Fábio Herbst Florenzano Viscosimetria de Soluções Poliméricas – Determinação da Massa Molar Média Fábio Herbst Florenzano
Viscosidade de Soluções É a resistência que o líquido impõe ao seu próprio movimento Os polímeros afetam (aumentando) a viscosidade de suas soluções Esse aumento da viscosidade das soluções poliméricas depende de inúmeros fatores
Fatores que influenciam a viscosidade de uma solução polimérica Concentração Temperatura Interação solvente/polímero Rigidez da cadeia Grau de ramificação (topolologia) Massa molar média Outros
Medidas da viscosidade A viscosidade é quase sempre medida em relação á viscosidade do solvente A maneira mais comum, mas não a única, é se medir o tempo de escoamento do solvente (t0) e o tempo de escoamento da solução (t) pelo mesmo capilar (na mesma temperatura) A partir desses valores se obtém os parâmetros usados na viscosimetria
Viscosimetria - definições
Viscosimetria - significados
Relação da viscosidade intrínseca com a massa molar A viscosidade intrínsica depende do volume hidrodinâmico específico da cadeia polimérica, ou seja, da seguinte razão: [η]~VH/Mv
Equação de Mark-Houwink-Sakurada
Significado de K e a K está relacionado às características químicas do polímero, sua interação com o solvente, carga, etc. A está relacionado à conformação da cadeia em solução, tal que: Na condição θ: a=0,5 Em bons solventes: a=3/5 Polímeros ramificados podem ter a<0,5 Valores acima de 0,6 podem ocorrer para polímeros muito rígidos e organizados (hélices, por exemplo)
Determinação de K e a Os padrões são do MESMO polímero com diferentes massas molares conhecidas. Existem também valores tabelados.
Determinação da Massa Relativa – para o mesmo polímero
Medindo a viscosidade Viscosímetros rotacionais Viscosímetros vibracionais Viscosímetros de tempo de queda Viscosímetros capilares de escoamento Viscosímetros capilares de pressão
Viscosímetros de Escoamento
Equipamentos
Viscosimetria capilar de pressão Determina a viscosidade relativa a partir da diferença de pressão entre o começo e o final de um capilar de dimensões conhecidas.
Variação da viscosidade com a concentração
Viscosimetria Usada também para confecção de curva-padrão universal em cromatografia por exclusão de volume As relações aqui mostradas valem para fluxos laminares (sem turbulência) de fluidos homogêneos Polidispersão é um problema, mas não há, a princípio limite de massa molar Adequada para determinação de grau de ramificação
Sugestões de fontes de informação http://lem.iq.usp.br/ykawano/cursos/QFL5602/Viscosimetria.pdf (parte sobre viscosimetria) http://www.ima.ufrj.br/~rmichel/04-aulas/IMA_aulas/metfis/05-Viscosimetria-2013.pdf http://www.pslc.ws/macrog/vis.htm (simples, porém interessante) http://www.ias.ac.in/initiat/sci_ed/resources/chemistry/Viscosity.pdf