LISTA DE EXERCÍCIOS PARA ESTUDO
1. Considerando que a densidade da fase cristalina do PE é 1,004 g/cm3 e da fase amorfa é
0,853g/cm3, calcular o grau de cristalinidade do polímero de densidade 0,959 g/cm3.
2. Calcular o peso molecular viscosimétrico médio a partir dos dados experimentais
reproduzidos abaixo. Dado: k=4,88 10-5 dl/g e a=0,82.
c(g/dl)
0,2200
0,3800
0,4700
0,4750
t(min)
1,720
1,950
2,150
2,350
2,580
3. O que podemos esperar de um polímero que tem alta cristalinidade em relação a sua
rigidez, resistência ao impacto e transparência?
4. Calcular M n , M w e o índice de polidispersividade de um polímero que apresentou o
seguinte resultado de fracionamento:
Resultado do fracionamento
Fração W (g) i
M (g /mol) i
1
1000
1000
2
1000
1000000
5. Relacione o método de análise com o tipo de massa molecular média (todos os
tipos/Mn/Mw/Mv):
a) GPC (ou SEC)
b) Viscosimetria
c) Osmometria
d) Ultracentrifugação
e) Análise de grupos funcionais não reagidos por titulação
f) Espalhamento de luz
6. Calcule Mn, Mw e o índice de polidispersividade do Poliestireno a partir dos dados de
cromatografia da tabela abaixo:
Wi (g)
Mi (g/mol)
0,10
15000
0,18
27000
0,25
39000
0,17
56000
0,12
78000
0,08
104000
0,06
120000
0,04
153000
7. Cite 5 fatores estruturais que influenciam na cristalinidade de um polímero.
8. Na polimerização por emulsão, o que acontece com o rendimento da polimerização se a
quantidade de iniciador for menor que o número de miscelas?
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9. Que tipo de terminação está representado a seguir:
10. Nylon 6,6 é obtido a partir do ácido adípico e da hexametileno diamina, conforme
representado abaixo. Que comportamento se pode esperar, com relação à temperatura
de fusão do Nylon, caso se use um diácido com maior número de carbonos entre os
grupos funcionais? Justifique sua resposta.
11. O PVC, caso não seja utilizado estabilizantes térmicos, sofre degradação com liberação
de HCl e formação de ligações duplas na cadeia. Como explicar essa degradação?
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12. Polimerização por adição pode ser considerado um sinônimo de polimerização em
cadeia?
13. Qual a fórmula estrutural dos seguintes polímeros:
a) Copoli(clorometileno/diclorometileno/metileno)
b) Poli[(acrilato de metila)-b-(acetato de vinila)]
c) Poli (etileno-g-acrilonitrila)
d) Poli (etileno-alt-(monóxido de carbono)]
e) Poli(estireno-b-butadieno)
Dado:
CCl2-
unidades estruturais do item a:
-CH-CHClMonômeros dos demais itens:
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14. Represente a fórmula estrutural do monômero, a unidade estrutural e a representação do
seguinte polímero de condensação:Policarbonato
Monômeros: fosgênio e bisfenol A.
Átomos perdidos: 2 Cl* e 2 H*
15. Explique qual a relação entre polimerização aniônica e a produção de polímeros em
bloco.
16. Represente o cis-polibutadieno e o trans poli-butadieno e explique porque o
cisbutadieno é mais adequado para a produção de elastômeros.
17. Qual a diferença entre conformação e configuração das cadeias poliméricas?
18. Quando o término de uma polimerização em cadeia via radical livres se dá pela
transferência para o solvente, o mesmo pode ser um regulador de massa molecular ou
um terminador de cadeia. Explique no que consiste essa diferença.
19. Explique porque só se usa catalisadores estereoespecíficos na produção de
polipropileno.
20. a) Encontre qual a melhor composição da mistura entre etanol (Ethanol), Metil etil
cetona (Methyl ethyl Ketone) e Nitrometano (nitromethane) para dissolução do
polímero A.
b) Qual o mínimo e o máximo de metanol que pode ser utilizado numa mistura com
dimetilformamida de modo a solubilizar o polímero A e não solubilizar o polímero B?
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Respostas:
1) Resposta: 73,5%
2) Resposta: Viscosidade intrínseca=0,539
PM=85250
3) Resposta: Rigidez aumenta, resistência ao impacto diminui, transparência diminui
4) Resposta:
Mn=1998 g/mol
Mw=500500 g/mol
IP=250,50
5) Resposta:
a-todos os tipos
b-Mv
c-Mn
d-Mw
e-Mn
f-Mw
6) Resposta:
Mn=38760 g/mol
Mw=56630 g/mol
IP=1,46
7) Resposta: Vide apostila
8) Resposta: O rendimento aumenta em função do menor número de radicais, o que diminui as
reações de terminação, ao contrário do que acontece na polimerização em massa e em solução.
9) Resposta: Combinação / desproporcionamento / transferência de cadeia
10) Resposta: A variação na estrutura das diferentes poliamidas proporciona diferenças nas
propriedades físicas e mecânicas entre elas. Essas diferenças podem ser atribuídas à distância
entre grupos amidas, ou seja, aumenta a quantidade de grupos metileno entre esses grupos que
afetam as forças intermoleculares. Por exemplo, a separação do grupo amida é maior na PA-11
do que na PA-6, desta forma as forças coesivas são superiores na PA-6 e portanto, este é mais
rígido e possui maior temperatura de fusão.
11) Resposta: A energia da ligação C-Cl é relativamente baixa (menor que a da ligação C-C), o que
explica a facilidade da degradação do PVC. Além disso, o HCl formado autocatalisa a
degradação.
12) Resposta: Não. Apesar de, quase sempre a polimerização por adição corresponder a um
mecanismo de polimerização em cadeia, existem exceções como, por exemplo, o Poliuretano
(polímero de adição que é obtido por polimerização em etapas).
13) Resolver conforme exemplo abaixo que considera o Poli(estireno-anidrido maléico):
Monômeros:
Fórmulas estruturais:
Estireno
CH2=CH(C6H5)
Anidrido maléico
HC
O
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CH
O
O
Unidades estruturais:
.HC
.CH2–CH(C6H5)·
O
CH.
O
O
Polímero: Poli(estireno-anidrido maléico):
Unidade periódica:
.CH2CH(C6H5)HC
O
CH.
O
O
14) Resolver conforme exemplo abaixo: Poli(hexametilenoadipamida) = Nylon-6,6 = Poliamida-6,6
Monômero
Fórmula estrutural
HO:CO(CH2)4CO:OH
Unidade
estrutural
.CO(CH2)4CO.
Ácido adípico
Hexametilenodiamina
Átomos perdidos
2 HO.
H:NH(CH2)6HN:H
.NH(CH2)6HN.
2 H.
..
Unidade periódica: ·NH(CH2)6HN CO(CH2)4CO·
Polímero
H–[NH(CH2)6HN:CO(CH2)4CO]n–OH
15) Resposta: A polimerização aniônica permite a obtenção de polímeros “vivos”, ou seja, polímeros
onde somente com a adição de um terminador (por exemplo, água) a reação é interrompida.
Após o término do monômero, uma nova adição de um segundo monômero faz com que a reação
tenha prosseguimento com a obtenção de polímeros em bloco. Exemplo: produção da borracha
SBR (“Styrene butadiene rubber”).
16) Resposta: Em elastômeros, a cadeia polimérica deve ser flexível. O cispolibutadieno, por não
formar uma estrutura regular como o trans polibutadieno, dificulta a cristalização, o que é
desejável nesse caso, uma vez que a cristalização impede o movimento relativo das cadeias
poliméricas.
17) Resposta: A configuração de cadeias poliméricas diz respeito à forma de organização de
grupamentos químicos ao longo das cadeias, enquanto conformação está relacionada com a
forma que uma cadeia pode apresentar no espaço. Em geral, diz-se que uma mudança de
configuração exige o rompimento de ligações químicas, enquanto mudanças de conformação
podem ser realizadas sem a necessidade de quebra de ligações primárias.
18) Resposta: O radical livre formado a partir da transferência para o solvente ainda pode ser ativo;
nesse caso o solvente é denominado um regulador de massa molecular, já que interrompeu o
crescimento de uma cadeia mas manteve a reação de polimerização. Caso o radical livre
originado seja inativo, o solvente passa a ser considerado um terminador de cadeia, uma vez que
a reação é encerrada quando acontece a transferência para o solvente.
19) Resposta: O termo estereoespecífico do catalisador se refere à característica de controlar a
posição do grupo metila na cadeia polimérica de forma ordenada, gerando um polímero tático
(sindiotático ou isotático), capaz de gerar um termoplástico semicristalino, uma vez que o
polímero de PP amorfo não tem aplicação prática.
20) Resposta a: A melhor composição da mistura é a que atinge o centro da circunferência do
polímero A. [Mistura 20% etanol (80 % metil etil cetona)] + 18,2% Nitrometano
No total: 81,8% (20%etanol + 80% metil etil cetona) + 18,2% Nitrometano ou seja 16,36%
etanol + 65,44% metil etil cetona + 18,2% Nitrometano
Resposta b: O mínimo é 25% e o máximo 41% de metanol
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