縮重合高分子の分子量計算

下記の縮重合反応（イソシアネート基とアミノ基の重合）で得られた高分子の分子量はどのような一般式で表せるのでしょうか？どなたかわかる方よろしくお願いします。〔NCO〕／〔NH2〕＝１／１（モル比または当量比）であれば、分子量は理論的には無限になるということはわかるのですが・・。

　反応式：OCN-A-NCO + 2HN-B-NH2 →　ポリウレア
　モル比：　〔NCO〕/〔NH2〕= X/Y　とする
　分子量：OCN-A-NCOの分子量=Ma、2HN-B-NH2の分子量=Mb　とする
　この場合の生成したポリウレアの分子量は？
　

No.1 回答者： w-palace 回答日時： 2006/03/11 11:31

この反応はイソシアネートへのアミンの付加によって進みますので、縮重合ではなく付加重合だと思います。

分子量に関しては、何個のイソシアネートとアミンが反応したかによって異なるはずです。
分子量に関して言えることとしては、イソシアネートとアミンの数が同数であることが基本ですが、その末端にどちらか一方の分子が余分についてる可能性があります。
したがって、nを重合度とした場合に
nMa + nMb
Mna + (n+1)Mb
(n+1)Ma + nMb
のいずれかということになると思います。

無理にモル比を使って計算するならば、以下のようになると思います。
たとえばX＞Yとすれば、上記の式の中の
(n+1)Ma + nMb
のかたちになって反応が終了すると考えられます。
だとすれば、X/Y=(n+1)/nとなります。
すなわち、Xn=Y(n+1) → n=Y/(X-Y)　となります。
こうして計算したnを「(n+1)Ma + nMb」に代入すれば、一応の分子量が計算できることになります。

ただし、以上のことは机上の計算であり、実際にそのようになるかどうかは不明です。

No.2 回答者： DexMachina 回答日時： 2006/03/13 12:53

下記参考URLをご覧になればご理解いただけるのではないかと思いますが、

低分子の場合と違い、高分子の場合は異なる分子量のものの混合物になります。
例えば、同じ反応槽で合成した高分子でも、
　　ある分子は1000個のモノマーが重合しているのに対し、
　　別の分子では900個のモノマーが重合している、
といった具合です。

このため、分子量の算出方法方法も異なり(より正確には「分子量の定義」自体が
異なる)、高分子を溶解させた溶液の粘度から算出する「粘度平均分子量」などが
一般に使用されます。
(他に、数平均分子量、重量平均分子量などもあります)


低分子の反応物では反応式(分子式)が描ければ分子量が計算で出せますが、
高分子の場合は、どの分子量であっても、生成物の何らかの物性(→粘度など)を
改めて実験で求めないと、分子量はわかりません。

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E5%88%86% …

No.3 ベストアンサー 回答者： SoftMatter 回答日時： 2006/03/16 12:52

モル比をｒ（＝X/Y）とすると、

重合度Pnは
Pn＝（１＋ｒ）／（１－ｒ）
となります。（ｒ＜１となるようにX、Yを決めてください）

詳しくは
「エッセンシャル高分子科学」ｐ３０
を参照してください。