Средняя степень полимеризации образующегося полимера выражается в виде:

- уравнение Карозерса.

Величина средней степени полимеризации определяется глубиной превращения и линейно возрастает с увеличением продолжительности реакции (q"1). При степенях превращениях, близких к единице (q>0.95), могут образоваться высокомолекулярные полимеры. Чем сильнее

степень завершенности реакции или глубина превращения «q» стремится к единице, тем выше вероятность получения высокомолекулярных соединений.

Поиск по сайту: