Stiren (M1) ve 2-viniltiofen (M2)
monomerlerinden oluşan bir ko polimerizasyon karışımı hemen hemen ideal bir
sistemdir (r1 = 0.35, r2 = 3.10, r1 r2
= 1.09). Bu monomerlerden herhangi bir anda oluşan kopolimerin başlangıç
bileşimi ve dönüşme-yüzdesi ile değişmesi Şekil-1'de verilmiştir. Viniltiofen
çok daha reaktif olduğundan daha önce harcanır ve son ürün olarak saf
polistiren elde edilir. Toplam polimer bileşimi dönüşme ile oldukça az değişir
ve deneyin sonunda maddesel denge gereksinimi nedeni ile başlangıçtaki bileşime
yaklaşır.
Bu monomerlerin çeşitli başlangıç karışımları ile
başlatılan polimerizasyonlarında %100
dönüşme için polimer bileşiminin dağılımı Şekil-2'de verilmiştir. Her blok,
kopolimer bileşiminde %5'lik bir aralığı göstermektedir. Monomer reaktiflik
oranları 0.5'den daha küçük (veya 2'den daha büyük) olduğundan U-biçimli
dağılım eğrileri ortaya çıkar. Bu eğriler, iki farklı bileşiminin önemli
miktarlarda bulunduğunu, ara bileşimlerdeki kopolimerin ise az olduğunu
belirtir.
Şekil-1: Stiren-2-viniltiyofen kopolimer sisteminde kopolimer
bileşiminin, başlangıç karışımının bileşimi ve dönüşme ile değişmesi.
Şekil-2: Stiren-2-viniltiyofen kopolimer sisteminde %100 dönüşme için
kopolimer bileşiminin dağılımı. (Dört farklı başlangıç bileşimi stirenin mol
kesri olarak verilmiştir.)
Şekil-3: Stiren-dietil fumarat kopolimer sisteminde kopolimer
bileşiminin, başlangıç karışımının bileşimi ve dönüşme ile değişmesi.
b. Seçenekli Sistem
Stiren (M1) ve dietil fumarat (M2)
monomerlerinin karışımı seçenekli kopolimerizasyon için uygun bir örnek sağlar
(r1 = 0.30, r2 = 0.07, r1 r2 =
0.021). Bu sistem, %57 mol stiren bileşiminde azeotropik bir karışım gösterir.
Bu kopolimerin diagramları ideal sisteminkinden daha karmaşıktır. Azeotropik
bileşime yakın olan monomer karışımları, oldukça yüksek dönüşmelere kadar hemen
hemen değişmez. Ancak, %57 mol stiren'den daha fazla stiren içeren başlangıç
karışımlarının saf polistirene, daha az stiren içerenlerin ise saf poli(dietil
fumarat)'a doğru sapacağı kolayca görülebilir (Şekil-3). Toplam kopolimer
bileşimi, bütün başlangıç karışımları için, dönüşme ile önemli bir değişme
göstermez. Azeotropik bileşim için ise sabit kalır. Kopolimer dağılımı için
Şekil-4'de verilen grafiklerden, azeotropik bileşimden daha fazla stiren içeren
karışımlardan elde edilen polimerlerde daha fazla stiren bulunduğu
görülmektedir.
Şekil-4: Stiren-dietil fumarat kopolimer sisteminde %100 dönüşme için
kopolimer bileşiminin dağılımı.
c. Rastgele Kopolimerler
Stiren (M1) ile metil metakrilat (M2)
monomerlerinin (r1 = 0.53, r2 = 0.56) radikal
kopolimerizasyonu (35 ve 36) denklemlerinin uygulanması için örnek olarak seçilebilir.
Metil metakrilatın reakriflik oranı biraz daha büyük olduğundan, bu monomerlerden
elde edilen kopolimer metil meakrilat bakımından biraz daha zengindir
(Şekil-5). Polimere dönüşen maddenin miktarı arttıkça, monomer karışımındaki
stiren yüzdesi büyür. Bu ise, dönüşme ile kopolimerdeki stiren miktarının çoğalmasına
yol açar. Şekil-5'de meydanan gelen bütün kopolimerin ortalama bileşiminin
dönüşme ile değişmesi de verilmiştir. Kopolimerin ortalama bileşiminde stirenin
bir miktar arttığı görülmektedir.
Endüstride uygulama alanı olan kopolimerizasyonlarda genellikle,
olanak içindeki en dar bileşim dağılımını gösteren kopolimerlerin hazırlanması
istenir. Bu amaçla iki pratik yöntemden yararlanılır. Birinci yol, %100
dönüşmeye erişmeden kopolimerizasyonu durdurmaktır. İkinci yol ise, daha
reaktif monomeri sürekli olarak polimerizasyon sistemine katarak başlangıçtaki
monomer bileşimini sabit tutmaya dayanır.
Şekil-5: Stiren (M1)-metil metakrilat (M2) kopolimer sisteminde monomer ve kopolimer bileşimlerinin, % ve dönüşme ile değişmesi. (r1 = 0.53, r2 = 0.56, (f1)0 = 0.80, (f2)0 = 0.20 için.)
GERİ (poimer kimyası)
