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.
Дата добавления: 2015-02-03; просмотров: 1378;