A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Polímeros em Solução Físico Química de Polímeros Prof. Sérgio Pezzin.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Polímeros em Solução Físico Química de Polímeros Prof. Sérgio Pezzin."— Transcrição da apresentação:

1 Polímeros em Solução Físico Química de Polímeros Prof. Sérgio Pezzin

2 Em quais solventes um determinado polímero se dissolve ? Quando um dado Polímero será miscível com outro polímero ?

3 Soluções e Blendas Poliméricas Podemos prever o comportamento de fases ? MÍSCÍVELIMÍSCÍVEL Fase Única Separação de Fase Blendas Separação de fase em solução

4 A Entropia de Misturas Poliméricas n A = 48 n B = 16 n A = 48 n B = 1

5 A Entalpia de Misturas Poliméricas Depende das interações entre as moléculas - Precisamos de uma expressão para H a partir dos componentes puros. Há duas abordagens mais comumente usadas: Hildebrand – Parâmetros de solubilidade (δ) Flory – Parâmetros de interação binários ( ) Ambos consideram as interações entre pares de moléculas e ambos assumem que apenas forças de dispersão e forças dipolares fracas.

6 Entalpia Livre de Mistura Modelo Flory-Huggins TERMO ENTÁLPICO TERMO ENTRÓPICO

7 Densidade de Energia Coesiva É energia necessária para remover uma molécula de suas vizinhanças. Elastômeros < 80 Termoplásticos amorfos 80 a 100 Semicristalinos > 100 DEC = ΔH v /V m

8 Densidade de Energia Coesiva Componentes puros

9 Densidade de Energia Coesiva Misturas Se Obtém-se Esta é a a diferença de energia molar na formação de um par de contatos AB a partir de contatos AA e BB. A variação de energia por par é dada por

10 Entalpia de mistura e o parâmetro de solubilidade δ Define os parâmetros de solubilidade Variação de densidade de energia coesiva quando AB se forma a partir de AA e BB.

11 Parâmetro de Solubilidade de Hildebrandt δ é igual à raiz quadrada da densidade de energia coesiva.

12 Parâmetro de Solubilidade de Hildebrandt Contribuição de grupos grupo metileno grupo éster

13 Relação entre e δ Usando Então Mas, experimentalmente para soluções

14 Porque polímeros hidrocarbonetos não se dissolvem facilmente ? Entropia combinatorial pequena Entalpia de interação positiva Para se obter um sistema miscível é necessário ter interações específicas

15 Comportamento de Fase Portanto aumenta quando a temperatura diminui Assim, devemos esperar que quando a T de uma solução (ou blenda) é abaixada, haverá um ponto em que G se torna positivo e ocorre a separação de fases. Composição

16 Comportamento de Fase Entretanto a energia livre não precisa ser positiva para ocorrer separação de fases !!! A forma da curva energia livre vs composição é crucial Se a barreira for removida haverá formação de solução ??

17 Comportamento de Fase E se a curva de energia livre for assim ???

18 Comportamento de Fase O potencial químico A partir da equação de Flory-Huggins:

19 Comportamento de Fase Calculando um Diagrama de Fases Primeira derivada da energia livre com a composição (potencial químico) Curva da energia livre a uma dada T Gráfico preparado a partir dos pontos coletados das curvas de energia livre calculadas para cada T. SEGUNDADERIVADA

20 Comportamento de Fase Os valores críticos Definido por composição Partindo do potencial químico e diferenciando temos que PARA SOLUÇÕES PARA BLENDAS muito pequeno

21 Valores críticos da diferença de parâmetros de solubilidade Lembre que Se consideramos Vs/RT 1/6 Então Ou, mais precisamente

22 Comportamento de Fase Curva espinodal para o sistema poliestireno / ciclo-hexano

23 Comportamento de Fase Valores de para o sistema poliestireno / ciclo-hexano

24 Comportamento de Fase Previsões de modelos simples A maioria dos polímeros: 1.Não se mistura 2.Apresentam comportamento UCST COMPORTAMENTO OBSERVADO

25 Comportamento de Fase Comparação com experimentos

26 Comportamento de Fase Separação de fases em Blendas SAN/NBR Nucleação e crescimento - Binodal Decomposição espinodal

27 Limitações da Teoria de Flory-Huggins É BASEADA EM UM MODELO DE MALHA IGNORA O "VOLUME LIVRE" CONSIDERA A MISTURA ALEATÓRIA ESTRITAMENTE, SE APLICA APENAS A MOLÉCULAS NÃO POLARES COMPUTA APENAS A ENTROPIA COMBINATORIAL

28 As condições theta (θ) Cadeias expandidas Cadeias se tornam ideais

29 Bom Solvente Aumenta as dimensões do novelo (coil). O abaixamento da temperatura reduz o poder" do solvente. Mudanças na dimensão do novelo afetam a viscosidade. viscosidade. Temperatura Flory - temperatura na qual a "pobreza" do solvente compensa exatamente o efeito do volume excluído. TemperaturaFlory

30 Bom Solvente A dimensão do novelo também é relacionada à equação de Mark-Houwink em que os extremos são:Mark-Houwink o modelo da esferaesfera o model do cilíndro rígido (rigid rod)rigid rod)


Carregar ppt "Polímeros em Solução Físico Química de Polímeros Prof. Sérgio Pezzin."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google