Masa molecular de los polimeros

Masa Molecular de los Polímeros

El tamaño de una molécula polimérica está descrito directamente por el número de monómeros que la componen, n, conocido como . Operacionalmente es de mayor uso la masa molecular relativa (RMM, por sus siglas en inglés). Este término no tiene unidades ya que es una relación de masas y se define así:

[pic 1]

Por ejemplo, una molécula de polietileno, –(CH2 – CH2)n –, con grado de polimerización de 103 tiene una RMM de

[pic 2]

ya que la masa molecular de un átomo de carbono 12 es de 12.0011 g/mol, el divisor de esta fracción se aproxima a 1 (1.0001); por lo que numéricamente RMM y la masa molecular de la molécula, Mi, son iguales y difieren solamente en sus unidades.

Las reacciones de polimerización ocurren en centésimas de segundo y no son perfectas, por lo que es imposible garantizar que todas las moléculas tengan el mismo grado de polimerización y por ende la misma RMM. Es por esto que en los materiales plásticos no se habla de un valor estricto de masa molecular si no de una distribución de masas o pesos moleculares.

Si consideramos un espécimen de material, cuya masa total es W gramos, encontraríamos que está compuesto por fracciones de moléculas con diferentes masas moleculares relativas.

[pic 3]

Si sumamos la masa de todas las moléculas con igual RMM, y la denotamos como la fracción i-ésima, y la graficamos con respecto a la RMM, tenemos una distribución de masas moleculares en la cual la masa de la fracción i-ésima es wi. Por lo que

[pic 4]

[pic 5]
La distribución de masas moleculares se describe como una serie de fracciones espaciadas estrechamente. La i-ésima fracción, de la cual el espécimen contiene una masa wi, es de masa molecular relativa Mi.

Se han definido dos parámetros para promediar la masa molecular de los polímeros, estos son:

1. La masa molecular promedio en número, [pic 6], definida como

[pic 7]

en donde ni es el número de moléculas, o moles, que componen la fracción i-ésima. Puede apreciarse que [pic 8]es un promedio aritmético, pues se divide la masa total del espécimen sobre el número de moléculas que lo componen. Es decir, [pic 9]nos ofrece una idea del valor central de la distribución.

2. La masa molecular promedio en peso, [pic 10], definida como

[pic 11]

Puede verse que este valor se obtiene de multiplicar la masa molecular de cada una de las fracciones presentes por su respectiva proporción respecto a la masa total del espécimen. Por lo que [pic 12]nos indica qué valor de masa molecular predomina en el espécimen, ya sea por su contenido (wi/W) o por su tamaño (Mi). Teniendo en cuenta que la masa de la i-ésima fracción es

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