Dyspersyjność (polimery)

Dyspersyjność^[1], stopień dyspersyjności^[2], wskaźnik dyspersyjności, współczynnik dyspersyjności^[a] – statystyczny rozrzut masy cząsteczek polimeru.

W odróżnieniu od związków niskocząsteczkowych – mających jedną, ściśle określoną masę cząsteczkową – polimery są zazwyczaj populacjami cząsteczek o różnej masie. Wynika to ze stochastycznego charakteru reakcji polimeryzacji. Reakcje te przebiegają różnie, zależnie od ich warunków i mechanizmu, co powoduje, że populacje polimerów posiadają losowy rozrzut mas cząsteczkowych. Dyspersyjność ma generalnie negatywny wpływ na własności użytkowe polimerów i dlatego dąży się do jej ograniczania.

Dyspersyjność masy molowej

Dyspersyjność masy molowej (Đ_M) jest zdefiniowana jako stosunek średniej wagowo masy cząsteczkowej (M_w) do średniej liczbowo masy cząsteczkowej (M_n)^[1]^[3] danego polimeru:

Đ_M = M_w/M_n

Im większe Đ_M, tym większy rozrzut mas. Gdy Đ_M = 1, to masa cząsteczkowa wszystkich cząsteczek polimeru jest jednakowa – co jednak w przypadku polimerów syntetycznych nie ma nigdy miejsca. Najmniejsze Đ_M (rzędu 1,05) udaje się osiągać w polimeryzacji żyjącej. Dla ogromnej większości polimerów syntetycznych wytwarzanych przemysłowo wskaźnik ten zawiera się w zakresie od 1,5 do 2. Takie wartości wskazują, że reakcja polimeryzacji przebiegała w typowy dla niej sposób. Gdy wskaźnik jest powyżej 2, wskazuje to na nietypowe lub nadmierne zakłócenia polimeryzacji, które należy wyeliminować.

Dyspersyjność stopnia polimeryzacji

W chemii polimerów poza dyspersyjnością masy molowej polimeru stosuje się też pojęcie dyspersyjności stopnia polimeryzacji, czyli stosunku średniego masowo stopnia polimeryzacji X_w do średniego liczbowo stopnia polimeryzacji X_n^[3]:

Đ_X = X_w/X_n

Dyspersyjność

Ogólne pojęcie „dyspersyjność” (Đ) stosuje się, gdy Đ_M = Đ_X = Đ. Ma to miejsce dla homopolimerów i kopolimerów naprzemiennych na tyle dużych, że można zaniedbać różnice w budowie grup końcowych^[3].

Uwagi

↑ Spotykane również nazwy „stopień polidyspersyjności”, „wskaźnik polidyspersyjności”, „współczynnik polidyspersyjności” oraz inne nazwy zawierające słowo polidyspersyjność są silnie odradzane przez IUPAC^[3].

Przypisy

↑ ^a ^b AnnaA. Mielańczyk AnnaA., DorotaD. Neugebauer DorotaD., Metody analizy związków chemicznych [online], Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów [zarchiwizowane z adresu 2016-08-26] .
↑ KatarzynaK. Jaszcz KatarzynaK., Recenzja pracy doktorskiej mgr inż. Karola Kożucha pt. „Synteza i badanie wybranych związków wielkocząsteczkowych o potencjalnych właściwościach wybuchowych” [online], Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów [dostęp 2016-08-24] .
↑ ^a ^b ^c ^d Robert F.T.R.F.T. Stepto Robert F.T.R.F.T., Dispersity in polymer science (IUPAC Recommendations 2009), „Pure and Applied Chemistry”, 81 (2), 2009, s. 351–353, DOI: 10.1351/PAC-REC-08-05-02 [dostęp 2021-02-23] (ang.).

[4] Spotykane również nazwy „stopień polidyspersyjności”, „wskaźnik polidyspersyjności”, „współczynnik polidyspersyjności” oraz inne nazwy zawierające słowo polidyspersyjność są silnie odradzane przez IUPAC^[3].

[instr-1] AnnaA. Mielańczyk AnnaA., DorotaD. Neugebauer DorotaD., Metody analizy związków chemicznych [online], Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów [zarchiwizowane z adresu 2016-08-26] .

[2] KatarzynaK. Jaszcz KatarzynaK., Recenzja pracy doktorskiej mgr inż. Karola Kożucha pt. „Synteza i badanie wybranych związków wielkocząsteczkowych o potencjalnych właściwościach wybuchowych” [online], Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów [dostęp 2016-08-24] .

[IUPAC-3] Robert F.T.R.F.T. Stepto Robert F.T.R.F.T., Dispersity in polymer science (IUPAC Recommendations 2009), „Pure and Applied Chemistry”, 81 (2), 2009, s. 351–353, DOI: 10.1351/PAC-REC-08-05-02 [dostęp 2021-02-23] (ang.).

[1]

[2]

[a]

[3]