DETERMINAÇÃO DO GRAU DE CRISTALINIDADE DE UM POLÍMERO POR DENSIDADE

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO 
Bacharelado em Ciência e Tecnologia - BCT 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DO GRAU DE CRISTALINIDADE DE 
UM POLÍMERO POR DENSIDADE 
 
 
Arthur Araújo 120.197 
José Carlos do Prado Junior 120.471 
Maria Victória Siqueira 120.529 
Grupo 11 
 
 
 
 
 
 
Professora Drª. Ana Paula Lemes 
 
São José dos Campos - SP 
Maio de 2019 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
1. Objetivo……………………………………………………………………………….. 2 
2. Procedimento Experimental………………………………………………………. 2 
3. Resultados e discussão…………………………………………………………….3 
4. Conclusão……………………………………………………………………………..7 
5. Referências bibliográficas………………………………………………………....7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Objetivo 
 
A prática realizada teve como objetivo determinar o grau de cristalinidade de três 
amostras de um polímero (PEAD), com diferentes processamentos termomecânicos, 
através de suas densidades. 
 
2. Procedimento Experimental 
 
2.1. Materiais 
Os materiais utilizados na realização do experimento foram: 
1. Béquer de vidro de 100 mL 
2. 2 Erlenmeyers de 50 mL 
3. Balão volumétrico de 50 mL 
4. Pipeta plástica 
5. 3 partes do polímero a ser analisado. 
 
2.2. Procedimento 
Com uma proveta de vidro de 50 mL adicione 40 mL de solução aquosa de 
álcool etílico, em um béquer de 100 mL e 3 pedaços da amostra. Inicialmente foram 
utilizadas amostras de PEAD da parede da garrafa, depois do gargalo e finalmente os 
pellets. 
Foi adicionado com auxílio de uma pipeta, pequenos volumes de água destilada 
e misturado com o bastão de vidro. A densidade do polímero será igual à densidade da 
mistura dos líquidos quando uma amostra boiar, outra afundar e a terceira atingir a 
meia altura da coluna de líquido por um longo tempo (pelo menos 3 minutos). Após o 
tempo, a solução foi vertida no balão volumétrico, até a marca de 50 mL e anotado sua 
massa. Repete-se o processo para a amostra do gargalo e posteriormente a do pellets. 
 
 
 
 
 
 
 
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A ​figura 1 mostra como as amostras da parede e gargalo da garrafa ficaram após a 
mistura dos líquidos (água destilada e álcool etílico) 
 
(a) Sistema das três amostras da parede da garrafa após a mistura de 
 álcool etílico e água destilada 
 
(b) Sistema das três amostras do gargalo da garrafa após a mistura de 
 álcool etílico e água destilada 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Resultados e Discussão 
 
Os valores de massa do balão volumétrico vazio e com a solução de álcool 
etílico e água destilada e dos polímeros estão contidos na tabela abaixo. A densidade 
de água destilada utilizada no experimento, a temperatura de 19ºC é de 0,998435 
g/cm³ e a do álcool etílico é de 0,88 g/cm³. 
Balão volumétrico vazio 26,848 g 
Balão + Água destilada 76,770 g 
Balão + Solução com a Parede 73,793 g 
Balão + Solução com o Gargalo 73,888 g 
Balão + Solução com o Pellet 74,185 g 
 ​ Tabela 1 -​ Valores de Massa do balão e da solução com os Polímeros 
 
Primeiramente deve se encontrar o volume fixo do balão volumétrico por meio 
da equação abaixo, utilizando os valores de massa do balão com água destilada, do 
balão vazio e da densidade da água destilada. 
 
O volume do balão encontrado foi de 50,000 cm³. A partir desse valor é possível 
calcular a densidade da mistura da água destilada e do álcool etílico, que é a mesma 
densidade da amostra de PEAD, quando as três amostras se encontram em equilíbrio, 
utilizando a equação abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Foi calculado o valor de Densidade do PEAD para os três tipos de amostra, e os 
resultados estão contidos na tabela abaixo. 
 
Amostra Densidade 
Parede 0,9389 g/cm³ 
Gargalo 0,9408 g/cm³ 
Pellet 0,9467 g/cm³ 
 ​Tabela 2 - ​Valores encontrados de densidade para as amostras de PEAD. 
 
Com os valores de densidade de cada uma das amostras, é possível calcular o 
grau de cristalinidade de cada uma das amostras, sabendo o valor de densidade da 
fase amorfa e da fase cristalina, encontradas na tabela 3. 
 
Polímero ρ​a​ (g/cm³) ρ​c​ (g/cm³) 
PEAD 0,862 1,011 
PP 0,860 0,936 
PET 1,335 1,455 
 ​ Tabela 3 - ​Densidade da Fase amorfa e cristalina de alguns polímeros 
 
Com auxílio da fórmula abaixo, o grau de cristalinidade volumétrica pode ser 
determinado. O grau de cristalinidade volumétrica encontrados para cada uma das 
amostras está contida na tabela 4 abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Amostra Grau de Cristalinidade (%) 
Parede 55,57 
Gargalo 56,83 
Pellet 60,70 
Tabela 4 -​ Grau de Cristalinidade das amostras 
 
A partir dos valores encontrado acima, pode-se constatar que o grau de 
cristalinidade do PEAD varia dependendo da sua posição na garrafa.Entretanto, o 
resultado obtido experimentalmente diverge do resultado teórico esperado. Com base 
na literatura, a parede do PEAD é a área é mais cristalina, isso deve-se ao fato de que 
sua densidade é menor quando comparado com os valores do gargalo e do pellet. 
Além disso, os processos termomecânicos também são fatores que influenciam na 
cristalinidade. Como o pellet e o gargalo são partes que se estiram com menos 
facilidade, isso faz com que nessas regiões haja uma maior concentração de matéria 
amorfa o que consequentemente, diminui a cristalinidade do polímero. Ademais, como 
a parede da garrafa passa pelo o processo de sopro, no qual o corpo é inflado e 
estirado de forma controlada fazendo com que as cadeias poliméricas deslize ao longo 
do material, tornando a parede a área com maior cristalinidade e resistência mecânica. 
Porém, ao contrário do que a literatura mostra, os resultados experimentais revelaram 
que o pellet possui o maior grau de cristalinidade, seguido pelo gargalo e por fim a 
parede da garrafa de PEAD. A diferença obtida no valor encontrado pelo valor 
esperado, deve-se a erros na execução do experimento, t​ais erros podem estar 
relacionados a imprecisão dos instrumentos utilizados e na coleta dos dados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 ​4. Conclusão 
 
Ao concluir o experimento e o relatório, compreendeu-se de maneira prática que 
o grau de cristalinidade do PEAD varia dependendo da sua posição na garrafa e de 
diferentes processamentos termomecânicos. 
Por meio da prática realizada e dos cálculos apresentados, tornou-se possível a 
constatação de que o pellet possui um grau de cristalinidade maior que o gargalo e a 
parede da garrafa de PEAD. Entretanto, assimilando os dados obtidos no experimento 
com os dados da literatura, nota-se uma divergência de resultados. Tal divergência 
pode ser atribuída a imprecisão dos instrumentos utilizados e na coleta dos dados da 
densidade de cada amostra. 
 
 
5. Referências Bibliográficas 
 
Canevarolo, Jr., Sebastião V. Ciência dos Polímeros: Um texto básico para tecnólogos 
e engenheiros. São Paulo: Artliber Editora, 2002.