Enunciado
Ciência dos Materiais - Callister - Ciência e Engenharia de Materiais. Uma Introdução- Ed: 8º - Capítulo 15.Perguntas e Problemas - Ex. 19
Para cada um dos seguintes pares de polímeros, faça o seguinte: (1) diga se é possível decidir se um dos polímeros tem maior módulo em tração que o outro; (2) se isso for possível, indique qual apresenta o maior módulo em tração e então cite a(s) razão(ões) para sua escolha; e (3) se não for possível decidir, então explique por quê.
- Copolímero acrilonitrila-butadieno aleatório com 10% dos sítios possíveis com ligações cruzadas; copolímero acrilonitrila-butadieno alternado com 5% dos sítios possíveis com ligações cruzadas.
- Polipropileno ramificado e sindiotático com grau de polimerização de 5000; polipropileno linear e isotático com grau de polimerização de 3000.
- Polietileno ramificado com massa molar numérica média de 250.000 g/mol; cloreto de polivinila linear e isotático com massa molar numérica média de 200.000 g/mol.
Passo 1
Para cada um dos quatro pares de polímeros, a gente tem que fazer o seguinte:
Determinar se é ou não possível decidir qual possui o módulo de tração mais alto
Se sim, anote qual possui o módulo de tração mais alto e, em seguida, indique as razões dessa escolha
E, se não for possível decidir, indique o motivo.
Vamos lá!
Passo 2
Na letra a:
Não, não dá. O copolímero aleatório de acrilonitrila-butadieno vai ter um grau menor de cristalinidade do que o copolímero alternativo de acrilonitrila-butadieno, na medida em que os copolímeros aleatórios normalmente não cristalizam. Só com isso, o material alternativo teria um módulo mais alto, já que o módulo de tração aumenta com o grau de cristalinidade. Por outro lado, o copolímero aleatório possui um maior grau de reticulação (10% versus 5% para o copolímero alternado) e, nessa base, apenas o módulo de tração mais alto - um aumento na reticulação leva a um aumento de E. Portanto, essa determinação não é possível; no que diz respeito ao grau de cristalinidade, o material alternado tem E mais alto, enquanto o copolímero aleatório teria um valor E mais alto com base no grau de reticulação.
Passo 3
Na letra b:
Sim, é possível. O polipropileno linear e isotático terá um módulo de tração maior. Polímeros lineares são mais propensos a cristalizar que os ramificados. A probabilidade de cristalização para o polipropileno sindiotático e isotático é praticamente a mesma e, portanto, o grau de cristalização não é um fator. Além disso, o módulo de tração é relativamente insensível ao grau de polimerização (ou seja, peso molecular) - o fato de o PP ramificado ter o maior peso molecular não é importante.
Passo 4
Na letra c:
Não, não dá. Polímeros lineares têm graus maiores de cristalização (e módulos de tração mais altos) do que polímeros ramificados - nessa base, o material de PVC deve ter o valor mais alto de E. Por outro lado, o PVC tem uma estrutura de unidade de repetição mais complexa do que o polietileno, que significa que, nessa base, o PE teria um maior grau de cristalinidade e também um maior módulo de tração. Além disso, o módulo de tração é relativamente independente do peso molecular médio numérico. Portanto, essa determinação não é possível, pois não é possível determinar qual dos dois materiais tem o maior grau de cristalinidade.
Resposta
- Não, não dá. O copolímero aleatório de acrilonitrila-butadieno vai ter um grau menor de cristalinidade do que o copolímero alternativo de acrilonitrila-butadieno, na medida em que os copolímeros aleatórios normalmente não cristalizam. Só com isso, o material alternativo teria um módulo mais alto, já que o módulo de tração aumenta com o grau de cristalinidade. Por outro lado, o copolímero aleatório possui um maior grau de reticulação (10% versus 5% para o copolímero alternado) e, nessa base, apenas o módulo de tração mais alto - um aumento na reticulação leva a um aumento de E. Portanto, essa determinação não é possível; no que diz respeito ao grau de cristalinidade, o material alternado tem E mais alto, enquanto o copolímero aleatório teria um valor E mais alto com base no grau de reticulação.
- Sim, é possível. O polipropileno linear e isotático terá um módulo de tração maior. Polímeros lineares são mais propensos a cristalizar que os ramificados. A probabilidade de cristalização para o polipropileno sindiotático e isotático é praticamente a mesma e, portanto, o grau de cristalização não é um fator. Além disso, o módulo de tração é relativamente insensível ao grau de polimerização (ou seja, peso molecular) - o fato de o PP ramificado ter o maior peso molecular não é importante.
- Não, não dá. Polímeros lineares têm graus maiores de cristalização (e módulos de tração mais altos) do que polímeros ramificados - nessa base, o material de PVC deve ter o valor mais alto de E. Por outro lado, o PVC tem uma estrutura de unidade de repetição mais complexa do que o polietileno, que significa que, nessa base, o PE teria um maior grau de cristalinidade e também um maior módulo de tração. Além disso, o módulo de tração é relativamente independente do peso molecular médio numérico. Portanto, essa determinação não é possível, pois não é possível determinar qual dos dois materiais tem o maior grau de cristalinidade.