Реакция роста Скорость реакции роста

Сополимеризация.

Сополимеризацией называется процесс совместной полимеризации двух или нескольких мономеров с образованием макромолекул, содержащих в основной цепи звенья различных исходных мономеров. Соответствующим подбором исходных мономеров полимерным материалам придаются определённые физико-механические свойства. Соотношение компонентов в составе сополимера зависит от реакционной способности мономеров и радикалов.

Сополимеризация может протекать по ионному и радикальному механизму. При простейшем случае радикальной сополимеризации двух мономеров М₁ и М₂ возможно протекание четырёх элементарных реакций роста цепи:

~R₁· + M₁ → ~R₁· k₁₁[R₁·][M₁]

~R₁· + M₂ → ~R₂· k₁₂[R₁·][M₂]

~R₂· + M₁ → ~R₁· k₂₁[R₂·][M₁]

~R₂· + M₂ → ~R₂· k₂₂[R₂·][M₂]

где M_i – мономер i-го типа; ~R_i· -макрорадикал, оканчивающийся звеном M_i; k_ij – константа скорости присоединения M_i мономера к ~R_i· радикалу.

Кинетическая обработка приведённой реакционной схемы в квазистационарном приближении позволяет установить связь между составом сополимеров и составом исходной смеси мономеров. В квазистационарном состоянии концентрации радикалов ~R₁· и ~R₂· постоянны, т.е. скорости перекрёстного роста цепи равны между собой:

k₁₂[R₁·][M₂] = k₂₁[R₂·][M₁] (1)

Скорости превращения мономеров при сополимеризации описываются уравнениями

d[M₁]/dt = k₁₁[R₁·][M₁] + k₂₁[R₂·][M₁]

d[M₂]/dt = k₂₂[R₂·][M₂] + k₁₂[R₁·][M₂]

Для отношения скоростей этих реакций получим:

d[M₁] k₁₁[R₁·][M₁] + k₂₁[R₂·][M₁]

—— = ———————————

d[M₂] k₂₂[R₂·][M₂] + k₁₂[R₁·][M₂]