POLIMEROS /// TEMA 1 --PROBLEMAS Y CUESTIONES.1.- Diferenciar polimorfismo de isomorfismo.HOJA 1. 2.- Esquematizar las unidades monoméricas de los siguientes polímeros: (a) cloruro de polivinilo, (b) metacrilato de polivinilo, (c) nilón 66, (d) policarbonato, (e) fluoruro de polivinilo, (f) policlorotrifluoroetileno y (g) alcohol polivinilico. 3.- Calcular el peso molecular de las unidades monoméricas de los siguientes polímeros: (a) cloruro de polivinilo, (b) policlorotrifluoroetileno, (c) alcohol polivinilico (d) policarbonato, (e) Polietileno tereftalato y (f) Polidimetil siloxano. 4.- (a).- Determinar el peso molecular de la unidad monomérica del poliestireno. (b).- El peso molecular medio numérico del poliestireno es 500000 g/mol. Calcular el grado de polimerización medio numérico. (c).- Calcular el peso molecular medio másico de un poliestireno cuyo grado de polimerización medio numérico es de 25000. 5.- (a).- Calcular el peso molecular de la unidad monomérica del polipropileno. (b).- Calcular el peso molecular medio másico de un polipropileno cuyo grado de polimerización medio másico es 15000. (c) El peso molecular medio numérico de un polipropileno es de 1000000 g/mol. Determinar el grado de polimerización medio numérico. 6.- Se han tabulado los pesos moleculares de un politetrafluoroetileno. Calcular (a) el peso molecular medio numérico, (b) el peso molecular medio másico, (c) el grado de polimerización medio numérico y (d) el grado de polimerización medio másico. Intervalo de peso molecular (g/mol) 10 000-20 000 20 000-30 000 30 000-40 000 40 000-50 000 50 000-60 000 60 000-70 000 70 000-80 000 80 000-90 000 xi 0,03 0,09 0,15 0,25 0,22 0,14 0,08 0,04 wi 0,01 0,04 0,11 0,23 0,24 0,18 0,12 0,07 7.- Se han tabulado los pesos moleculares de algunos polímeros. Calcular (a) el peso molecular medio numérico y (b) el peso molecular medio másico. (c) Si se sabe que el grado de polimerización medio numérico de este material es 211, ¿a qué polímero de la tabla 1 corresponde? ¿Por qué? (d) ¿Cuál es el grado de polimerización medio másico de este material? Intervalo de peso molecular (g/mol) 8000-20 000 20 000-32 000 32 000-44 000 44 000-56 000 56 000-68 000 68 000-80 000 80 000-92 000 xi 0,05 0,15 0,21 0,28 0,18 0,10 0,03 wl 0,02 0,08 0,17 0,29 0,23 0,16 0,05 (c) el grado de polimerización medio numérico y (d) el grado de polimerización medio másico. ¿a qué polímero de la tabla 1 corresponde? ¿Por qué? (d) ¿Cuál es el grado de polimerización medio numérico de este material? Intervalo de peso molecular (g/mol) 15000-30000 30000-45000 45000-60000 60000-75000 75000-90000 90000-105000 105000-120000 120000-135000 xi 0.- HOJA 2.20 0.05 0.24 0.26 0.24 0. 8.08 0..05 10.20 0.07 0.POLIMEROS /// TEMA 1 --PROBLEMAS Y CUESTIONES.01 0.¿Cuál es la masa molecular media en numero ( M n ) y en peso ( M w ) de una mezcla que pesa 2 g y esta formada por 1 g de la parafina C95H192 y 1 g de la parafina C105H212? Resolver la misma cuestión cuando se mezclan 1 g de C10H22 y 1 g de C190H382 .30 0. Lo mismo cuando se mezclan 1 g de C10H22 y 1 g de C1000H2002 .02 0. Mmol Peso (g) 15000 0. En la tabla se indica la masa molecular de cada fracción de poliestireno asi como la cantidad de cada una en las mezclas.18 39000 0.12 104000 0.11 0.5 % en peso de monómero de estireno a la muestra de PS ? .12 0.08 120000 0.10 0.16 0.11 9.04 ¿Cuál es el efecto sobre el M n y el M w de la adición de un 0.16 0.Se han tabulado los pesos moleculares de un polipropileno.04 0.27 0. Determinar: (a) el peso molecular medio numérico. Intervalo de peso molecular (g/mol) 8000-16000 16000-24000 24000-32000 32000-40000 40000-48000 48000-56000 xi 0.17 78000 0.Se han tabulado los pesos moleculares de algunos polímeros..25 56000 0.03 wl 0.04 0.24 0.. Razonar como afecta la presencia de especies de bajo peso molecular y de elevado peso molecular en los valores de la masa molecular media en numero ( M n ) y en peso ( M w ) 11.Calcular la masa molecular media en peso y en número de una muestra de poliestireno (PS) formada al mezclar 8 fracciones de poliestireno monodispersas. Calcular (a) el peso molecular medio numérico y (b) el peso molecular medio másico.06 153000 0.1 27000 0.07 wi 0.28 0.. (c) Si se sabe que el grado de polimerización medio másico de este material es 780.12 0.16 0.27 0. (b) el peso molecular medio másico. del número total de enlaces en la molécula N y del ángulo θ entre átomos de la cadena. Sugerir una razón para ello.Comparar los polímeros termoplásticos y termoestables en base a: (a).-Un polietileno lineal tiene un peso molecular medio numérico de 300000 g/mol.¿Es posible moler y reusar el polipropileno? ¿Por qué o por qué no?. Se deben deducir las expresiones anteriores.Características mecánicas si experimentan un calentamiento. 17. r.12 0. 15. para el politetrafluoroetileno: (a) el peso molecular medio numérico para L = 2000 nm y (b) el peso molecular medio numérico para r = 15 nm.Posible estructura molecular. (c). Es decir: θ L = Nd sen 2 Además..04 0.(a)... 18.10 0.05 0..La longitud total L de una molécula polimérica lineal depende de la longitud del enlace d entre átomos de la cadena. 12. (b).23 0. 16.15 0. (b).06 wl 0.. (b) ¿En qué difiere la cloración del polietileno de la del cloruro de polivinilo? 14.¿Es posible moler y reusar el fenol formaldehído? ¿Por qué o por qué no?.El polietileno de alta densidad se puede clorar induciendo la substitución aleatoria de átomos de hidrógeno por átomos de cloro.01 0...Algunos poliesteres pueden ser termoplásticos o termoestables. Determinar para el polietileno lineal: (a) el peso molecular medio numérico para L = 2500 nm y (b) el peso molecular medio numérico para r = 20 nm. Calcular los valores medios de L y r para este material..Explicar la diferencia entre configuración y conformación de cadenas poliméricas.26 0..27 0.¿Es posible disponer de un homopolímero de polimetil metacrilato con los siguientes datos de peso molecular y un grado de polimerización medio másico de 585? ¿Por qué sí o por qué no? Intervalo de peso molecular (g/mol) 8000-20 000 20 000-32 000 32 000-44 000 44 000-56 000 56 000-68 000 68 000-80 000 80 000-92 000 xi 0. (Figura 1) de una serie de moléculas poliméricas es igual a: r=d N (a).09 13.- HOJA 3...16 0...21 0.Un politetrafluoretileno lineal tiene un peso molecular medio numérico de 500000 g/mol.POLIMEROS /// TEMA 1 --PROBLEMAS Y CUESTIONES.25 0. la distancia media cabeza-cola.Usando las definiciones de longitud total de la cadena molecular L y de distancia media cabeza-cola r determinar. (b). (a) Determine la concentración de Cl (en % en peso) que se debe añadir para que la substitución alcance el 8 % de los átomos de hidrógeno originales. Calcular los valores medios de L y r para este material. . .. alternado..El peso molecular medio numérico del copolímero alternado poli (acrilonitrilo-butadieno) es de 1000000 g/mol.- HOJA4.. 29. En un copolímero de esta composición. Asumir que dicha concentración corresponde a un grado de polimerización medio numérico de 2000.. 21. tetrafluoretileno o cloruro de vinilo? ¿Por qué?. (b) De las siguientes posibilidades: al azar. Determinar el número medio de unidades monoméricas de estireno y de butadieno por molécula. alternado. (c) poli (isobutileno-isopreno) (d) poli (butadieno-cloropreno) (e) poli(estireno-metil metacrilato) y (f) poli(acrilonitrilo-cloruro de vinilo).Esquematizar las porciones de una molécula lineal de polipropileno: (a) sindiotáctico. ¿de qué tipo o tipos será este copolímero? ¿Por qué?.(i). Si una unidad monomérica es el etileno.Copolímeros entrecruzados consistentes en 60 % en peso de etileno y 40 % en peso de propileno pueden tener propiedades elásticassimilares a las de la goma natural.30.Esquematizar la estructura de la unidad monomérica de cada uno de los siguientes copolímeros alternados: (a) poli(etileno-propileno).. 27.El peso molecular medio numérico del copolímero alternado poli (estireno-butadieno) es de 1350000 g/mol. 23.. 26. Si una unidad monomérica es el estireno.Se sabe que un copolímero alternado tiene un peso molecular medio numérico de 100000 g/mol y un grado de polimerización medio numérico de 2210...Calcular el peso molecular medio numérico de un copolímero al azar de poli(isobutileno-isopreno) cuya fracción de unidades monoméricas del isobutileno es 0. 28. en bloque o de injerto.Esquematizar las estructuras de la unidad monomérica cis y trans para: (a) el butadieno y (b) el cloropreno. . 19.. 25. (b) poli (butadieno-estireno).(a) Determine la relación entre unidades monoméricas de butadieno y de acrilonitrilo en un copolímero que tiene un peso molecular medio másico de 250000 g/mol y un grado de polimerización medio másico de 4640. Suponer que dicha concentración corresponde a un grado de polimerización medio numérico de 1500. en bloque o de injerto. determinar las fracciones de ambos tipos de unidades monoméricas..Calcular el peso molecular medio numérico de un copolímero al azar de poli(acrilonitrilo-butadieno) cuya fracción de unidades monoméricas del butadieno es 0. 30. (ii). tetrafluoretileno o cloruro de vinilo? ¿Por qué?..(a) Determine la relación entre unidades monoméricas de butadieno y de estireno en un copolímero que tiene un peso molecular medio másico de 350000 g/mol y un grado de polimerización medio másico de 4425. (b) De las siguientes posibilidades: al azar. 24. 20. ¿cuál es la otra unidad monomérica: etileno. propileno.25.Lo mismo para el poliestireno.. 22. ¿cuál es la otra unidad monomérica: estireno. (b) atáctico y (c) isotáctico. Determinar el número medio de unidades monoméricas de acrilonitrilo y de butadieno por molécula..POLIMEROS /// TEMA 1 --PROBLEMAS Y CUESTIONES. propileno. ¿de qué tipo o tipos será este copolímero? ¿Por qué?.Se sabe que un copolímero alternado tiene un peso molecular medio numérico de 250000 g/mol y un grado de polimerización medio numérico de 3420. cis-isopreno lineal y con un grado de entrecruzamiento elevado...Para cada uno de los siguientes pares de polímeros hacer lo siguiente: (i).. (c)... (d). y dar las razones para ello en el caso de que sea posible. (a).Fenol-formaldehído reticulado. 36... 33.Si no es posible decidirse por uno de ellos.213 g/cm3.Cloruro de polivinilo lineal y sindiotáctico. tiene un peso molecular medio másico de 200000 g/mol y un grado de polimerización medio másico de 3000.Un copolímero al azar de poli(estireno-butadieno). polipropileno lineal y atáctico.. (a). (b)...Un copolímero al azar de poli(isobutileno-isopreno). a temperatura ambiente la celdilla unidad de este material es triclínica con los siguientes parámetros de red: a = 0. poliestireno lineal e isotáctico. y dar las razones para ello en el caso de que sea posible. (b) Compare el estado no cristalino y aplíquelo a polímeros y vidrios cerámicos.6° γ = 62. (b). (ii). Copolímero al azar poli(cloruro de vinilotetrafluoroetileno). 34.POLIMEROS /// TEMA 1 --PROBLEMAS Y CUESTIONES. b = 0.Calcular la densidad del polietileno totalmente cristalino..Fenol-formaldehído reticulado.-Copolímero alternado poli(estireno-etileno). polipropileno isotáctico ligeramente ramificado.(a) Comparar el estado cristalino de los metales con el de los polímeros. 37.Explicar brevemente por qué la tendencia de un polímero a cristalizar decrece al incrementarse el peso molecular. . entonces razonarlo.Cloruro de polivinilo lineal e isotáctico.4° β = 76. Calcular las fracciones de unidades monoméricas de estireno y de butadieno en dicho copolímero.Para cada uno de los siguientes pares de polímeros hacer lo siguiente: (i). Calcular las fracciones de unidades monoméricas de isobutileno e isopreno en dicho copolímero. polietileno lineal.Si es posible determinar si uno de ellos tiene mayor probabilidad de cristalizar que el otro....Si no es posible decidirse por uno de ellos.547 mm .- HOJA 5. c = 1. (ii)..729 nm .Politetrafluoroetileno ligeramente ramificado. 35..Si es posible determinar si uno de ellos tiene mayor probabilidad de cristalizar que el otro.5° Si el volumen de una celdilla unidad triclínica por : VTRICLINICA es función de los parámetros de red viene dado VTRICLINICA = ABC 1 − cos 2 α − cos 2 β − cos 2 γ + 2cos α cos β cos γ determinar el número de unidades monoméricas asociado a cada celdilla unidad. α = 48. Además. 38. entonces razonarlo. En la figura 2 se muestra la celdilla unidad ortorrómbica del polietileno. (c). cis-isopreno entrecruzado.. tiene un peso molecular medio másico de 350000 g/mol y un grado de polimerización medio másico de 5000. poliestireno lineal e isotáctico. (d).La densidad del nilón 66 totalmente cristalino a temperatura ambiente es de 1.Polipropileno lineal y sindiotáctico..497 nm .. 32. cada celdilla unidad contiene el equivalente a dos unidades monoméricas del etileno.Polietileno lineal. 31. 40.4 % de cristalinidad.8 54. 39.7 (a) Calcular la densidad del nylon 6.La densidad y el porcentaje de cristalinidad asociado a dos materiales de polietileno son los siguientes: ρ (g/cm3) 0.La densidad y el porcentaje de cristalinidad de dos materiales de polipropileno son los siguientes: ρ (g/cm3) 0. Calcular los valores de M n y M w y dibujar las curvas de distribución integral y diferencial.442 g/mol. sabiendo que la densidad del PVC amorfo es de 1.. .6 totalmente cristalino y totalmente amorfo.950 g/cm3..895 Cristalinidad (%) 62. (b) Determine la densidad de una muestra que tiene 55.4 (a) Calcular la densidad del polipropileno totalmente cristalino y totalmente amorfo.188 1.POLIMEROS /// TEMA 1 --PROBLEMAS Y CUESTIONES.477 g/cm3.. (b) Determine la densidad de una muestra que tiene 74.8 46.Mediante fraccionamiento en una columna cromatográfica de un polímero con una distribución de pesos moleculares relativamente estrecha. (b) Determinar el porcentaje de cristalinidad de una muestra que tiene una densidad de 0.. 43.925 Cristalinidad (%) 76.965 0.152 Cristalinidad (%) 67. 41.3 43.. 42.La densidad y el porcentaje de cristalinidad de dos materiales de nylon 6.4 (a) Calcular las densidades del polietileno totalmente cristalino y totalmente amorfo.- HOJA 6.6 son los siguientes: ρ (g/cm3) 1.904 0.6 % de cristalinidad. se obtuvieron los datos que figuran en la tabla siguiente.Calcular la cristalinidad que presenta un PVC comercial de densidad 1.412 g/cm3 y la del PVC cristalino es de 1. Tabla 1. POLIMERO UNIDAD MONOMERICA PESO MOLECULAR 28 POLIETILENO (PE) CLORURO DE POLIVINILO (PVC) 62.POLIMEROS /// TEMA 1 --PROBLEMAS Y CUESTIONES..5 POLITETRAFLUOROETILENO (PTFE) 100 POLIPROPILENO (PP) 42 POLIESTIRENO (PS) 104 POLIMETACRILATO DE METILO (PMMA) 100 FENOL-FORMALDEHIDO (BAQUELITA) 133 POLIHEXAMETILENADIPAMIDA (NILON 66) 226 TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET) 192 POLICARBONATO 254 POLIISOPRENO 68 56 POLIISOBUTILENO .Estructuras de la unidad monomérica de algunos de los polímeros más utilizados.- HOJA 7. POLIMEROS /// TEMA 1 --PROBLEMAS Y CUESTIONES.. Figura 1. Figura 2.Ordenación de las cadenas en la celda elemental del polietileno .- HOJA 8. que tiene numerosos pliegues producidos por las rotaciones de los enlaces..Representación esquemática de una cadena molecular de un polímero simple.