Comment calculer le degré de polymérisation

La polymérisation est une réaction chimique qui lie les monomères pour former de grandes chaînes de polymères. Un polymère aura finalement des unités répétitives puisqu'il lie plusieurs unités monomères. Ce nombre d'unités récurrentes aide à déterminer les propriétés physiques et chimiques d'un polymère et varie en fonction du polymère et de son poids moléculaire. Par conséquent, le calcul du nombre d'unités répétitives ou du degré de polymérisation (DP) est très important dans l'industrie des polymères.

Cet article explore,

1. Quel est le degré de polymérisation?

2. Comment calculer le degré de polymérisation?

Quel est le degré de polymérisation

Le terme degré de polymérisation est défini comme le nombre d'unités répétées dans une molécule de polymère. Dans certains cas, ce terme est utilisé pour exprimer le nombre d'unités monomères dans une molécule de polymère moyenne. Toutefois, cela ne s'applique que si les unités récurrentes sont constituées d'un seul type de monomère. Il est généralement désigné par 'n'dans la formule généralisée - [M]_n; où M est l'unité qui se répète.

Comment calculer le degré de polymérisation

Un échantillon de polymère contient généralement une distribution de chaînes avec différents degrés de polymérisation. Par conséquent, une valeur moyenne doit être prise lors de la détermination du DP. Le degré de polymérisation peut être calculé en utilisant la relation suivante si le poids moléculaire d'une molécule de polymère est connu.

M = (DP) M₀

M est le poids moléculaire du polymère, DP est le degré de polymérisation et le M₀ est le poids de formule de l'unité récurrente.

Ex: calculer le degré de polymérisation d’un échantillon de polyéthylène [(CH₂-CH₂)_n], qui a un poids moléculaire de 150 000 g / mol.

Le poids moléculaire d'une unité répétitive, M_o= (12 x 2 + 1 x 4) g / mol = 28 g / mol

                                             DP = M / M_o

                                                          = 150 000 g / mol / 28 g / mol

                                                          = 5,35 x 10³

La molécule contient 5,35 x 10³ des unités répétées.

Lorsque nous considérons le poids moléculaire d’un polymère pour le calcul ci-dessus, nous prenons généralement le poids moléculaire moyen en nombre (M_n) ou poids moléculaire moyen en poids (M_w).

Formule pour calculer le poids moléculaire moyen en nombre

Le poids moléculaire moyen en nombre peut être déterminé par,

M_n= Σ X_je M_je

X_je est la fraction du nombre total de chaînes dans chaque plage, et M_je est le poids moléculaire moyen de chaque gamme de taille des chaînes polymères.

Formule pour calculer le poids moléculaire moyen en poids

Le poids moléculaire moyen en poids peut être déterminé par,

M_w= Σ F_je M_je

F_je est la fraction en poids des chaînes de polymère, et M_je est à nouveau le poids moléculaire moyen de chaque gamme.

Référence:

Stuart, B.H. (2008).Analyse des polymères (Vol. 30). John Wiley & Sons.

Rudin, A., et Choi, P. (2012).Les éléments de la science et de l'ingénierie des polymères. Presse académique.

Alger, M. (1996).Dictionnaire scientifique des polymères. Springer Science & Business Media.

Hannant, D. J. (1989). La science et l'ingénierie des matériaux: Par Donald R. Askeland. PWS, Boston, MA, USA, 1989. ISBN 0-534-91657-0. 876 pp.