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烷的加入聚合动力学

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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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