Xét phản ứng tổng quát:
Phản ứng này xảy ra là do tương tác của nhĩm cacboxyl (-COOH) và nhĩm hidroxyl (-OH). Hằng số cân bằng K chỉ phụ thuộc vào bản chất của các nhĩm chức, khơng phụ thuộc vào R và R'; vì vậy, chúng ta xem phản ứng ester hĩa trên là phản ứng của -COOH và -OH như sau:
Đặc điểm của phản ứng trùng ngưng là phản ứng thuận nghịch, tức là phản ứng xảy ra theo cả 2 chiều, và K cĩ giá trị tương đối thấp.
Ví dụ: Phản ứng trùng ngưng tạo thành polietylenterephtalat cĩ K là 4,9 ở 280oC và phản ứng trùng ngưng tạo thành poliamid cĩ K là 305 ở 260oC. Do K nhỏ nên khối lượng phân tử của polimer thu được thấp, thường cĩ giá trị từ 1.000 đến 15.000 đvc, trong khi đĩ khối lượng phân tử của polimer thu được từ phản ứng trùng hợp thường từ 100.000 đến 1.000.000 đvc.
Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng trùng ngưng:
1.Aûnh hưởng của nhiệt độ:
Nhiệt độ rất ít ảnh hưởng đến độ trùng hợp, tức là rất ít ảnh hưởng đến khối lượng phân tử của polimer. Tuy nhiên, phản ứng trùng ngưng luơn luơn thu nhiệt
(∆H= 8 → 10kcal/mol); do vậy, người ta phải thường xuyên cung cấp nhiệt cho hệ
phản ứng. Nếu ngừng cung cấp nhiệt thì phản ứng sẽ ngừng ngay tức khắc.
Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng nên phản ứng nhanh đạt đến trạng thái cân bằng nhưng khơng thể tăng nhiệt độ lên mãi vì địi hỏi trang thiết bị kỹ thuật hiện đại. Khi tăng nhiệt độ thì làm cho cân bằng trùng ngưng chuyển dịch về phía thuận tạo ra polimer cĩ khối lượng phân tử lớn hơn do cĩ sự tách các chất thấp phân tử ra khỏi hệ phản ứng như nước, khí cacbonic, ...
Mặt khác, khi tăng nhiệt độ thì cũng làm tăng khả năng của phản ứng đĩng vịng. Do vậy, người ta chỉ tăng nhiệt độ đến 1 nhiệt độ tối ưu nào đĩ, thường nhiệt độ tối ưu là 100 đến 200oC.
2.Ảnh hưởng của xúc tác:
Phản ứng trùng ngưng mang tính chất ion, rất nhạy với chất xúc tác. Xúc tác cĩ tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng và tăng độ trùng hợp.
Ví dụ: xúc tác cho phản ứng tạo thành poliester là acid vơ cơ, các muối acid, oxit kimloại, ..., của phản ứng formaldehit với phenol và với urea là kiềm và acid.
3.Aûnh hưởng của hợp chất đơn chức:
Nếu trong hệ phản ứng cĩ chứa hợp chất đơn chức, cĩ khả năng phản ứng với 1 trong các nhĩm chức của monomer thì chúng sẽ làm phong tỏa các nhĩm chức đĩ gây nên sự ngắt mạch, làm cho phản ứng trùng ngưng cĩ thể bị ngừng lại khi một loại nhĩm chức đã phản ứng hết.
4.Aûnh hưởng của monomer:
Hằng số cân bằng khơng phụ thuộc vào nồng độ monomer nhưng tốc độ phản ứng sẽ tăng khi nồng độ monomer tăng, làm cho cân bằng trùng ngưng nhanh đạt được và do vậy, polimer thu được cĩ khối lượng phân tử lớn hơn. Mặt khác, để cho khối lượng phân tử của polimer lớn hơn, ta phải tách các sản phẩm phụ ra khỏi hệ phản ứng.
Nếu muốn polimer thu được cĩ khối lượng phân tử lớn thì ta phải lấy 2 monomer cĩ tỷ lệ về số mol là 1:1 (nếu số nhĩm chức trong 2 monomer như nhau).