Problemas Resueltos de Polímeros

Problema 3. El nylon 66 se puede producir mediante la polimerización por condensación en la  que la hexametilen‐diamina [NH₂–(CH₂)₆ –NH₂] y el ácido adípico reaccionan entre sí y forman  agua como subproducto. Escriba esta reacción. 

Tema 2: Polímeros  Problemas resueltos 

¿Qué cantidades de reactivos se necesitan para producir 40 kg de nylon 6,6 lineal de grado de  polimerización 1000? 

  Problema 1. Calcular el  contiene: 

, 

 y la razón de polidispersidad   de una muestra de polímero que 

10

/

 

100 moléculas, con    

 

200 moléculas con   

10

/

,    

 

200 moléculas con  

10

/

    

Solución  ⇒ 

 

,    

 

2

⇒

Peso molecular de la unidad repetitiva:   

Dato la masa molecular de la unidad repetitiva es M0=102g/mol 

12 2

12 12

226

 

16 2

22

18;       

226 

 

1000 ⇒

226018 

 

Solución    ∑

 

44200

∑ ∑

 

44000   / 91402

∑

 

91000  /

40 

 

 

ó → 40 

0,177 

 

 

Peso molecular de la amina:   

 

14 2

12 6

16 2

16

116 

 

Peso molecular del ácido: 

2,07 

 

 

12 6

16 4

10

146 

 

 

Según la estequiometría de amina: 

Problema 2. Calcular la densidad de la fase cristalina del PVC sindiotáctico sabiendo que  cristaliza en el sistema ortorrómbico,  90°, y que a = 1,04 nm, b = 0,53 nm, c =  0,51 nm y que cada celda contiene 4 unidades monoméricas  –(CH₂–CHCl)–. 

 

C = 12, H = 1, Cl = 35.5, NA = 6,02∙1023 moléculas/mol, Munidad monomérica = 62.5 g/mol  Solución 

 

20,53 

Según la estequiometría de ácido:   

177 

 

,

⋅

,

 

é

⋅

,

⋅

,

 

⋅

 

1,48 

 

25,84 

 

25,84

20,53

46,37 

 

Productos, de masa total:     

1   

 

177 

Reactivos, de masa total:  ,

 

1000 0.177

40

6,37

46,37 

 

  2 

 

 

1

 

Problema  4.  Por  cromatografía  de  permeación  de  gel,  GPC,  se  han  obtenido  los  siguientes  datos de una muestra de polímero.   

∑

53,12 10   Intervalo de  pesos  moleculares  0‐5000  5000‐10000  10000‐15000  15000‐20000  20000‐25000  25000‐30000  30000‐35000  35000‐40000  40000‐45000 

10  moles 

Peso molecular  promedio,    2500  7500  12500  17500  22500  27500  32500  37500  42500 

4  4,7  6,8  13,1  12,4  8  3,08  0,8  0,24 

  (gramos)  0,01  0,035  0,085  0,23  0,28  0,22  0,10  0,03  0,01 

  1. Calcule 

, 

 y el índice de polidispersidad de la muestra. 

   

1. Determinar    2. Si la grieta fuese de 14 mm, ¿se propagaría con un esfuerzo de 9 MPa?  Solución  1. 2. 2

∑ ∑

18825 

,

∑

Como es 

,

0,98

20 10 1,335 

1,335 → sí se propagaría la grieta 

  Problema 7. Calcular la temperatura de transición vítrea,  , para un copolímero al azar etileno‐ propileno que contiene 20 grupos CH3 por 100 átomos de carbono en la cadena principal,  sabiendo que el propileno reduce el grado de cristalinidad del copolímero al 0%.  120 ,

19 .  

Peso molecular de la unidad monomérica PE = 28; PP = 42. 

 

 

Solución 

1,2 

,

 

 

Problema 5. Calcule la proporción de etileno que será necesaria en un copolímero al azar  polietileno‐co‐propileno, no cristalino, para obtener un material cuya transición vítrea sea de  50 . Datos:  120 , 19  

, ,

,

,

0,5 →

 

→

 

 

0,5 

20  grupos  CH3  por  100  átomos  de  carbono  en  la  cadena  →  40%  de  comonómero  propileno. 

Solución 

0,211, proporción de etileno 

3   

√  

 

 

 

0,98 

 

22525 

∑

1 3,91√ 9 →

√ 14 

 Datos: 

Solución   

Problema 6. Una lámina de gran tamaño de poliestireno contiene una grieta central aguda de  longitud 2a = 40 mm. La grieta empieza a propagarse con esfuerzo σ = 3,91 MPa. 

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