Determinacion de plástico por DSC

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FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA

INGENIERÍA QUÍMICA

LABORATORIO DE INTRODUCCIÓN A LOS POLÍMEROS

Práctica Nº4

DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR DE UN POLÍMERO

                        Pablo Tamayo

Fecha de realización de la práctica:   20 de mayo del 2015

Fecha de entrega del informe:            27 de mayo del 2015

OBJETIVOS:

• Determinar el peso molecular de una muestra de polímero empleando la ecuación de Mark-Houwink.
• Denotar el cambio de la viscosidad a diferentes concentraciones de PVA.

RESUMEN:

Los polímeros tienen características a nivel micro propio de su tipo, por eso su distinto comportamiento con distintos materiales. Al ser moléculas químicas de una larga cadena, la determinación de su peso molecular resulta ser un aspecto principal dentro de su caracterización. El reporte de su peso molecular es un promedio, puesto que tiene cadena poliméricas de diferentes longitudes. En el procedimiento para determinar este peso molecular se preparó 4 soluciones de concentraciones de PVA 0.02; 0,04; 0,06; y 0,08 g/100 mL, a partir de una solución madre de 0.1g/100 mL. Con las 4 diferentes concentraciones se calculó su densidad mediante el picnómetro y su viscosidad mediante el uso del viscosímetro Cannon-Fenske. Todos los procesos se realizaron a una temperatura de 25°C. Con los datos experimentales se calculó la viscosidad reducida de cada solución, con la cual a través de su extrapolación se puede calcular la viscosidad intrínseca con un valor de [] = 0,7286, y con el empleo de la ecuación de Mark-Houwink-Sakurada, se calculó el peso molecular medio (), con un valor de 48543 [g/mol]. El cual se encuentra medianamente alejado del valor de bibliografía. El procedimiento se podría realizar con concentraciones mayores de PVA para poder observar de mejor manera el comportamiento de la viscosidad.[pic 2][pic 3]

1.-INTRODUCCIÓN:

El peso molecular de un polímero es un parámetro de suma importancia en la caracterización de un polímero. Además puede ser un parámetro de calidad de unos productos polimérico. Inclusive existen procedimientos estandarizados por la  ASTM D 4603, y la ASTM D 1795 que permiten determinar la viscosidad intrínseca, y su distribución de pesos moleculares en el material. En la experimentación se desea determinar el peso molecular del polivinil alcohol a través de la ecuación de Mark-Houwink-Sakurada.

2.- REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

El tamaño molecular de un polímero, influye en las propiedades físicas del material, tales como la resistencia a solventes o su dureza mecánica. Además, da una noción del grado de polimerización del material.

2.1-Tipos de Polimerización:

Los procesos de polimerización tienen 2 grupos conocidos como polimerización de condensación o reacción por etapas y polimerización de adición o reacción en cadena.

2.1.1-Polimerización por Etapas:

En este tipo de polimerización emplea dos monómeros difuncionales que reaccionan entre sí y está regida por las leyes del azar. Debido a que la reacción de condensación tienen lugar simultáneamente entre moléculas de monómeros entre sí, que producen dímeros, trímeros, tetrámeros, etc. El producto no será  homogéneo con respecto a su peso molecular. Por lo tanto su peso molecular será reportado en promedio debido a su variabilidad en sus pesos moleculares. La longitud de cadena es dada por la disponibilidad local de grupos reactivos en los extremos de las cadenas en crecimiento.

2.1.2.-Polimerización en Cadena:

En este tipo de polimerización las moléculas con dobles enlaces C=C, se polimerizan vía reacción en cadena debido a la alta reactividad de los dobles enlaces. Por este motivo se van a tener radicales libres o iónicos Los cuales serán los iniciadores de la reacción en cadena. Tanto en los polímeros de cadena como en los escalonados, la longitud de la cadena es determinada por sucesos puramente aleatorios y su cadena ira creciendo hasta reaccionar con otro radical libre y tener la terminación de la reacción.

2.2.-Tipos de Pesos Moleculares

Para poder determinar toda la distribución de pesos moleculares se requiere técnicas complejas y sofisticadas tales como la cromatografía de permeabilidad por el gel y métodos de precipitaciones. Para tener una idea acerca del tamaño molecular del producto polimérico se reporta un valor promedio.

Se reportan cuatro pesos moleculares promedio en la caracterización de los polímeros tales como: el peso molecular promedio en peso (), el peso molecular promedio en número (), el peso molecular promedio z o por sedimentación (), y el peso molecular promedio por viscosidad (). Considerando una distribución aleatoria de pesos moleculares, se tiene  = . El índice de polidispersidad (IPD) o su distribución de pesos moleculares se reporta como .[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

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Figura 2.1. Esquema de una distribución de pesos moleculares simple, en función de la medias (Sperling, 2006, p. 86)

2.2.1.-Peso Molecular medio en número:

Este tipo de peso molecular es representado por la suma de todos los pesos moleculares de cada una de las moléculas dividido para el número de moléculas. Se considera que  tiene mayor sensibilidad con especies de bajo peso molecular.[pic 12]

[pic 13]                        [2.1]

2.2.2.-Peso Molecular promedio en peso:

Este peso molecular corresponde al sumatorio del cuadrado de cada peso molecular dividido para la suma total de los pesos moleculares. Se considera que el  tiene mayor sensibilidad con especies de alto peso molecular. mientras el  con especies de bajo peso molecular. (Ebewele, 2000, p. 184), (Raave, 2012, p. 53).[pic 14][pic 15]

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