Massa Molar Média

Prévia do material em texto

1
MASSA MOLAR EM POLÍMEROS
2
3
MASSA MOLAR
• MM em compostos simples única e constante
MM = 58
• MM em polímeros mistura de moléculas de 
diferentes MM.
• Não tem um MM única e constante MM 
média
• MM depende das condições de polimerização.
• Definida através de uma curva de
distribuição de MM e pelo massa molar média.
4
MASSA MOLAR
Moléculas de copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno 
(ABS) com vários comprimentos, ou seja, com massas molares 
diferentes
Polímero = 1 macromolécula com unidades 
químicas repetidas
Material composto por inúmeras 
macromoléculas poliméricas
5
MASSAS MOLARES TÍPICAS EM POLÍMEROS
6
MASSA MOLAR EM SISTEMAS POLIMÉRICOS
• Massa molar numérica média ( )
• Massa molar ponderal média ( )
• Massa molar viscosimétrico média ( )
• Massa molar Z média ( )
nM
wM
vM
zM
MAIS IMPORTANTES
7
Massa Molar Numérica Média ( )
nM
• Depende do nº de moléculas presentes.
∑
∑
∑
∑






==
i
i
i
i
ii
n
M
W
W
N
MN
M
Mi = massa molar das moléculas de classe i
Ni = nº de moléculas de classe i
• Expressão alternativa em termos da massa, Wi:
iii MNW ×=
Wi = massa das moléculas de classe i
8
Massa Molar Ponderal Média ( )
wM
• Depende do tamanho e peso das moléculas presentes.
( )
∑
∑
∑
∑
==
i
ii
ii
ii
w W
MW
MN
MN
M
2
Mi = massa molar das moléculas de classe i
Ni = nº de moléculas de classe i
Wi = fração mássica das moléculas de classe i
9
Mi = massa molar das moléculas de classe i
Ni = nº de moléculas de classe i
Wi = massa das moléculas de classe i
a = constante que depende do sistema polímero-
solvente e da temperatura. 
Se a = 1 
Massa Molar Viscosimétrica Média ( )
wv MM =
vM
• Depende do espaço ocupado pelas moléculas, causando resistência ao 
escoamento. 
• Importantes: nº, peso e forma das moléculas em solução.
( ) ( )( ) aaiia
ii
a
ii
v MWMN
MN
M
1
1
1
∑
∑
∑
=








=
+
10
Massa Molar Z Média ( )zM
• Depende fortemente do massa molar de cada fração presente.
( )
( )∑
∑
= 2
3
ii
ii
z MN
MN
M
Mi = massa molar das moléculas de classe i
Ni = nº de moléculas de classe i
11
Curva de Distribuição de Massa Molar
zwvn MMMM <<<
Massa molar
12
Importância da MM
Muitas propriedades mecânicas e reológicas (resistência à tração e ao impacto, 
solubilidade, viscosidade, etc.) podem ser estimadas com base no conhecimento da 
MM e da distribuição de MM dos polímeros.
CADA MASSA MOLAR TEM A SUA IMPORTÂNCIA!!!!!!
13
Importância da MM
14
POLIDISPERSÃO
• Distribuição de MM
• Larga sistema constituído por moléculas com grande 
diferença de MM’s.
• Estreita sistema constituído por moléculas com MM’s 
semelhantes.
15
POLIDISPERSÃO
• Polidispersão – relacionada à largura da curva de distribuição de MM.
n
w
M
M
sãoPolidisper =
16
POLIDISPERSÃO
• Polímero monodisperso = todas as moléculas possuem a mesma massa
molar polidispersão = 1
• Polímero polidisperso = possui moléculas com diferentes massas molares
� Quanto maior o valor de DP, mais larga é a distribuição de
massa molar, o que afeta as propriedades do material
� Dois polímeros de mesma estrutura química podem ter
mesma massa molar média, mas distribuições diferentes.
17
POLIDISPERSÃO
Qual dos polímeros do gráfico abaixo tem a maior polidispersão ?
Massa Molar
F
r
a
ç
ã
o
18
Importância da MM
- Efeito do Processamento na Distribuição de MM
Curvas de distribuição de MM do copolímero de butadieno-estireno em função 
do tempo de mistura
Massa molar
19
DETERMINAÇÃO DO MASSA MOLAR MÉDIA
• Métodos absolutos
� Dependem apenas de considerações teóricas, contagem de moléculas e
peso de moléculas;
� Em geral, métodos caros e lentos;
� Ex.: Métodos coligativos e espalhamento de luz.
• Métodos relativos
� requerem calibração com base em um método absoluto;
� Mais utilizados na prática;
� Ex.: Viscosidade intrínseca e Cromatografia de exclusão por tamanho (GPC
ou SEC).
A maior parte dos métodos envolve a utilização de polímeros em solução.
20