As Aplicações de Macromoléculas

Nome: Lívia Fernandes do Amaral e Giuly Fernandes

Lista de Exercícios – Composição GQ2

Aplicações de Macromoléculas

1ª Questão: Qual dos processos de transferência de cadeia você utilizaria para controlar a massa molar de um polímero? Demonstre através de reações químicas.

        

2ª Questão: Para promover a reação de polimerização do polietileno, um Químico dispunha de três frascos de solventes no laboratório identificados como: xileno, benzeno e tolueno. Sabendo-se que o solvente no meio reacional pode promover reações de transferência de cadeia, o Químico optou por utilizar dentre esses solventes, o solvente que produzisse um produto com maior rendimento, isto é, com maior massa molar, evitando reações laterais de transferência de cadeia. Se você fosse o Químico em questão, qual dos solventes você teria utilizado? Justifique sua resposta.

[pic 4]

O melhor solvente a ser utilizado seria o benzeno, pois este não possui agrupamentos (ramificações) que façam transferência de cadeia e com isso geraria um produto com maior rendimento, ou seja, maior massa molar. O xileno seria a última opção uma vez que possui dois agrupamentos metila que gerariam a transferência de cadeia e o produto teria um menor rendimento, ou seja, uma menor massa molar.

3ª Questão: Qual a função dos catalisadores em reações de polimerização por coordenação Ziegler-Natta?

Controlar a velocidade da reação e controlar a especificidade da reação. Os catalisadores de Ziegler-Natta propiciam alta produtividade, a heterogeneidade dos seus sítios ativos promove a formação de cadeias poliméricas com diferentes massas molares contribuindo para uma elevada polidispersão, aspecto minimizado com o advento dos sistemas metalocênicos portadores de sítio ativo único. Os polietilenos produzidos por esses sistemas apresentam propriedades muito mais regulares e definidas, ou seja, plásticos de maior qualidade.

4ª Questão: Quais as principais vantagens e desvantagens da polimerização em massa?

Vantagens:

• Excelente Claridade óptica e elétrica
• Ausência de contaminantes residuais
• Facilidade de Baixo custo de Moldagem

Desvantagens:

• Não ocorre a dissipação do calor
• Possui o efeito gel
• Exige um monômero com alta reatividade

5ª Questão: A escolha do solvente usado em uma polimerização em solução se baseia na sua afinidade pelo monômero e pelo polímero formado. É essencial que esse solvente seja um bom solvente tanto para

o monômero quanto para o polímero formado no meio. De uma forma geral os polímeros podem ser classificados em bons, intermediários, maus ou ainda não solventes para um polímero em questão. Essa classificação pode ser feita sob dois aspectos, principalmente, com base na semelhança química e com base nos parâmetros de solubilidade de Hildebrand. Na Tabela 1 são dados os parâmetros de solubilidade de uma série de solventes. Com base nesses dados escolha quais solventes da Tabela 1 seriam bons solventes para o poliestireno (parâmetro de solubilidade = 18,66 MPa1/2).

Tabela 1: Parâmetro de solubilidade de alguns solventes comuns

Solvente	Parâmetro de solubilidade (MPa1/2)	Solvente	Parâmetro de solubilidade (MPa1/2)
Acetona	20,3	Acetato de vinila	18,4
Amônia	33,4	clorofórmio	19,0
Benzeno	18,8	epicloridrina	22,5
Tolueno	18,2	cicloexanol	23,3
Álcool benzílico	24,8	metanol	29,7
etilenodiamina	25,2	Etileno glicol	29,9
nitrometano	26,0	Água	47,9
Formamida	39,3

[pic 5]

Com base nessa figura acima, apenas o Tolueno e o Acetato de vinila apresentaram valores dentro do intervalo de bons solventes.

6ª Questão: Abaixo estão representadas duas estruturas das unidades repetitivas do poli(tereftalato de butileno) (PBT) e do poli(tereftalato de etileno) (PET). Dentre os polímeros apresentados, qual apresentaria maior Tg e Tm? Justifique sua resposta.

[pic 6][pic 7]

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• Tm (Temperatura de Fusão Cristalina)

O PBT apresenta a temperatura de fusão cristalina ao redor de 293°C, enquanto que o PET apresenta temperatura de fusão cristalina ao redor de 265°C. Isto pode ser explicado através da massa molar, como o PBT possui uma alta massa molar, este precisa de uma quantidade de calor para fazer desaparecer as regiões cristalinas. Sendo assim o PBT possui uma Tm maior que o PET.  

• Tg (Temperatura de Transição Vítrea)

Quanto maior a intensidade das forças intermoleculares, mais difícil será a flexão e o desenrolamento das cadeias, fazendo que a Tg aumente. A seguir uma imagem indicando as forças de dispersão e os dipolos de interação do PET e do PBT.

[pic 8]

Com isso, conclui-se que devido o PBT ter um grupo maior de dispersão (grupo etileno), este possui uma maior mobilidade do que o PET, logo quanto maior a mobilidade menor a Tg, sendo assim o PET possui uma Tg maior que o PBT.

7ª Questão: O PEAD (polietileno de alta densidade) e o PEBD (polietileno de baixa densidade) apresentam propriedades diferentes, como por exemplo, o PEAD é mais rígido e possui maior resistência química que o PEBD. Explique essas diferenças de propriedades correlacionando a estrutura química desses polímeros com o grau de cristalinidade e com a densidade de cada um.