烷的加入聚合动力学

Chemical Engineering

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Overview

资料来源: 凯瑞先生和迈克尔 g. 本顿, 路易斯安那州立大学化学工程系, 巴吞鲁日, LA

聚合物是由许多重复的单体单位组成的分子, 它们被化学结合成长链。它们具有广泛的物理性能, 受其化学结构、分子量和聚合程度的影响。聚合物工业生产数以千计的原材料用于各种商业产品。1,2

该视频的目的是执行一个加法聚合反应, 然后评估所产生的产品, 以了解如何粘度可以用来确定聚合物分子量。此外, 本实验将研究分子量如何与单体转化有关。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 化学工程. 烷的加入聚合动力学. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

许多聚合物是在搅拌槽反应器中产生的, 无论是间歇式还是连续的。如图1所示, 聚 (烷) 聚合是一个例子。在这个反应中, "我" 代表甲基基团, 氢氧化钾是催化剂。[我的2微区]5是一个 5-元环, 它被打开以形成聚合物的基本构造块 ("链接")。第二种产品代表已完成的聚合物 (它与所谓的 "endblocker" 来停止生长), 第一个是一个仍在生长的 ("活的") 聚合物。所有的生长都发生在链条附着在催化剂上。

Figure 1
图 1: 环氧烷的开启聚合。

这是一种加法聚合, 在许多动力学3和所有基础高分子科学教科书中进行了讨论。4反应主要是热平衡, 通常在 110-140 ° c 和大气压之间运行。少量的分子量修饰剂 ("endblocker") 用于阻止链的生长, 但催化剂则会启动一个新的链。共同的 endblockers 是 dimethylsiloxanes 与氧末端小组。"活" 链与 endblocker, 形成一个端盖 "死" 的聚硅氧烷产品与三甲基结束组。

Equation 1

3SiOK 与另一个聚硅氧烷反应, 以创建另一个氧端组。整体效果不仅是聚合物的 endcapping, 而且是链条长度的控制。平均链长 (m + n) 之间的 43-205 是典型的工业用硅橡胶的几个不同档次的产品是合成。由于单体加入率 > > 反应速率与 endblocker (否则你永远不会得到一个高分子量), endblocker 不影响反应动力学, 只有分子量分布。

在分析聚合动力学过程中, 最困难的一步是确定物理性质的分子量, 如运动粘度, 以及计算分数换算。在本演示中测量的粘度平均分子量是一种中间测量, 其值介于聚合物的数平均值和重量平均分子量之间。数平均分子量是统计平均分子量, 并表明50% 的聚合物链低于数量的平均分子量, 50% 以上。重量平均分子量计算从重量分数, 其中50% 的样本重量由较低的分子量链和50% 由较高的分子量链组成。

通过单体重量除以平均 MW 数, 给出了聚合的数平均度, 这与分数换算有关。分数换算与时间是用来确定反应的顺序, 在物理化学和反应堆设计课程中学到的。

Procedure

该系统是由运行控制序列 PS1-PS5 在一个标准的工业集散控制系统, 是由 PC 操作。序列打开/关闭/调整阀门在适当的顺序, 并通知何时以及如何向反应堆添加元件。

1. 反应堆设置

  1. 打开连接到反应容器的 N 个2缸。
  2. 运行控制序列 PS1 测试设备。
  3. 然后, 关闭手动阀到真空泵, 检查系统是否无泄漏。
  4. 等待5分钟, 并验证压力不超过600毫米汞。
  5. 用 N2填充系统。为了安全和动力学原因, 需要氮气。O2抑制许多聚合, 并可能导致爆炸。
  6. 运行控制序列 PS3 添加单体到反应堆。
  7. 当序列提示时, 添加催化剂溶液和 endblocker。通过一个称为 "加法器坦克" 的小漏斗。

2. 聚合物制造

  1. 启动 PS4 序列并监测反应温度。
  2. 一旦温度达到 > 105 ° c, 经常收集液体样本 (至少每8分钟) 从样本绘制点 (警告: 热, 穿热手套)。
  3. 允许聚合反应运行到接近平衡。监测搅拌器的功率使用情况, 确认反应达到平衡。一旦能量停止增加, 反应就接近平衡。
  4. 请务必收集至少7样品。
  5. 完成后, 打开 co2罐阀, 然后按 "RXN 完成", 以 co2中和催化剂。这将作为 PS4 序列的一部分出现。
  6. 开始 PS5 剥离序列。
    1. 打开手动阀到真空泵, 并允许剥离运行15分钟。
    2. 选择 "剥离完成"。
  7. 将低的锅炉从反应中收集成烧瓶。
  8. 使用自动冷却过程冷却反应堆。Pumpout 将会在很晚的时候执行。
  9. Follwong 制造商的说明, 测量收集的样品与旋转 (杯和鲍勃) 粘度计。
    1. 如果转速设置过高, 则不会得到粘度读数, 并选择较低的转速。这些粘度值将用于确定聚合物的分子量分布。

聚合物是一种无处不在的类化合物, 在工业和制造业的各个方面都有发现。它们的两个最重要的特征, 分子量和聚合程度, 必须从其他的体积特性中获得。不同于其他物质, 其物理特性仅由其化学结构定义, 聚合物也受到其聚合度和分子量的影响。化学相同的聚合物可以从液体到橡胶到坚硬, 易碎的固体, 所有根据这些物理物产。由于微观属性, 如分子量, 难以直接测量, 体积性质, 如粘度, 密度, 光散射, 可以用来推断这些重要的特征。该视频将说明烷或聚烯烃的间歇聚合, 并从其粘度中确定其分子量和聚合程度。

首先, 让我们专注于烷的批量制造。聚合反应按其机理、反应器类型、产品特性等进行分类。在聚硅氧烷的情况下, 引发剂与单体反应产生聚合物链, 反过来可以通过与单体的进一步反应扩展。这种反应机理被称为加法聚合, 其特征是缺乏副产物。反应器的选择取决于反应物的性质, 影响产品的特性。间歇式反应器通常由坦克、搅拌器和加热或冷却系统组成, 它们作为封闭系统运行, 其中反应物是在一个谨慎的步骤中添加的, 然后随着时间的推移而允许反应。当使用低量的反应物或正在开发新的工艺, 或合成几个等级的产品时, 分批反应器是首选的小规模反应。它们经常用于聚合。聚硅氧烷是由单体、引发剂和没有任何溶剂的末端拦截器合成的, 这种条件称为本体聚合。溶剂的缺乏简化了聚合物的加工, 因为副产品和催化剂很容易与聚合物分离。然而, 温度必须小心控制, 如与水冷却夹克, 以防止放热失控, 可能导致爆炸。无论反应条件如何, 该产品的物理特性, 如粘度, 均用于估计分子量和重量平均分子量。通过单体分子质量除以分子量, 可以得到平均链长或聚合度, 这与转化和反应顺序有关。现在, 你知道聚合的基础, 让我们看看如何操作一个小规模的反应, 并确定反应动力学。

开始程序, 打开连接到反应容器的氮气圆筒。运行第一个序列, 它验证设备是否正常运行和工作正常。接下来, 通过将手动阀关闭到真空泵来测试系统是否有泄漏。等待五分钟, 并验证压力上升不超过600毫米的汞。重新打开阀门以卸下剩余的空气。最后, 关闭手动阀, 用氮气填充系统。该程序的第三个模块增加了循环单体的反应堆。较低数量的成分, 催化剂和末端阻滞剂, 通过一个小漏斗被称为加气罐。反应堆现在已经满了, 可以聚合了。启动第四过程并监控温度。一旦它上升到105度以上, 开始收集样品抽取点的液体样本。每隔八分钟至少收集等分。要知道聚合何时达到平衡, 请监视搅拌器的功率使用情况。一旦电力停止增加, 反应就完成了。此时, 打开二氧化碳罐和阀门, 然后按反应完成按钮来中和催化剂。要开始剥离顺序, 打开手动阀到真空泵, 让它运行15分钟, 在更高的温度。在这一点上, 选择剥离完成, 并收集低锅炉从反应成一个烧瓶。允许自动降温过程运行。使用制造商的说明, 用旋转粘度计测量收集的样品。如果速度设置得太高, 将无法读取读数, 并且会选择较低的速度。这些值将用于确定聚合物的分子量分布。

大量的信息可以从相对简单的粘度测量中获得。将该样品的粘度除以其密度, 可产生其运动粘度。经验方程, 如巴里的关系, 将运动粘度与粘度平均分子量联系起来。将粘度-平均分子量除以 1.6, 这是另一种经验因素, 它产生了数-平均分子量, 每个聚合物链的平均重量。将其除以单体的重量会产生平均链长或聚合程度, 聚合物中单体单位的数量。然而, 由于计算的链长包括了联合国反应的单体, 它将人为地低。必须应用对小数转换的帐户的更正。这是一个典型的结果的粘度平均分子量和程度的聚合反应时间。在这个反应中, 大量的末端阻滞剂, 它停止链生长和形成一个三甲基端组, 被使用, 导致一个低的最终程度的聚合。分数转换也可以确定为时间的函数。通过假设不可逆的动力学和聚合物是生产在一个恒定的链长度, 关于单体的反应顺序是确定为一阶, 由合理的契合证实。计算了0.054 倒数分钟的速率常数, 这与其他研究报告了在类似条件下该单体的一阶速率常数为0.06 倒数分钟。

合成聚合物被发现在广泛的产品, 无论是在工业和商业规模。让我们来看几个常见的例子。硅氧烷聚合物, 例如, 可以通过多种技术, 如注塑成型, 在工业上形成。它们适用于各种应用, 包括润滑剂、密封剂、洗涤剂、电绝缘、油漆和医疗器械。医学植入物和探针, 如这个原型, 特别值得注意的是, 因为它是不危险的, 具有最小的毒理学效果, 并抵制适度集中的酸和碱。由于这些原因, FDA 已经批准在医疗领域使用了聚烯烃合成是环开聚合的一个例子, 是一种常见的链式生长聚合形式。在环开聚合中, 链迭代地打开循环单体, 在聚合物上形成连续的反应中心。根据系统, 反应中心可以是激进的, 阴离子, 或阳离子。这个过程可以严格控制分子量的分布, 但这反过来又会引起挤压的问题。结果表明, 在混合物中有较高的分子量聚合物提供了更均匀的挤出。

你刚才看了朱庇特的加法聚合的介绍。你现在应该了解聚合的概念, 以及如何粘度可以决定单体的转换和动力学。谢谢收看

Results

分子量可以由经验关系决定, 例如巴里的 polydimethylsiloxanes 与分子权重的关系在2500 以上5

Equation 2

这给出了粘度-平均分子量。对于分子量预测 < 2500, 插值的实验数据发现, 在郭,6使用的运动粘度的 DC-245 单体为链长1。将粘度 (cP) 除以聚合物密度 (g/cm3) 以获得 cst 的运动粘度。把粘度平均 MWs 除以 1.6 (经验因素为聚硅氧烷) 得到的数平均分子量, 并除以这个值的单体分子量, 以获得平均链长度, (PN)avg, 其中包括未单体。

若要获取分数转换 (fm), 请从 P 的平均值的质量平衡开始 (仅限聚合物):

Equation 3(1)

左边是 PN (仅限于聚合物) 的平均值, 时间 t 为 f = fm。但是您测量的平均 PN包括单体。要在 (PN)avg中对单体进行说明, 请回想一下定义:3-4

Equation 4

因此:

Equation 5(2)

在最后一批中, 平均聚合物和 (P Equation 6 N)avg的整个批处理几乎相等, 其中 fm接近1。使用质量平衡和收集的低锅炉数量计算 fm的最后一点。解决. Equation 6 对于许多加法聚合, 是整个批处理的常量, 它允许从Equation 6 公式 2的所有其他时间计算 fm 。另外, 计算平衡常数 K (一阶可逆动力学模型) 为反应由质量平衡。

一旦 fm被确定为时间函数, 就会假定不可逆的动力学, 并确定与单体有关的反应顺序。使用统计分析来确定合适的质量和对速率常数 kp的置信限制。确定适合的一阶动力学 (预期从理论),3-4和测试, 如果两个适合实际不同。

在类似的情况下, 其他人报告了 DC-245 单体的一阶速率常数 10-3-1 , 以及 K > 60。

Figure 2
图 2.典型的聚合结果。聚合度。兆瓦的计算是从现有的数据 (参见参考 6) 或巴里的方程式 (> 2500)。5

有代表性的原始数据的检查显示在图 2中。这些数据是为陶氏康宁 DC-245 单体聚合。反应条件为: 0.04% 催化剂溶液、12% endblocker (改性剂)、130° c 和 1 atm 压力。由于使用了相对较大的 endblocker, 最终的聚合度 (DOP) 相当低。

在本实验中, 11.36 升单体的反应, 只有15毫升低锅炉的恢复, 表明数据应遵循不可逆转的动力学。在下面的图 3中显示了与一阶 (单体) 动力学的拟合。分数换算 (f) 是使用方程式1和 2确定的, 假设聚合物产生的常数链长 (PN)。结果适合是合理的, 但不是完美的。从理论上预期的一阶动力学可以产生轻微的偏差, 如扩散效应, 即粘度的增加和扩散的显著降低。其他两个原因的偏差是由原始反应温度数据 (温度振荡影响速率常数) 和小泄漏, 可能存在于泵, 反应器, 和换热器。如果有泄漏, 一些 O2可能进入系统, 并逐渐抑制反应。

Figure 3
图 3。动力学分析。"F" 是 1st阶函数, 即批处理堆质量平衡的解决方案, 用于 1st顺序的不可逆反应。

Applications and Summary

高分子科学提供了许多例子的基本原理的化学动力学和反应堆设计。简单率表达式可以描述相当复杂的化学过程, 如本实验。反应器系统设计必须找到最佳反应器类型 (间歇, 搅拌槽, 堵塞流, 或混合) 考虑动力学, 资本成本和分子量分布。特别是, 最后一个因素通常是最重要的, 因为它在很大程度上定义了产品。根据这一因素, 产品通常可以从硬脆固体到橡胶到液体不等。大量 (无溶剂) 聚合, 如在本实验中所做的, 具有以下优点: 获得纯聚合物的后续加工是简单的--只需剥掉低的锅炉并过滤掉中和的催化剂。然而, 本体聚合的缺点是, 如果一个人失去控制温度 (太高), 即使在热平衡聚合, 其他反应将主宰和导致 "失控", 这是一个失控的放热反应, 可能导致爆炸.聚合与更高的热反应在解答被反应, 悬浮 (连续的水阶段存在, 并且单体是在液滴形式), 或在气体阶段。

实验的主要外卖是如何处理一个容易测量的物理性质 (粘度) 的原始数据, 最终确定单体分数转换和反应动力学。其他许多物理属性,例如, 密度和微粒光散射, 在其他聚合用于这个目的。

由环开聚合制成的聚合物包括从己内酰胺中 Nylon-6、乙氧乙烷和-1,3-的乙缩醛共聚物、从燃料箱到喷头、聚 (ethyleneimines), 这些都用于洗涤剂和化妆品,还有许多其他的硅基骨架聚合物。除了 Nylon-6, 大多数这些聚合物是商业生产的阴离子或阳离子聚合。其他类似的聚合物也包括苯乙烯 (特别是异戊二烯)、异丁烯 (丁基) 橡胶及其卤化变种和聚 (烷基乙烯醚) 的共聚物, 通常用于油漆和粘合剂中。对于一些这样的聚合, 链终端是如此控制, 几乎均匀的分子量分布是可能的。除了某些专业等级之外, 还发现这种窄分布存在其他问题, 如挤出困难。

许多聚合物是真空剥离的第一部分, 其纯化的商业产品。其中包括聚偏二氯乙烯共聚物, 聚 (氯丁橡胶) 和许多牌号的聚 (苯乙烯) 及其共聚物, 如 SAN (苯乙烯-丙烯腈)。

有机硅聚合物用于许多产品, 包括润滑剂, 个人护理产品, 医疗设备, 剂, 密封剂, 防水涂料, 以及作为洗涤剂, 电气绝缘和油漆的组成部分。8由极高的分子量交联有机硅组成的医疗器械可由 FDA 批准植入。更常见的医疗用途是消耗品, 如导管, 导管, 胃袋, 和外科切口引流。商业用的非危险的闪光点高于300° c, 最小毒理学作用, 并且好抵抗对适度地集中水碱和酸。8,9它不腐蚀大多数常用材料。但象许多聚合物它能氧化分解, 在这种情况下 ~ 150 ° c。

材料列表

名称 公司 目录编号 评论
设备
旋转 (杯和鲍勃) 粘度计 布鲁克菲尔德 用于测定高分子样品的粘度
搅拌槽反应器 20升
反应器搅拌器

麦克马斯特-卡尔 46-460 RPM;6刀片, 扁平涡轮 (拉什顿) 类型, 〜 4"直径。
试剂
Dimethlysiloxane 单体 陶氏康宁 DC-245 比重 = 0.956 在 25 °C;黏度 = 4.2 cSt;m = 平均 dimethylsiloxanes 数 = 5
Endblock 陶氏康宁 10082-147 比重 = 0.88 在 25°C;m = 4.5 (不计算两个端组)
KOH 催化剂 vwr 470302-140 45% 水溶液
Airgas 超高压级 用于覆盖系统
二氧化碳 Airgas 技术等级 用于压制催化剂

低分子量的粘度和密度数据

数据最初来自: 陶氏康宁。 10

兆瓦, 克/摩尔 162 410 1250 28000
粘度, cs, 25 °C 0.65 2。0 10 1000
比重, 25 °C 0.760 0.872 0.935 0.970

References

  1. http://www.essentialchemicalindustry.org/polymers/polymers-an-overview.html and http://www.pslc.ws/mactest/maindir.htm (both accessed 8/22/16).
  2. MatWeb, Material Property Data, http://www.matweb.com/ and Plastics General Polymers Brand Name Listing, http://www.plasticsgeneral.com/BRAND-NAMES-LIST1.htm (both accessed 8/25/16).
  3. Fogler, F.S., Elements of Chemical Reaction Engineering, 3rd Ed., Prentice-Hall, 2001, pp. 354-382 (sections 7.1.2-7.1.5).
  4. Odian, G., Principles of Polymerization, 4th Ed., Wiley-VCH, 2004 (ch. 3), or Rodriguez, F., Principles of Polymers Systems, 2nd Ed., McGraw-Hill, 1982 (ch. 4); Fried, J.R., Polymer Science and Technology, Prentice-Hall, 1995 (ch. 2).
  5. Barry, A.J., Viscometric Investigation of Dimethylsiloxane Polymers, J. Appl. Phys., 1946, 17, 1020-1024.
  6. Kuo, A.C.M. Poly(dimethylsiloxane), in Polymer Data Handbook, Oxford University Press, 1999, 411.
  7. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2012 or the Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 3rd Ed., Wiley-Interscience, Hoboken, 2003-04.
  8. http://www.dowcorning.com/content/discover/discoverchem/properties.aspx (accessed 8/25/16)
  9. Shin-Etsu Silicone Fluid Technical Data, Shin-Etsu Silicones of America, Akron, 2005.
  10. Dow Corning, Product Information, Silicon Fluids, http://www.dowcorning.com/applications/Product_Finder/Products.aspx  (accessed 9/23/16).

该系统是由运行控制序列 PS1-PS5 在一个标准的工业集散控制系统, 是由 PC 操作。序列打开/关闭/调整阀门在适当的顺序, 并通知何时以及如何向反应堆添加元件。

1. 反应堆设置

  1. 打开连接到反应容器的 N 个2缸。
  2. 运行控制序列 PS1 测试设备。
  3. 然后, 关闭手动阀到真空泵, 检查系统是否无泄漏。
  4. 等待5分钟, 并验证压力不超过600毫米汞。
  5. 用 N2填充系统。为了安全和动力学原因, 需要氮气。O2抑制许多聚合, 并可能导致爆炸。
  6. 运行控制序列 PS3 添加单体到反应堆。
  7. 当序列提示时, 添加催化剂溶液和 endblocker。通过一个称为 "加法器坦克" 的小漏斗。

2. 聚合物制造

  1. 启动 PS4 序列并监测反应温度。
  2. 一旦温度达到 > 105 ° c, 经常收集液体样本 (至少每8分钟) 从样本绘制点 (警告: 热, 穿热手套)。
  3. 允许聚合反应运行到接近平衡。监测搅拌器的功率使用情况, 确认反应达到平衡。一旦能量停止增加, 反应就接近平衡。
  4. 请务必收集至少7样品。
  5. 完成后, 打开 co2罐阀, 然后按 "RXN 完成", 以 co2中和催化剂。这将作为 PS4 序列的一部分出现。
  6. 开始 PS5 剥离序列。
    1. 打开手动阀到真空泵, 并允许剥离运行15分钟。
    2. 选择 "剥离完成"。
  7. 将低的锅炉从反应中收集成烧瓶。
  8. 使用自动冷却过程冷却反应堆。Pumpout 将会在很晚的时候执行。
  9. Follwong 制造商的说明, 测量收集的样品与旋转 (杯和鲍勃) 粘度计。
    1. 如果转速设置过高, 则不会得到粘度读数, 并选择较低的转速。这些粘度值将用于确定聚合物的分子量分布。

聚合物是一种无处不在的类化合物, 在工业和制造业的各个方面都有发现。它们的两个最重要的特征, 分子量和聚合程度, 必须从其他的体积特性中获得。不同于其他物质, 其物理特性仅由其化学结构定义, 聚合物也受到其聚合度和分子量的影响。化学相同的聚合物可以从液体到橡胶到坚硬, 易碎的固体, 所有根据这些物理物产。由于微观属性, 如分子量, 难以直接测量, 体积性质, 如粘度, 密度, 光散射, 可以用来推断这些重要的特征。该视频将说明烷或聚烯烃的间歇聚合, 并从其粘度中确定其分子量和聚合程度。

首先, 让我们专注于烷的批量制造。聚合反应按其机理、反应器类型、产品特性等进行分类。在聚硅氧烷的情况下, 引发剂与单体反应产生聚合物链, 反过来可以通过与单体的进一步反应扩展。这种反应机理被称为加法聚合, 其特征是缺乏副产物。反应器的选择取决于反应物的性质, 影响产品的特性。间歇式反应器通常由坦克、搅拌器和加热或冷却系统组成, 它们作为封闭系统运行, 其中反应物是在一个谨慎的步骤中添加的, 然后随着时间的推移而允许反应。当使用低量的反应物或正在开发新的工艺, 或合成几个等级的产品时, 分批反应器是首选的小规模反应。它们经常用于聚合。聚硅氧烷是由单体、引发剂和没有任何溶剂的末端拦截器合成的, 这种条件称为本体聚合。溶剂的缺乏简化了聚合物的加工, 因为副产品和催化剂很容易与聚合物分离。然而, 温度必须小心控制, 如与水冷却夹克, 以防止放热失控, 可能导致爆炸。无论反应条件如何, 该产品的物理特性, 如粘度, 均用于估计分子量和重量平均分子量。通过单体分子质量除以分子量, 可以得到平均链长或聚合度, 这与转化和反应顺序有关。现在, 你知道聚合的基础, 让我们看看如何操作一个小规模的反应, 并确定反应动力学。

开始程序, 打开连接到反应容器的氮气圆筒。运行第一个序列, 它验证设备是否正常运行和工作正常。接下来, 通过将手动阀关闭到真空泵来测试系统是否有泄漏。等待五分钟, 并验证压力上升不超过600毫米的汞。重新打开阀门以卸下剩余的空气。最后, 关闭手动阀, 用氮气填充系统。该程序的第三个模块增加了循环单体的反应堆。较低数量的成分, 催化剂和末端阻滞剂, 通过一个小漏斗被称为加气罐。反应堆现在已经满了, 可以聚合了。启动第四过程并监控温度。一旦它上升到105度以上, 开始收集样品抽取点的液体样本。每隔八分钟至少收集等分。要知道聚合何时达到平衡, 请监视搅拌器的功率使用情况。一旦电力停止增加, 反应就完成了。此时, 打开二氧化碳罐和阀门, 然后按反应完成按钮来中和催化剂。要开始剥离顺序, 打开手动阀到真空泵, 让它运行15分钟, 在更高的温度。在这一点上, 选择剥离完成, 并收集低锅炉从反应成一个烧瓶。允许自动降温过程运行。使用制造商的说明, 用旋转粘度计测量收集的样品。如果速度设置得太高, 将无法读取读数, 并且会选择较低的速度。这些值将用于确定聚合物的分子量分布。

大量的信息可以从相对简单的粘度测量中获得。将该样品的粘度除以其密度, 可产生其运动粘度。经验方程, 如巴里的关系, 将运动粘度与粘度平均分子量联系起来。将粘度-平均分子量除以 1.6, 这是另一种经验因素, 它产生了数-平均分子量, 每个聚合物链的平均重量。将其除以单体的重量会产生平均链长或聚合程度, 聚合物中单体单位的数量。然而, 由于计算的链长包括了联合国反应的单体, 它将人为地低。必须应用对小数转换的帐户的更正。这是一个典型的结果的粘度平均分子量和程度的聚合反应时间。在这个反应中, 大量的末端阻滞剂, 它停止链生长和形成一个三甲基端组, 被使用, 导致一个低的最终程度的聚合。分数转换也可以确定为时间的函数。通过假设不可逆的动力学和聚合物是生产在一个恒定的链长度, 关于单体的反应顺序是确定为一阶, 由合理的契合证实。计算了0.054 倒数分钟的速率常数, 这与其他研究报告了在类似条件下该单体的一阶速率常数为0.06 倒数分钟。

合成聚合物被发现在广泛的产品, 无论是在工业和商业规模。让我们来看几个常见的例子。硅氧烷聚合物, 例如, 可以通过多种技术, 如注塑成型, 在工业上形成。它们适用于各种应用, 包括润滑剂、密封剂、洗涤剂、电绝缘、油漆和医疗器械。医学植入物和探针, 如这个原型, 特别值得注意的是, 因为它是不危险的, 具有最小的毒理学效果, 并抵制适度集中的酸和碱。由于这些原因, FDA 已经批准在医疗领域使用了聚烯烃合成是环开聚合的一个例子, 是一种常见的链式生长聚合形式。在环开聚合中, 链迭代地打开循环单体, 在聚合物上形成连续的反应中心。根据系统, 反应中心可以是激进的, 阴离子, 或阳离子。这个过程可以严格控制分子量的分布, 但这反过来又会引起挤压的问题。结果表明, 在混合物中有较高的分子量聚合物提供了更均匀的挤出。

你刚才看了朱庇特的加法聚合的介绍。你现在应该了解聚合的概念, 以及如何粘度可以决定单体的转换和动力学。谢谢收看

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