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Polimeros uc3m, Apuntes de Ingeniería Industrial

Asignatura: Fundamentos quimicos de la ingenieria, Profesor: carliños carliños, Carrera: Ingeniería en Tecnologías Industriales, Universidad: UC3M

Tipo: Apuntes

2015/2016

Subido el 08/01/2016

juanma_ca9
juanma_ca9 🇪🇸

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VII: MATERIALES POLIMÉRICOS
1. Una muestra de un polímero de peso molecular desconocido se ha fraccionado
obteniéndose las siguientes fracciones.
a) Calcule el peso molecular
promedio en número y en masa
b) Si se sabe que el grado de
polimerización promedio en número
es 211, ¿cuál es el peso molecular
de la unidad monomérica?
c) ¿De qué polímero se trata: PE,
PVC, PTFE, PP, PS, PMMA,
Baquelita, Nilon 66, PET, PC?
d) ¿Cuál es el grado de polimerización promedio en masa?
(Solución: a) Mn=47720, Mw=53720; b) M0=226; c) Nylon 66; d) Xw=238)
2. Se ha analizado un polímero termoplástico, obteniéndose las siguientes fracciones en
peso, wi, para los rangos de pesos moleculares tabulados que figuran a continuación:
a) Calcular el peso molecular promedio en peso.
b) Calcular la polidispersidad, sabiendo que el peso molecular
promedio en número es de 12880 g/mol
c) Si el grado de polimerización es de 230, y sabiendo que se
encuentra dentro de la serie de las poliolefinas, determinar
el valor de X en la fórmula estructural que se adjunta y
decir de que polímero se trata (Masa atómica: H = 1,
C=12).
n
X
CH
CH
CHCH(
3
2
2
d) Justifique si la cristalinidad de este polímero debe ser mayor o menor que la del
polietileno.
(Solución: a) Mw=15500g/mol; b) I= 1,203; c) X=1; d) menor
3. Determine el grado de cristalinidad de una muestra de polipropileno de densidad
0.853g/cm3, si la densidad del polipropileno amorfo y cristalino son 0.83 y 9.947
g(cm3 respectivamente.
Represente la variación del módulo de elasticidad con la temperatura para esta
muestra, para una muestra totalmente amorfa y para otra totalmente cristalina.
4. La densidad y el porcentaje de cristalinidad de dos muestras de polipropileno se dan
en la tabla.
Intervalo de pesos
moleculares
Fracción en
Número, xi
Fracción en
Peso, wi
8000-20000 0,05 0,02
20000-32000 0,15 0,08
32000-44000 0,21 0,17
44000-56000 0,28 0,29
56000-68000 0,18 0,23
68000-80000 0,1 0,16
80000-92000 0,03 0,05
peso molecular
(g/mol)
wi
0-5000 0.02
5000-10000 0.12
10000-15000 0.32
15000-20000 0.32
20000-25000 0.22
pf2

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VII: MATERIALES POLIMÉRICOS

  1. Una muestra de un polímero de peso molecular desconocido se ha fraccionado obteniéndose las siguientes fracciones. a) Calcule el peso molecular promedio en número y en masa b) Si se sabe que el grado de polimerización promedio en número es 211, ¿cuál es el peso molecular de la unidad monomérica? c) ¿De qué polímero se trata: PE, PVC, PTFE, PP, PS, PMMA, Baquelita, Nilon 66, PET, PC? d) ¿Cuál es el grado de polimerización promedio en masa?

(Solución: a) Mn=47720, Mw=53720; b) M 0 =226; c) Nylon 66; d) Xw=238)

  1. Se ha analizado un polímero termoplástico, obteniéndose las siguientes fracciones en peso, wi, para los rangos de pesos moleculares tabulados que figuran a continuación: a) Calcular el peso molecular promedio en peso. b) Calcular la polidispersidad, sabiendo que el peso molecular promedio en número es de 12880 g/mol c) Si el grado de polimerización es de 230, y sabiendo que se encuentra dentro de la serie de las poliolefinas, determinar el valor de X en la fórmula estructural que se adjunta y decir de que polímero se trata (Masa atómica: H = 1, C=12).

n

X CH

CH

(CH CH

3

2

2

d) Justifique si la cristalinidad de este polímero debe ser mayor o menor que la del polietileno. (Solución: a) Mw=15500g/mol; b) I= 1,203; c) X=1; d) menor

  1. Determine el grado de cristalinidad de una muestra de polipropileno de densidad 0.853g/cm3, si la densidad del polipropileno amorfo y cristalino son 0.83 y 9. g(cm3 respectivamente. Represente la variación del módulo de elasticidad con la temperatura para esta muestra, para una muestra totalmente amorfa y para otra totalmente cristalina.
  2. La densidad y el porcentaje de cristalinidad de dos muestras de polipropileno se dan en la tabla.

Intervalo de pesos moleculares

Fracción en Número, xi

Fracción en Peso, wi 8000-20000 0,05 0, 20000-32000 0,15 0, 32000-44000 0,21 0, 44000-56000 0,28 0, 56000-68000 0,18 0, 68000-80000 0,1 0, 80000-92000 0,03 0,

peso molecular (g/mol)

wi

0-5000 0. 5000-10000 0. 10000-15000 0. 15000-20000 0. 20000-25000 0.

a) Escriba la fórmula del polipropileno y justifique adecuadamente si puede presentar tacticidad. b) Calcule la densidad del polipropileno totalmente cristalino y totalmente amorfo. c) Determine la densidad de una muestra que contiene 74,6% de cristalinidad (Solución: b)a= 0.83 g/cm^3 ,c= 0.947 g/cm^3 ; c)= 0.917 g/cm^3 )

  1. Escriba la fórmula de la unidad de repetición de los siguientes polímeros y conteste justificadamente a las siguientes cuestiones:
  1. Polietileno 2) Polipropileno 3) Poliestireno 4) Nylon 6,6. 5) Poliacrilonitrilo a) Ordénelos de mayor a menor Tg exceptuando al Nylon. b) ¿Cuáles son parcialmente cristalinos? ¿Cuál tiene mayor Tm? ¿Por qué? ( Solución: a) PAN>PS>PP>PE; b) PE, PP y Nylon.. Nylon 6,6 debido a los puentes de hidrógeno entre cadenas)

6.- Se ha medido la densidad y la cristalinidad de dos muestras de polietileno con los siguientes resultados: Muestra (^)  (g·cm-3) Cristalinidad (%) 1 0.965 76. 2 0.925 46. a) Calcule las densidades del polietileno totalmente amorfo (a) y totalmente cristalino (c). b) Determine el porcentaje de cristalinidad de una muestra cuya densidad es (^)  = 0. g·cm-3. Represente esquemáticamente la variación del módulo de elasticidad con la temperatura entre Tg y Tm para las cinco muestras. Solución:

 (g/cm^3 ) Cristalinidad (%) 0,904 62, 0,895 54,