Отличающийся высокой газонепроницаемостью
CН3
n CH2 = C + m CН2 = С – СН = СН2 à
СН3 ç
СН3
СН3 СН3
ç ç
à… – СН2 – С – СН2 – С – СН2 – СН2 – С = СН – СН2 – …
ç ç ç
СН3 СН3 СН3
Сополимеризация имеет очень большое значение как методо получения полимеров пространственного строения, на основании которых синтезируются многочисленные ионообменные материалы.
n СН2=СН + m СН=СН2 – … – СН2 – СН – СН2 – СН – СН2 – СН – …
ç ç ç ç ç
ç ç
СН = СН2 … – СН2 – СН –СН2 – СН – СН2 – СН –
ç ç
ç
СН2 – СН – СН2 – СН – СН2 – СН –
ç ç
Управнение состава сополимеров. Константы сополимеризации
Как и гомополимеризация, сополимеризация включает инициирование, рост, обрыв и передачу цепи.
Однако процесс полимеризации значительно осложняется участием в реакции нескольких мономеров и соответственно нескольких радикалов с различной реакционной способностью. Например, при сополимеризации двух мономеров M1 и М2 в системе будут присутствовать полимерные радикалы с концевыми группами М'1 и М'2. Делается допущение, что радикалы вида – М'1 – М2 и – М2 – М'2 имеют одинаковую реакционную способность. Тогда образование сополимера предполагает следующие четыре реакции роста цепей:
k11 | ||
~ M1 + M1 | ~ M1 + M'1 | |
k12 | ||
~ M'1 + M2 | ~ M1 + M'2 | |
k22 | ||
~ M'2 + M2 | ~ M2 + M'2 | |
k21 | ||
~ M'2 + M1 | ~ M2 + M'1 |
Если мономеры M1 и М2 обладают различной реакционной способностью, то все четыре реакции будут протекать с разной скоростью. При достаточно большой молекулярной массе образующегося полимера можно принять, что мономер расходуется только в реакциях роста цепи. Тогда скорость расходования мономеров может быть выполнена следующими уравнениями.
d[M1] | ||||
– | = | k11 [M'1] [M1] + k21 [M'2] [M1] | (1) | |
dt | ||||
d[M2] | ||||
– | = | k12 [M'1] [M1] + k22 [M'2] [M2] | (2) | |
dt |
В стационарном состоянии, т.е. когда скорость образования активных центров равна скорости их исчезновения, справедливо выражение
k12 [ M'1] [ M2] = k21 [ M'2] [ M1] (3)
Разделив уравнение (1) на уравнение (2) и подставив в полученное выражение значение [ M'1] или [ M'2] из уравнения (3), получим уравнение дифференциального состава сополимера
d [ M1] | [ M1] | r1 [ M1] + [ M2] | ||||
= | * |
| ||||
d [ M2] | [ M2] | r2 [ M2] + [ M1] |
где | k11 | k22 | |||||
r1 = | ; | r2 = | |||||
K12 | k21 |
Константы r1 и r2 характеризуют отношение констант скоростей взаимодействия радикала с мономером и называются константами сополимеризации.
Для начальной стадии сополимеризации отношение скоростей присоединения мономеров можно заменить отношением молярных концентрации мономеров в образующемся сополимере: тогда уравнение (4) переходит в выражение:
[m1] | [ M1] |
| ||||
= | * | |||||
m2] | [ M2] | R2 [ M2] + [ M1] |
где [m1] и [m2] – молярные концентрации мономеров M1 и M2 в сополимере. Уравнение (5) называется уравнением Майо – Льюиса.