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高分子化学 > ラジカル重合の化学
[1. 概要]
ラジカル重合のシミュレーターを作成するにあたってラジカル重合の基礎式をまとめた。井本稔先生はラジカル重合論と分子軌道計算を合わせて解説された。それに大きく影響を受け、実際に半経験的分子軌道計算法MOPACを用いて開始反応、成長反応、停止反応、連鎖移動反応を解析した。
[2. ラジカル重合の基礎式] 2024.9.10
プログラムを作成するときに使ったラジカル重合理論のまとめをおいておく。
[3. 高分子化学 : ラジカル重合の化学]
高分子の中で一番大事なのは、ラジカル重合性の高分子であろう。分子中に２重結合を持ったモノマーを、有機過酸化物やアゾビス系の開始剤を用いて重合を行う。山本は、パソコンによる高分子科学演習(図１)や井本稔のラジカル重合論(図２)で高分子化学を計算で取り扱うことを学び、さらに分子軌道を使ってその理解を深める事を学んだ。
図３の本中では、フォートランのソースをパンチカードでプログラミングする方法が解説されている。そのCNDO/2プログラムをJavaScriptへ移植しWebアプリで使えるようにした。
[3.1.ラジカル重合の開始反応]
過酸化ベンゾイル (BPO) 、過硫酸カリウムのような有機および無機過酸化物や、アゾビスイソブチロニトリル (AIBN) のようなアゾ化合物を光もしくは加熱により分解し、2個のラジカルを生じさせる方法（下式を参照）。
RO-OR → 2 RO•
R2(NC)C-N=N-C(CN)R2 → 2 R2(NC)C• + N2
[3.2.ポリマーの成長（停止）反応]
図４に示すようにラジカル開始剤から発生したラジカルは２重結合を持ったモノマーに反応する。
[3.3.連鎖移動反応]
図５に示すように連鎖移動反応は、ポリマー末端のラジカルが、他のポリマー鎖、溶媒、モノマー、開始剤、その他の添加剤から水素（場合によると塩素）を引き抜く事によって起こる。水素や塩素を引き抜かれた側は、ラジカルとなって重合が継続される。連鎖移動反応の前後でラジカルの数は変わらないが、ポリマーが分断されるので低分子量化する。
[3.4.共重合（作成中）]
作成してから10年以上立つが、フィードバックは皆無なので放りかえしてある。
[4. 図表]
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