链转移反应可用通式表示为
转移结果使长链自由基终止成死的大分子,因此分子量降低,是一种特殊的链终止,有的体系,大分子的生成主要是链转移的结果。
(1)链转移的类型 链转移反应可根据链转移对象的不同分为四种类型。
①向单体的链转移
对氯乙烯(VC)的聚合,由于ktrM≈10-3,RtrMRt,故PVC主要由向单体的链转移反应生成,其聚合度也由向单体的链转移控制。
②向溶剂的链转移 正是由于向溶剂的链转移,使溶液聚合高分子的分子量较低。
[图片]
其中Y-S表示聚合溶剂
[图片]
R—SH的S—H键较弱,ktrS较高,所以硫醇类化合物(如十二烷基硫醇、正丁基硫醇、巯基乙醇、巯基丙醇等)可用于控制聚合度,称为分子量调节剂。
③向引发剂的链转移
[图片]
④向大分子的链转移 高压聚乙烯(LDPE)除了由向大分子链转移形成长支链外,还有许多乙基、丁基等短支链,这些短链是大分子内转移(回咬)的结果。
恶性的向大分子的链转移反应,将形成凝胶、交联聚合物。
(2)链转移反应对数均聚合度[图片]的影响 对于正常链转移ktrkp而ka≈kp,链转移的结果将使分子量减小,对聚合速率影响较小。下面的讨论即指正常链转移。此时,链转移反应对Rp无影响,只对[图片]产生影响。阻聚、缓聚将在下节讨论
向溶剂的链转移常数。Rtp表示双基终止对应的大分子生成速率。
[图片]
上述方程称为自由基聚合聚合度控制方程,可用于配方设计或计算。
对CH2CHCl,CM很大。50℃时,其CM=1.35×10-3,忽略其他三项的影响,则:
[图片]
与实验结果非常接近
[图片]而聚合速率则由引发剂用量决定,这是PVC聚合机理的特点。
(3) 链转移的应用 链转移反应常用于大分子的分子量调节。常用分子量调节剂有n-C12H25SH(正十二烷基硫醇)、t-C12H25SH(叔十二烷基硫醇)、HS(CH2)2OH等。其链转移常数通常在10,过大则消耗过快,过小则用量太大。