Polimeros

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTALDE LA FUERZA ARMADA

NÚCLEO ZULIADIVISIÓN ACADÉMICA

CATEDRA: POLIMEROS UNIDAD I

PROFESOR: Pedro Pirela Peso Molecular y Caracterización de Macromoléculas

1.- DEFINICION DE POLIMERO

El término Polímero proviene de las palabras “poli” que significa “muchos” y “mero” que significa “partes o segmentos”.

Los polímeros son moléculas de gran tamaño que se producen por la unión de varias de cientos de moléculas denominadas Monómeros.

Un polímero es una sustancia que consiste en grandes moléculas ( macromoléculas), formadas por muchas pequeñas unidades simples que se repiten unidas por enlaces covalentes simples, llamadas monómeros, por lo tanto son compuestos orgánicos de alto peso molecular.

La mayoría de las sustancias orgánicas presentes en la materia viva, como las proteínas, el caucho, la celulosa, son polímeros. Así como muchos materiales sintéticos como los plásticos, las fibras, los adhesivos, las pinturas, etc.

Un polímero normalmente se representa como la unidad repetitiva, denominada mero, de la estructura, entre corchetes con un subíndice “n” que representa el número de unidades que se repiten.

N

El subíndice “N” también representa el Grado de Polimerización, el decir el número de unidades de monómero que se repiten en la cadena del polímero.

Teóricamente, el peso molecular del polímero es el peso molecular de la unidad repetitiva multiplicado por el valor “N”.

1






En la práctica no es así, ya que un polímero contiene moléculas que tienen longitud de cadenas de diferentes tamaños, de modo que se obtiene una distribución de pesos moleculares que puede ser calculada estadísticamente

Cadenas de polímero con diferentes longitudes

La reacción química por medio de la cual se obtiene un polímero se denomina Polimerización.

En la tabla siguiente se muestran las estructuras de algunos polímeros sintéticos

Tabla 1 : ESTRUCTURAS DE POLIMEROS SINTETICOS

Nombre Fórmula

Polietileno

Polipropileno

Poliuretano

Cloruro de polivinilo Poli(cloruro de vinilo)

(PVC)

2






Poliestireno

Poliacrilato de metilo

Polimetacrilato de metilo

poli(4,4’-isopropilidendifenol carbonato

(lexan)

Polioximetileno

Nylon

Poli(sulfuro de fenileno)

3






2.- CLASIFICACION DE LOS POLÍMEROS.

2.1 De acuerdo al proceso de obtención:

1. Polímeros Naturales: son aquellos que forman los seres vivos o que se encuentran en la naturaleza. Por ejemplo: las proteínas, los ácidos nucleicos, la celulosa, el caucho natural, etc.

2. Polímeros Semisintéticos: Son aquellos que se obtienen por transformación de los polímeros naturales. Ejemplo: La Nitrocelulosa que se obtiene del algodón (celulosa) con ácido nítrico y acido sulfúrico. El caucho vulcanizado, que se obtiene del caucho natural entrecruzado con azufre o selenio.

3. Polímeros Sintéticos: son aquellos que se obtienen industrialmente a partir de monómeros, Ejemplos: Los mostrados en la tabla anterior.

2.2. De acuerdo a la Reacción de Formación

1. Polimerizados o Polímeros de Adición: son polímeros cuyas macromoléculas se forman por la unión de moléculas monómeras no saturadas con apertura de su doble enlace, sin que se separen en estos procesos moléculas sencillas. Es decir, se obtienen de las reacciones de Polimerización por Adición o de Reacción en Cadenas, en la que el portador de la cadena puede ser un ión o una sustancia con un electrón desapareado llamado radical libre. Este radical libre se forma por la descomposición de un material relativamente inestable llamado iniciador.

El radical libre es capaz de reaccionar para abrir el doble enlace de un monómero y adicionarse a él, quedando un electrón desapareado; muchos mas monómeros se suman sucesivamente a la cadena que crece. Finalmente, dos radicales libres reaccionan aniquilando recíprocamente su actividad de crecimiento y formando una o más moléculas de polímero.

Ejemplo de este tipo de polímero es el PVC, el polietileno, el polipropileno, el poliestireno

I Iº (Descomposición del iniciador) M Mº (Ruptura del doble enlace C=C) Iº + Mº IMº (Formación del monómero radical) Mº + IMº IMMº (Propagación de la cadena)

4






2. Policondensados: son aquellos que se forman por la reacción entre monómeros que han de tener al menos dos grupos reaccionantes (monómeros

bi, tri o polifuncionales) con separación de algún producto de bajo peso molecular como agua, ácido clorhídrico, metanol, etc. Se obtienen de reacciones de Polimerización por Condensación o Reacciones por Etapas, en las que dos moléculas polifuncionales reaccionan para producir una molecular polifuncional de mayor peso molecular. La reacción continúa hasta que casi la totalidad de uno de los reactivos se haya agotado.

El nylon es un ejemplo de un policondensado, ya que se obtiene de la reacción de un ácido dicarboxílico (ácido adipínico) con una diamina (hexametilendiamina) , liberándose agua.

HOOC-(CH2)4-COOH + NH2 – (CH2)6-NH2

NH2 – (CH2)6-NH-CO-(CH2)4 –COOH + H2O n

3. Poliaductos: son aquellos que se forman por la reacción entre monómeros que han de tener al menos dos grupos reaccionantes (monómeros bi, tri o polifuncionales) pero sin separación de moléculas sencillas. También se obtienen de reacciones de Polimerización por Condensación o Reacciones por Etapas.Los poliuretanos son ejemplos de este tipo de polímero, ya que se obtiene de la reacción de un diisocianato (hexametilendiisocianato) con un dialcohol (butilenglicol).

OCN-(CH2)6-NCO + HO-(CH2)4-OH - CNH-(CH2)6-NHCO-(CH2)4-O – n

2.3. De acuerdo a la Forma

1. Polímeros Lineales: están formados por largas cadenas de macromoléculas no ramificadas, más o menos paralelamente.

5






2. Polímeros Ramificados: están constituidos por macromoléculas en las que la

cadena principal presenta una serie de ramificaciones laterales, como resultado de reacciones de polimerización en algunos de los monómeros de la cadena principal.

3. Polímeros Reticulados: están formados por macromoléculas con cadenas y ramificaciones entrelazadas en las tres dimensiones del espacio, formando una especie de red tridimensional .Se obtienen generalmente en reacciones por condensación o etapas, en la cual uno de los dos grupos reactivos polifuncionales puede ser sustituido por otro luego de comenzada la reacción.

2.4 De acuerdo a su Composición Química1. Carbopolímeros: son aquellos cuyas macromoléculas contienen sólo átomos

de carbono (C) e hidrógeno (H).2. Carboxipolímeros: son aquellos cuyas macromoléculas contienen átomos de

carbono (C) , hidrógeno (H) y oxígeno (O).3. Carboazopolímeros: son aquellos cuyas macromoléculas contienen átomos

de carbono (C) , hidrógeno (H) , nitrógeno (N) y a veces oxígeno (O).4. Carbotiopolímeros: son aquellos cuyas macromoléculas contienen átomos

de carbono (C) , hidrógeno (H) y azufre (S) y a veces nitrógeno (N) y oxígeno (O).

5. Siloxipolímeros: son aquellos cuyas macromoléculas contienen átomos de carbono (C) , hidrógeno (H) , silicio (Si) y oxígeno (O).

6






2.5 De acuerdo a sus Propiedades Físicas.

1. Termoplásticos: son polímeros que por acción del calor se reblandecen (plastifican) de forma reversible, solidificándose de nuevo al enfriarse. Funden sin descomponerse. Están constituidos por macromoléculas lineales o poco ramificadas. Su termoplasticidad se aprovecha en la fabricación de toda clase de objetos, inyectándolos o prensándolos reblandecidos en moldes fríos, laminándolos entre cilindros calientes o estirándolos en forma de fibras. La mayoría de los polímeros lineales son termoplásticos. Ejemplos; PE, PVC, PP.

2. Duroplásticos: son aquellos polímeros que por la acción del calor o por el uso de endurecedores, se endurecen de forma irreversible. Se descomponen al fundirse. Están constituidos por macromoléculas entrecruzadas o reticuladas, que por el proceso de endurecimiento se reticulan aún mas; por ejemplo los policondensados y poliaductos reticulados( resinas fenólicas, melamínicas, poliamidas, poliésteres).

3. Elastómeros: son polímeros similares al caucho constituidos por macromoléculas lineales unidas transversalmente por puentes de enlaces, por lo que las acciones mecánicas de alargamiento o compresión producen un desplazamiento de las moléculas en conjunto, es decir, se deforman al someterlos a una fuerza pero recuperan su forma inicial al suprimir la fuerza.. Ejemplo: polibutadieno, neopreno, poliisopreno.

3.- PESO MOLECULAR DE POLIMEROS. En los mecanismos de polimerización en cadenas o por etapas, la longitud de la cadena es determinada por sucesos puramente aleatorios. En las reacciones por etapas (Polimerización por Condensación), la longitud de la cadena es determinada por la disponibilidad local de grupos de reactivos en los extremos de las cadenas en crecimiento.En las reacciones por cadenas ( Polimerización por Adición) , la longitud de la cadena es determinada por el tiempo durante el cual la cadena crece antes de difundirse hacia un segundo radical libre y que ambos reaccionen.En cualquier caso, el producto polimérico contiene moléculas que poseen longitudes de cadenas muy diferentes, por lo tanto pesos moleculares diferentes.Debido a que existe una distribución de pesos moleculares en una muestra finita de polímero, la medición experimental del peso molecular puede dar solo un valor promedio.Por ejemplo, algunos métodos de medición del peso molecular cuentan el número de moléculas de una masa conocida de material. Por medio del conocimiento del Número de Avogrado, esta información conduce al Peso Molecular Promedio en Número (Mn) de la muestra.Con otros métodos experimentales, tales como la dispersión de la luz, la contribución de una molécula al efecto observado es una función de su masa.

7






Las moléculas pesadas se ven favorecidas en el proceso de promediar, resultando el Peso Molecular Promedio en Peso (Mw).Mw es igual o mayor que Mn. La relación Mw/Mn se utiliza para medir la amplitud de distribución de pesos moleculares.La distribución de pesos moleculares resultante puede estimarse estadísticamente. Puede ilustrarse representando el peso de polímero de un tamaño dado frente a la longitud de cadena o peso molecular. ( Ver Figura siguiente).

Peso Molecular Promedio en Número (Mn): es el peso total de todas las moléculas poliméricas contenidas en una muestra, dividido por el número total de moléculas poliméricas en dicha muestra.

El Peso Molecular Promedio en Peso (Mw): es un poco más complicado. Está basado en el hecho de que una molécula más grande contiene más de la masa total de la muestra polimérica que las moléculas pequeñas.

Ejemplo: Considerando una colección de 10 cadenas poliméricas como se muestra a continuación, donde cada círculo representa una unidad monomérica con una masa de 100 gr. Desmostar que Mw = 490 y Mn = 440 g/mol

Se observan cadenas de diferentes tamaños, entre 2 y 7 unidades repetitivas (círculos).Haciendo la distribución tendremos:Cadenas con 2 círculos = 1 Peso de la cadena = 200Cadenas con 3 círculos = 2 Peso de la cadena = 300

Cadenas con 4 círculos = 3 Peso de la cadena = 400Cadenas con 5 círculos = 1 Peso de la cadena = 500

8






Cadenas con 6 círculos = 2 Peso de la cadena = 600Cadenas con 7 círculos = 1 Peso de la cadena = 700

Calculando la fracción de cadenas (xi) que representan cada longitud de cadena:

Cadenas con 2 círculos = 1 / 10 = 0.10 Cadenas con 3 círculos = 2 / 10 = 0.20 Cadenas con 4 círculos = 3 / 10 = 0.30 Cadenas con 5 círculos = 1 / 10 = 0.10

Cadenas con 6 círculos = 2/ 10 = 0.20 Cadenas con 7 círculos = 1 / 10 = 0.10 Total = ∑xi = 1.0

El peso molecular promedio en Número será ∑xi.MWi, donde MWi es el peso molecular de la cadena.Asi. Mn = 0.10*200+0.20*300+0.3*400+0.10*500+0.20*600+0.10*700 = 440

Mn = 440 g/mol

Ahora se considerará el peso que aporta cada longitud de cadena

Cadenas con 2 círculos = 1*200 = 200 Cadenas con 3 círculos = 2*300 = 600 Cadenas con 4 círculos = 3*400 0 1200 Cadenas con 5 círculos = 1*500 = 500 Cadenas con 6 círculos = 2*600 = 1200 Cadenas con 7 círculos = 1*700 = 700 Total Peso = 4400Calculando la fracción en peso (wi) que representa cada longitud de cadena

Cadenas con 2 círculos = 200 / 4400 = 0.05 Cadenas con 3 círculos = 600 / 4400 = 0.14 Cadenas con 4 círculos = 1200 / 4400 = 0.27 Cadenas con 5 círculos = 500 / 4400 = 0.11Cadenas con 6 círculos = 1200/ 4400 = 0.27 Cadenas con 7 círculos = 700 / 4400 = 0.16 Total = ∑wi = 1.0

El Peso Molecular Promedio en Peso será ∑wi.MWi, donde MWi es el peso molecular de la cadena.

9






Asi. Mw = 0.05*200+0.14*300+0.27*400+0.11*500+0.27*600+0.16*700 = 489 ≈490

Mw = 490 g/mol

Resumiendo, se tienen las ecuaciones para determinar Mn y Mw:

la relación Mw/Mn representa la polidispersidad o Indice de Polidispersidad (Ip)

Si Ip > 1.3 se dice que el polímero es PolidispersoSi Ip ≤ 1.3 se dice que el polímero es Monodisperso.Peso Molecular Promedio en Viscosidad (Mv)El peso molecular también puede calcularse a partir de la viscosidad de una solución polimérica. El principio es muy simple: las moléculas poliméricas más grandes forman una solución más viscosa que las moléculas pequeñas. Obviamente, el peso molecular obtenido por medición de la viscosidad, es distinto al peso molecular promedio en número o en peso. Pero se acerca más al promedio en peso que al promedio en número.

Ejercicio Se ha determinado que una muestra de acetato de vinilo tienen la siguiente distribución de pesos moleculares. Calcular Mw , Mn y Ip.

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Rango de Pesos moleculares Fracción en peso5000 - 10000 0.12

10000 - 15000 0.1815000 - 20000 0.2620000 - 25000 0.2125000 - 30000 0.1430000 - 35000 0.09

Determinado un peso molecular promedio para cada rango de peso molecular dado, se tiene:

Rango de Pesos Moleculares Fracción en peso(wi) MWi wi∗MWi

5000 - 10000 0.12 7500 90010000 - 15000 0.18 12500 225015000 - 20000 0.26 17500 455020000 - 25000 0.21 22500 472525000 - 30000 0.14 27500 385030000 - 35000 0.09 32500 2925

∑ 1.0 19200

Mw = 19200

Se necesita llevar las fracciones en peso( wi) a fracciones de cadenas o fracciones molares. Aplicando la ecuación :

Rango de Pesos Moleculares

Fracción en peso(wi) Wi xi*MWi

5000 - 10000 0.12 7500 0.26 195010000 - 15000 0.18 12500 0.23 287515000 - 20000 0.26 17500 0.24 420020000 - 25000 0.21 22500 0.15 337525000 - 30000 0.14 27500 0.08 220030000 - 35000 0.09 32500 0.04 1300

∑ 1.0 1.0 15900

11






Mn = 15900

Ip = 1920/15900 = 1.2 <1.3

El polímero es Monodisperso, y la distribución de pesos moleculares se muestra en la gráfica siguiente:

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 350000.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

Mn

Mw

Pesos Moleculares

Fraccion

en Peso

4.- METODOS DE DETERMINACION DE PESOS MOLECULARES DE POLIMEROS.

Los pesos moleculares de los polímeros se pueden determinar por métodos químicos o físicos. Con excepción de algunos tipos de análisis de grupos terminales, todos los métodos necesitan como condición indispensable la dilución del material polimérico , y todos ellos implican una extrapolación a dilución infinita o trabajar con un solvente a la temperatura de Flory en la que alcance la disolución un comportamiento ideal.

1. Crioscopía y Ebulloscopía.

Los método basados en las propiedades coligativas se fundamentan en la disminución del punto de congelamiento (Crioscopía) y en la elevación del punto de ebullición ( Ebulloscopía).

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Una muestra de polímero se disuelve en un solvente y se determina la variación de temperatura, la cual es proporcional al número de partículas disueltas de polímero.

De donde:k = Constante de crioscopía o ebulloscopía del solvente .m = molalidad de la disolución ( moles de soluto/ kilogramos de solvente)a = gramos de soluto (polímero)M = Peso molecular del soluto (polímero).P = gramos de solvente

Este método se aplica para polímeros con Mn < 20000.

2. Osmometría.

Es un método absoluto basado en la Le y de Van’Hoff:

De donde:π :Presi ónosmó tica de ladisoluci ó n.c: Concentración de la disolución en gramos/litros.R: Constante Universal de los gases.T: Temperatura absoluta de la disolución.M: Peso molecular del soluto (Polímero). Esta ley se cumple en disoluciones diluidas de sustancias de bajo peso molecular.Para el caso de los polímeros, la presión osmótica depende literalmente de la

concentración ya que πc=R . T

M=Constante, según la relación empírica

De donde β es el segundo coeficiente virial del desarrollo en serie de potencias de la presión osmótica reducida:

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El coeficiente β es una correlación debida a la influencia del disolvente y constituye una medida del volumen de ovillamiento de la macromolécula.Para hallar el peso molecular se mide la presión osmótica a varias concentraciones relativamente bajas( aproximadamente de 1 a 20 g/l) y se

extrapola a c=0 la recta resultante al graficar πc

frente a c, tal como se muestra

en la gráfica siguiente:

El osmómetro consta de dos células separadas por una membrana semipermeable de nitrocelulosa para disoluciones acuosas o de celulosa para disolventes orgánicos, en una de las células se coloca la disolución y en la otra el disolvente puro. La presión osmótica se mide por el ascenso hidrostático en la célula con la disolución una vez alcanzado el equilibrio, o por la velocidad del cambio de presión con respecto a la presión de equilibrio. Este método se usa para determinar Mn entre 104 y 106.

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3. Difracción de la Luz.

Se hace pasar una onda luminosa por una disolución de polímero dando lugar una difracción de la luz.La cantidad de luz difractada se deduce mediante la ley de Beer, por la disminución de intensidad que sufre un rayo luminoso de intensidad I0 al atravesar un medio turbio de espesor x:

De donde τ es el coeficiente de extinción o turbidez de la disolución.

La medida fotométrica de τ, junto con la medida de los índices de refracción, permite la determinación del tamaño y forma de las macromoléculas mediante la ecuación de Rayleigh-Debye:

De donde:M : Peso molecular del polímero.c: concentración de la disolución en g/cc.n: Índice de refracción de la disolución.n0: Índice de refracción del solvente.NA: Número de Avogrado.λ: Longitud de onda.

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En la práctica, para determinar el peso molecular es necesario extrapolar a dilución infinita, púes no se puede trabajar a concentraciones muy bajas porque la intensidad de la luz difractada sería muy pequeña. Por eso se efectúan las medidas de τ y n0 a varias concentraciones y se extrapola a c=0 mediante la ecuación:

De donde β es el coeficiente virial de la presión osmótica.

La recta resultante al graficar H .cτ

frente a c, se muestra en la gráfica

siguiente:

Este método se usa para determinar Mw entre 104 y 107.

4.- Análisis de Grupos Terminales.

Para la aplicación de estos métodos se requiere que el polímero contenga un número conocido de grupos determinables por molécula. La naturaleza de cadena larga de los polímeros limita tales grupos.Debido a que estos métodos cuentan el número de moléculas en un peso dado de muestra, ellos determinan el peso Molecular Promedio en Número (Mn).Estos métodos son pocos sensibles para polímeros con masas moleculares elevadas, ya que la fracción de grupos terminales es demasiado pequeña para medirla con precisión.La pérdida de precisión se produce a partir de pesos moleculares por encima de 25000, pero la cromatografía de gases, la espectrometría de masas y la espectrometría infrarroja pueden elevar este límite por los menos por un factor de 10.

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La discusión de los métodos de grupos terminales se ha dividido adecuadamente para tratar por separado los polímeros por condensación y aducción y los polímeros por adición.

1. Polímeros por Condenación y Aducción:El análisis de este tipo de polímero implica métodos químicos de grupos funcionales.Grupos como los carboxílicos en los poliésteres y en las poliamidas, son valorados directamente con una base en un disolvente alcohólico o fenólico. Los grupos aminos en las poliamidas se valoran con un ácido bajo semejantes condiciones. Los grupos hidroxilos se valoran mediante reacción de los mismos con un reactivo o por espectrometría infrarroja.Los métodos químicos están con frecuencia limitados por la insolubilidad del polímero en los disolventes adecuados para la valoración.

2. Polímeros de Adición:No se han encontrado procedimientos generales para el análisis de grupos terminales para este tipo de polímeros debido a la variedad de tipos y origen de los grupos terminales. Cuando se conoce bien la cinética de la polimerización, el análisis puede realizarse por los fragmentos de iniciador que contienen grupos funcionales identificables, o átomos radiactivos; o por grupos terminales que se forman a partir de las reacciones de transferencia con el disolvente; o a partir de grupos terminales no saturados en el polietileno lineal y poli alfa olefinas, como en el análisis por espectrometría infrarroja de los grupos vinilos.

4.- Viscosimetría.

La viscosidad de una disolución es la medida del tamaño o extensión en el espacio de las moléculas de un polímero. Esta se relaciona empíricamente con

el peso molecular para polímeros lineales.Las medidas de la viscosidad de una disolución se realizan corrientemente por comparación del tiempo “t” o tiempo de flujo requerido para que un volumen determinado de disolución pase a través de un tubo capilar con el correspondiente tiempo de flujo “to” para el solvente.A partir de t, t0 y de las concentraciones de soluto, se obtienen varias magnitudes cuyas ecuaciones se presentan a continuación:

Viscosidad Relativa :

Viscosidad Específica :

Viscosidad Reducida:

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Viscosidad Inherente:

Viscosidad Intrínseca:

De donde:t : tiempo de flujo de la disoluciónt0 : tiempo de flujo del disolventec . Concentración de la disolución (g/dl)

Experimentalmente se demostró ( Huggins y Kramer) que para disoluciones diluidas:

De donde k – k” = ½Las dos ecuaciones anteriores se aproximan a dos líneas rectas, que se extrapolan a c=0, coincidiendo con [η ] .La viscosidad intrínseca [η ] es independiente de la concentraci ón en virtud de la extrapolación a c= 0, pero es una función del disolvente utilizado.La viscosidad de una disolución diluida se mide en viscosímetros capilares del tipo de Oswald-Fenske o Ubbelohde,

La relación entre el peso molecular y la viscosidad intrínseca o Indice de Staudinger está dada por la ecuación de Kuhn-Mark-Houwink:

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De donde:M : Peso molecular del polímero.K y a : constantes para cada polímero a una temperatura dada.

En la práctica la determinación del peso molecular de una muestra de polímero conocido se hace de la forma siguiente:

Se prepara una serie de disoluciones de polímero a diferentes concentraciones diluidas .

Se determina en el viscosímetro capilar “t0” para el disolvente. Se determina “t” para cada una de las disoluciones.

Se calculan y

Se calculan y

Se grafica y versus la concentración “c” de la disolución.

Se hace la regresión lineal correspondiente a los puntos para ajustar las líneas rectas.

Se determina [η ] como el valor medio de las ordenadas en el origen de las dos líneas rectas ajustadas.

Se calcula M mediante la ecuación de Kuhn-Mark-Houwink (Las constantes “K” y “a” son conocidas).

Ejemplo: Calcular el peso molecular de una muestra de un polímero , considerando la siguiente información de soluciones diluidas del mismo:

Los valores de las constates del polímero son: K = 0.0010134 a = 0.74

Se procede a calcular las otras viscosidades:

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c(g/cc) ηred .0,002 1,080,004 1,150,006 1,220,008 1,28






c(g/cc) ηred . ηesp=¿c .ηred ¿ ηR = 1+ ηesp. η¿ h=( ln ηR)/ c0,002 1,08 0,0022 1,0022 1,07880,004 1,15 0,0046 1,0046 1,14740,006 1,22 0,0073 1,0073 1,21560,008 1,28 0,0102 1,0102 1,2735

Se grafica c versus y

0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.0091

1.1

1.2

1.3

1.4

Luego se hace la regresión lineal y se calcula el intercepto de cada línea recta con el eje “y”

0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.0091

1.1

1.2

1.3

1.4

f(x) = 32.6079976201019 x + 1.01577141940748f(x) = 33.5000000000004 x + 1.01499999999999

20






Luego: = 1.0154

PROBLEMAS:

1. Clasifique los polímeros sintéticos de la Tabla Nº 1 de acuerdo a su composición química

2. Dados los siguientes monómeros, indique por cual mecanismo de reacción polimerizarían:

a)

b) +

c)

d)

3. Una muestra de poliestireno está compuesta de una serie de fracciones de diferentes tamaños de moléculas.

Calcular el Peso Molecular Promedio en Número y Peso Molecular Promedio en Peso.Dibuje la distribución de pesos moleculares indicando Mn y Mw.

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Fracción Fracción en peso Peso MolecularA 0.10 12000B 0.19 21000C 0.24 35000D 0.18 49000E 0.11 73000F 0.08 102000G 0.06 122000H 0.04 146000






Es un polímero disperso o polidisperso?.

4. En 1860 Wesley Hyatt desarrolló un método para procesar piroxilina, que es un nitrato de celulosa de baja nitración, con alcanfor y una mínima cantidad de alcohol, y produjo entonces el celuloide. Posteriormente el celuloide se comenzó a fabricar disolviendo celulosa, que es un hidrato de carbono obtenido de las plantas, en una solución de alcanfor y etanol. Se puede concluir que Wesley desarrolló un polímero natural, un polímero semisintético o un polímero sintético ?

5. En 1906 el químico Baekelan sintetizó un polímero a partir de fenol y formaldehído llamado bakelita. Este producto al calentarlo se fundía y se podía moldear, endureciéndose a medida que se solidificaba.

Se puede concluir que Baekeland desarrolló un polímero natural, un polímero semisintético o un polímero sintético? Es la bakelita un Termoplasto o un Duroplasto?

6. En una muestra de un polímero Z se obtuvo la distribución de pesos moleculares mostrada en la figura. Es el polímero Z monodisperso o polidisperso? Cuantas moléculas de peso molecular 8000 gr/mol habrá en 500 gramos del polímero?

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

0,17

0,18

4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000

Peso Molecular

Fracción en peso

7. Dos muestras de pesos moleculares 971987 g/mol y 309712 g/mol de un polímero Z, fueron disueltas en un solvente S a concentraciones entre

22






0.02 g/cm3 y 0.08 g/cm3, y analizadas en un viscosímetro capilar, dando los resultados mostrados en las gráficas siguientes.

0,47

0,48

0,49

0,5

0,51

0,52

0,53

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1g/cm3

g.s/cm2 Peso Molecular = 971987

Nred

Ninh

g.s/cm2

0,311

0,312

0,313

0,314

0,315

0,316

0,317

0,318

0,319

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09

g/cm3

Peso Molecular = 309 712

Nred

Ninh

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