21.16: 逐步生长聚合物的分子量

逐步生长聚合涉及双官能或多官能单体。 双官能单体反应形成线性逐步生长聚合物，而多官能单体反应形成非线性或支化聚合物。

由于逐步聚合涉及单体的逐步缩合，因此分子量最终也会增加。 因此，在聚合后期获得高分子量聚合物，其中 99% 的单体已被消耗。

反应的程度可以从Carothers方程获得。

这里，X_n描述平均链长，P描述反应程度，N₀是聚合开始时的分子数，N是一段时间后反应中剩余的分子数。

上式表明，在逐步聚合中，需要高单体转化率才能实现高聚合度。

多分散指数 (PDI) 是给定聚合物样品中分子量分布宽度的度量。 聚合物的PDI是聚合物的重量平均分子量与数均分子量之比。 如果所有聚合物分子大小相同，则 PDI 是统一的。

对于逐步增长聚合物，PDI 为 2，表明分子量分布较宽。

回想一下，阶梯生长聚合涉及双功能单体，这些单体经过阶梯缩合形成长链聚合物。

聚合物的逐步构建与聚合物分子量的缓慢增加有关。

在聚合的初始阶段，形成二聚体、三聚体和四聚体的小链。

这些小链与单体或其他小链缩合，形成大量低分子量低聚物。这个过程一直持续到消耗 99% 的单体。

只有在这个聚合阶段，较大的链才会相互反应形成高分子量聚合物。

因此，高分子量聚合物链仅在反应的后期形成。

通常，阶梯生长聚合物的多分散指数大于 1。因此，它们表现出较宽的分子量分布曲线。