Równanie Carothersa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Równanie Carothersa – zależność wiążąca stopień przereagowania grup funkcyjnych pochodzących od monomerów z stopniem polimeryzacji w reakcjach polimeryzacji stopniowej.

Stopień przereagowania grup funkcyjnych dany jest wzorem:

{p}=\frac{N_0-N}{N_0}

gdzie N0 to liczba grup funkcyjnych na początku reakcji, a N to liczba grup funkcyjnych na koniec reakcji

Z drugiej strony stopień polimeryzacji (I) w reakcji polimeryzacji stopniowej jest równy:

{I}=\frac{N_0}{N}

Łącząc oba powyższe równania w jedno W. Carothers otrzymał prostą zależność:

{I}=\frac{1}{1-p}

która jest właśnie nazywana równaniem Carothersa.

To proste równanie opisuje zasadniczą cechę procesów polimeryzacji stopniowej, która powoduje trudności w otrzymywaniu polimerów o dużym stopniu polimeryzacji. Na przykład przy 98% przereagowaniu stopień polimeryzacji wynosi raptem 50. Aby osiągnąć stopień polimeryzacji rzędu 1000 potrzeba osiągnąć stopień przereagowania 99,9%, przy 99,99% przereagowania stopień polimeryzacji wynosi dopiero 10000. W przypadku polimerów syntetycznych duży stopień polimeryzacji ma kluczowe znaczenie dla własności użytkowych tworzyw sztucznych opartych na tych polimerach.

Z równania tego wynika też, że aby osiągnąć wysoki stopień polimeryzacji w reakcjach polimeryzacji stopniowej, w których stosuje się dwa monomery, istnieje konieczność bardzo dokładnego, równomolowego dozowania obu monomerów.

Tego rodzaju problemy nie występują w przypadku polimeryzacji łańcuchowej i dlatego w przemyśle preferuje się stosowanie polimeryzacji łańcuchowej zamiast stopniowej o ile to tylko jest możliwe.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. Malcolm P. Stevens, "Wprowadzenie do chemii polimerów", tł. Mirosław Włodarczyk at al, PWN 1983, ISBN 83-01-03110-7