Ciência e Tecnologia dos Materiais(40h) - TC

Prévia do material em texto

Trabalho complementar Ciência dos Materiais 
 
Nome: Nota: 
 
Materiais Poliméricoa 
 
 
 
Exercício 1: 
Explicar as diferenças mais importantes entre o processo de polimerização por etapas e 
em cadeia. 
 
 
Exercício 2: 
Representar as estruturas dos polímeros e indicar se foram obtidas por polimerização em 
etapas ou em cadeia 
 
a) Polietileno de baixa densidade. 
 
b) Poliestireno. 
 
c) Poli(cloreto de vinila). 
 
d) Poli(teraftalato de etileno). 
 
e) Polipropileno atático 
 
f) Poli(metacrilato de metila). 
 
g) Poli(acetato de vinila). 
 
h) Poli (hexametileno adipamida) 
 
 
Exercício 3: 
Polietileno de alta densidade pode ser clorado ao se induzir substituições randômicas de 
átomos de cloro nas posições ocupadas por hidrogênios. 
 
(a) Determine a concentração de Cl (em %mássica) que deve ser adicionada para que 
5% de todos os átomos de hidrogênio sejam substituídos por átomos de Cloro. 
(b) De quais modos este polietileno clorado difere do poli(cloreto de vinila)? 
 
 
Exercício 4: 
Na tabela abaixo são apresentados dados relativos à distribuição de massas molares 
determinada em um polímero. Calcule os seguintes valores, relativos a esse polímero: (a) 
da massa molar numérica média ( number average molecular mass ); (b) da massa molar 
ponderada média ( weight average molecular mass ); (c) da polidispersão. 
Faixa de massas molares 
(g/mol) 
Massa média Mi Fração xi 
0-5.000 2.500 0,02 
5.000-10.000 7.500 0,08 
10.000-15.000 12.500 0,11 
15.000-20.000 17.500 0,19 
20.000-25.000 22.500 0,23 
25.000-30.000 27.500 0,25 
30.000-35.000 32.500 0,08 
35.000-40.000 37.500 0,03 
40.000-45.000 42.500 0,01 
 
Exercício 5: 
Considere a Figura abaixo: 
Calcular a massa molar numérica média e a massa molar ponderal média 
 
Volume Eluído Altura (mm) Massa Molar do Polímero 
Padrão 
30 1 320.000 
31 17 150.000 
32 82 70.000 
33 194 32.000 
34 180 20.000 
35 90 15.000 
36 41 8.000 
37 26 5.000 
38 13,5 3.500 
39 8,5 2.000 
40 6 1.500 
41 2,5 850 
42 0,5 500 
L.H. Sperling: Introduction to Physical Polymer Science, JohnWiley and Sons, New York,2nd 
Edition, (1991) 
Exercício 6: 
As Figuras abaixo apresentam a distribuição de massa molar do poli(cloreto de vinila). 
Determine os valores de Mn, Mw e o grau de polimerização. 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Massa molar (103 g/mol) Massa molar (10
3 
g/mol) 
 
 
 
Exercício 7 
Alguns polímeros totalmente amorfos, de massa molar alta, possuem as seguintes 
temperaturas de transição vítreas: 
 
Polímero Tg 
Polietileno -20 
Polipropileno + 5 
Poli(cloreto de vinila) +80 
Poliestireno +100 
 Justificar as várias Tg 
 
Exercício 8 
Estabelecer uma ordem qualitativa crescente das temperaturas de transição vítrea dos 
seguintes polímeros (os polímeros têm um grau de polimerização alto e são lineares): 
 
A) ‐(CH2‐ CH)n‐ B) ‐(CH2‐CH)n‐ 
C=O C=O 
CH3 O 
CH3 
 
C) ‐(CH2‐ CH)n‐ D) ‐(CH2‐CH)n‐ 
C=O CH3 
O 
(CH2)6 
CH3 
 
E) ‐(CH2‐ CH)n‐ F) ‐(CH‐O)n 
COO‐Na‐ CH3 
Fr
aç
ão
 n
u
m
ér
ic
a 
Fr
aç
ão
 m
ás
si
ca
 
 
 
Exercício 9 
Um polímero linear amorfo tem Tg = 10oC. A 25oC, o polímero tem uma viscosidade de 
6x106 poise. Qual é a viscosidade a 40oC. 
 
Dado: 
 
 
 
 17,44T  Tg 
og T 
Tg 51,6  (T  Tg) 
 
 
 
Exercício 10 
Descreva a formação da fase cristalina de um polímero semicristalino, durante o 
resfriamento, a partir de uma temperatura acima da sua temperatura de fusão. 
 
 
Exercicio 11 
 
A densidade e porcentagem de cristalinidade para duas amostras de poli(tetrafluor 
etileno) são dadas na Tabela abaixo 
 
ρ (g/cm3) Cristalinidade (%) 
2.144 51.3 
2.215 74.2 
 
Qual é a densidade de uma amostra totalmente cristalina e de uma amostra totalmente 
amorfa? 
Exercício 12 
Explique as diferenças observadas nas temperaturas de fusão da série de poliamidas 
 
S.V. Canevarolo Jr. Ciência dos polímeros, Artliber 2002