VISCOSIDADE INTRÍNSECA E LIGAÇÕES NA CADEIA DE ÁLCOOL POLIVINÍLICO

1) INTRODUÇÃO

A viscosidade intrínseca, comumente expressa em dl/g, é diretamente proporcional ao peso molecular.

O estudo da viscosidade de soluções poliméricas tem grande importância prática pelo uso de polímeros em diversos produtos industriais, alimentícios ou farmacêuticos, em muitos casos justamente como controladores da viscosidade. Além disto, do ponto de vista molecular, o estudo viscosimétrico de soluções de polímeros permite avaliar informações importantes sobre massa molar média do polímero, dimensões da cadeia polimérica em solução e, como conseqüência, da qualidade deste solvente para este polímero (medida pela intensidade de solvatação do polímero).

Enquanto a estrutura química do polímero sintético é facilmente entendida, muitas propriedades físicas dependem de muitas características do comprimento da cadeia, grau de ramificação e peso molecular. Além disso, as macromoléculas dão amostras de que são raramente uniformes no comprimento da cadeia e peso molecular.

O experimento é interessante com o polímero linear do álcool polivinílico (PVOH) (CH2CHOH)n, o qual é preparado a partir de metanol e acetato polivinílico (PVAc) obtendo uma polimerização direta do monômero viril acetato CH2=CH-OOCH3. O preparado comum do álcool polivinílico mostra ema insignificante quantidade de ramificação na cadeia.

Uma característica de conexão com o (PVOH) e (PVAc) é a consistência de orientação da unidade de monômeros ao longo da cadeia. A fórmula dada acima assume a unidade de monômero cabeça-cauda. Contudo, ocasionalmente, uma unidade de monômero em junção com a cabeça forma cabeça-cabeça, produz uma cadeia na forma: (CH2CHX)n-CH2-CHX-CHX-CHX-CH2-CHX-(CH2-CHX)n

Cabeça-cabeça

Com X sendo AC ou OH.

No experimento, o método de Floury e Leutner é usado na determinação da fração de ligação cabeça-cabeça na amostra simples de PVOH.

A técnica usada no experimento depende da determinação da viscosidade intrínseca do polímero. Contudo, a determinação do peso molecular de pressões osmóticas é valiosa à calibração do método de viscosidade.

* O coeficiente n de um fluido é definido pela expressão:

n=(145,8 x 10-7)T3/2

T + 110,4

No caso de líquidos, a determinação do tempo de fluxo de um dado volume V, por meio de capilaridade vertical do tubo abaixo de influência da gravidade segue a lei de Poiseuille’s na forma de:

dV = r4(p1 – p2)

dt 8nL

sendo (p1 – p2) proporcional à densidade P.

n = Bt



onde, t é o tempo requerido na passagem do líquido do menisco superior até o inferior.

B é constante no aparelho e é determinado por meio da calibração com líquido de viscosidade.

A viscosidade intrínseca é definida como o valor de viscosidade reduzida à diluição infinita (c→0). A equação de Huggins (2) descreve a relação entre a viscosidade intrínseca e as concentrações das soluções diluídas dos polímeros como:

[] = lim sp = lim (1/c ln /0)

c → 0 c

onde, c é a concentração em gramas de soluto por 100mL de solução.

O gráfico de (1/c)(ln /0) versus c tem usualmente inclinação negativa para pequenos líquidos, enquanto para grandes líquidos, é positivo. Cuidadosamente, há o trabalho de extrapolar, cada ou ambas, as quantidades para o zero de concentração, embora (1/c)(ln /0) seja de uma única solução diluída dada por aproximação a (2n).

2) OBJETIVO

Este experimento teve o objetivo de determinar a fração de ligações cabeça-cabeça numa amostra de álcool polivinílico (PVOH), pelo método de Flory e Leritner que se baseia na medida da viscosidade intrínseca.

3) PARTE EXPERIMENTAL

3.1) MATERIAIS

• 3 viscosímetros

• 3 suportes universais

• 3 garras

• 8 balões volumétricos de 250mL

• 1 pêra de sucção

• Termostato

• Cronômetro

3.2) REAGENTES

• Soluções do polímero (PVOH) 0,1 ; 0,2; 0,4; 0,8g/100mL

• Água

• KIO4

3.3) PROCEDIMENTO

Para este experimento, foram preparadas soluções 0,1; 0,2; 0,4 e 0,8 g/100mL do polímero (PVOH) a partir de uma solução estoque 16 g/100mL. As mesmas estavam dividas em dois grupos, (1) e (2), para as mesmas concentrações em cada grupo.

O objetivo do experimento era determinar a viscosidade da água pura e de todas as soluções, em banho termostatizado, à 25ºC (aproximadamente). A prática realizou-se em triplicata para cada solução, para retirar possíveis dúvidas. As soluções foram termostatizadas por, aproximadamente, 30 min. No viscosímetro foram colocados 20 mL para a análise, de cada solução do grupo (1) – sendo realizadas em triplicata cada uma.

4) RESULTADOS E DISCUSSÃO

Com tal procedimento obtiveram-se os seguintes resultados:

Tabela 1. Dados observados durante a análise de viscosidade.

Temperatura Soluções Tempo

54”95

54”87

55”00

25°C H2O

25°C

25°C