2. Massa molares e sua 2. Massa molares e sua distribuiçãodistribuição

Prof. Gerson Avelino Fernandes

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

EMT047 – Estrutura e propriedades dos polímeros

SUMÁRIOSUMÁRIO

• 2.1 Introdução

• 2.2 Tipos de massas molares

• 2.3 Curvas de distribuição de massas molares

• 2.4 Métodos experimentais para a determinação de massas molares

2.1 Introdução2.1 Introdução

• O material polimérico se diferencia dos demais por possuir uma cadeia longa (alta massa molar)

• Que Influenciará nas suas propriedades físico-químicas

• As cadeias são consideradas:

– Oligômeros quando MM > 1.000 e MM <10.000

– Polímeros quando: MM >10.000

– Alta massa molar quando: MM > 250.000

2.1 Introdução2.1 Introdução

• As propriedades são mais afetadas quando a variação de MM ocorrer em moléculas de MM quando comparadas com sua influência em moléculas de MM

2.1 Introdução2.1 Introdução

• Durante a polimerização, o término da cadeia produz diferentes comprimento variando em trono de um média

• Este fato gera a distribuição de massa molar (DMM) que é um dado importante para a previsão do comportamento e, portanto, utilização prática do polímero.

2.1 Introdução2.1 Introdução

• A massa molar de um polímero é a principal propriedade que confere a um material polimérico propriedades mecânicas interessantes, úteis e muitas vezes únicas

• Ou seja, muitas propriedades mecânicas importantes dependem consideravelmente da massa molar da cadeia polimérica.

• Muitas vezes, há uma faixa de massa molar na qual uma determinada propriedade do polímero terá uma aplicação ótima.

2.2 Tipos de massa molar2.2 Tipos de massa molar

• Por apresentar uma distribuição = deve ser estatístico

• Dependendo das considerações, pode-se obter vários tipos de massa molar média:

– MM numérica média

– MM ponderal média

– MM viscosimétrica média

– MM Z média

2.2 Tipos de massa molar2.2 Tipos de massa molar

• leva em conta mais fortemente o número de cadeias

1

1

1 x

x

x

xx

x

x N

MN

N

wnM

• A presença de moléculas de baixa MM afetam fortemente esse valor

EX.: solventes, monômeros residual, plastificantes, etc.

É útil para quantificar as moléculas pequenas

2.2 Tipos de massa molar2.2 Tipos de massa molar

1

1

2

1

1

x

xx

x

xx

x

x

x

xx

MN

MN

w

Mw

wM

• As massas da cadeia são mais importantes

• A massa molar de cada fração contribui de maneira ponderada

• Não é influenciada por moléculas de baixíssima MM e nem por moléculas de MM muito alta.

• Não é conveniente o uso quando se quer quantificar impuresas

2.2 Tipos de massa molar2.2 Tipos de massa molar

• A viscosidade de soluções diluídas é função do volume hidrodinâmico do soluto da solução.

• Quanto maior MM = maior é a viscosidade da solução

• É obtidas de medidas de viscosidade de soluções diluídas, com diferentes concentrações.

• Onde a é uma cte. que depende do polímero, do solvente e da T

2.2 Tipos de massa molar2.2 Tipos de massa molar

• Equação de Mark-Houwink

: viscosidade intríseca

a – a mesma cte da equação anterior

K : cte que tb depende do polímeros, solvente e T

2.2 Tipos de massa molar2.2 Tipos de massa molar

• Usado quando quando o interesse é de se levar mais fortemente em conta a massa molar de cada fração

• É mais sensível is frações de mais alta massa molar do que as demais médias de potência inferior.

• O "fluxo a frio“ é uma característica comum em borrachas sintéticas não vulcanizadas.

Durante a estocagem de fardos de borracha, eles podem deformar- se apenas pela ação de seu próprio peso, pois suas cadeias são altamente flexíveis e móveis. Para reduzir este efeito inconveniente, acrescenta-se uma pequena fração de cadeias com massa molar muito alta, que vão ancorar o movimento de escoamento entre as cadeias, reduzindo a deformação na temperatura de estocagem.

• Isso produz uma distribuição de massa molar bimodal.

2.3 Curva de distribuição de MM2.3 Curva de distribuição de MM

• Sempre tem-se a sequência:

• curva típica de distribuição de peso molecular de uma amostra de polímero:

• Curvas bimodais

Número de

moléculas

Massa molar

2.3 Curva de distribuição de MM2.3 Curva de distribuição de MM

• Maneira de saber quão larga ou estreita é a curva DMM é pela dispersão ou dispersividade.

• Mw= Mn : MONODISPERSO – as cadeias tem o mesmo comprimento

• A diferença entre Mw e Mn é pequena : DISPERÇÃO ESTREITA

• A Diferença entre Mw e Mn é grande: DISPERÇÃO LARGA

Quanto maior a dispersão, mas larga é a curva

nM

wMIP

2.3 Curva de distribuição de MM2.3 Curva de distribuição de MM

• Polidispersão de algumas classes de alguns polímeros

2.3 Curva de distribuição de MM2.3 Curva de distribuição de MM

• Exemplo 1: suponha uma amostra de polímero possui 20 cadeias com a mesma MM = 5000 Da

2.3 Curva de distribuição de MM2.3 Curva de distribuição de MM

• Exemplo 2:Suponhamos que possuímos uma amostra de polímero com 10 moléculas de massa molar 1.000 Da, e 10 moléculas com massa molar 10.000 Da, num total de 20 moléculas. Calcule o a massa númerica, ponderal, z e a dispersão?