Список тематических статей

Степень полимеризации

Понятие и описание

Степенью полимеризации (англ. degree of polymerization) — называется количество звеньев мономера в полимерной макромолекуле или молекуле олигомера. Эта величина, как и родственная ей молекулярная масса, является одной из основных характеристик каждого полимера.

В случае гомополимера (такого высокомолекулярного соединения, в макромолекуле которого имеется лишь один тип мономерных звеньев) значение степени полимеризации считается как отношение молекулярной массы макромолекулы к такому же параметру, относящемуся к звену мономера. Этим способом рассчитывается так называемая средняя степень полимеризации.

Рис.1. Макромолекула полистирола

Рассматриваемая величина помогает понять массу макромолекулы полимера, однако однозначно зная ее можно определить молекулярную массу только высокомолекулярного соединения с известной формулой и постоянной степенью полимеризации. Обычно же полимерные материалы состоят из смеси макромолекул разной длины, которые соответственно имеют полимеризацию разных степеней. Именно поэтому используются усредненные значения молекулярной массы и полимеров и их степени полимеризации.

Суть и применение

Степень полимеризации важна тем, что от нее зависят многие свойства высокомолекулярных соединений и особенно их физико-механически характеристики. Обычно рост этого показателя, т.е. удлинение полимерной цепи, ведет к увеличению температуры плавления пластиков и повышению их прочностных свойств. Как правило, и эксплуатационные показатели полимеров растут с увеличением степени полимеризации в разумных пределах.

Физические и химические характеристики олигомеров также повышаются при увеличении длины их молекул. Однако, при определенном критической величине этой длины продолжение ее роста начинает влиять на характеристики незначительно. Такая точка условно считается переходным значением от олигомерного материала к полимерному.

С ростом степени полимеризации у высокомолекулярного соединения увеличивается не только физико-механические данные, но и химическая стойкость. Однако, с ростом макромолекул снижается текучесть расплава полимера, которая является важнейшей характеристикой для переработки пластмасс в изделия. Так, для получения волокон или литья под давлением тонкостенных продуктов, нужен очень высокий показатель текучести расплава (ПТР), для экструзии, особенно толстостенных профилей и труб, этот параметр бывает ниже. А, скажем, сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) имеет такой низкий ПТР, что его невозможно применять даже в экструзии. Такие материалы с очень большой молекулярной массой в миллионы единиц перерабатываются методами прессования или спекания.