PA.T2.1-MPyC.Tema2.TecnologiaPolimerizacion.Problemas

MATERIALES POLIMÉRICOS Y COMPUESTOS
TEMA 2- Tecnología de la polimerización
PROBLEMAS.- HOJA 1.
P1. .En la polimerización por radicales libres de un monómero genérico M, se tiene una [M] = 10 mol/l y una
•
[M ]= 1x10-8 mol/1. Sabiendo que la constante de propagación de este monómero es 150 1/mol.s y que
la velocidad de iniciación es 3 x 10-9 mol/1.s, calcular:
(a).- La velocidad de propagación en mo1/1. s
(b).- La constante de terminación
(c).-El tiempo de vida de los radicales de M
(d).- La longitud de cadena cinética.
R (a) kp= 1.5 x10-5 mol.1-1 .s-1; (b) kt= 1.5 x 1071 mol.1-1.s-1; (c) τ = 3.33 s; (d) y = 5000
P2.- La polimerización de estireno por radicales libres se lleva a cabo a 60 °C en un reactor isotérmico y
discontinuo y se utiliza azodiisobutileno como iniciador. Representar la variación de la conversión con el
tiempo y calcular la conversión máxima que se puede alcanzar. Determinar la concentración mínima inicial del
iniciador necesaria para alcanzar una conversión del 90 %.
DATOS: kp2/kt = 1.18x10-31/mol.s;
iniciador es del 100%
ρestireno=0.907 g/cm3; kd = 0.96x10-5 s-1 [I]0 = 0.05 mol/1. La eficacia del
R Xreex=0.993; [I]0 = 0.01078 rno1/1
P3.- El ácido hidroxipentanoico sufre una polimerización de condensación para dar lugar al
polihidroxibutanoato. Se ha encontrado que un producto de esta polimerización tiene un peso molecular medio en masa
de 18400 g/mol. Calcular:
(a).- El porcentaje de grupos carboxílicos que se han esterificado
(b).- El peso molecular medio en número del polímero.
(c).- El número medio de unidades estructurales que hay en las moléculas del polímero
(d).- La probabilidad de que una macromolécula de polímero elegida al azar contenga un número medio de unidades
estructurales que sea el doble.
R. (a) 98.91% (b) Mn = 9250 g/mol (c) 92.5 (d) 1.45x103
P4.- En el laboratorio se intenta preparar nylon 6, 10 utilizando un 0.2 %, en moles, de ácido acético (basado en
los grupos carboxílicos) como estabilizador de viscosidad. Si la reacción de polimerización se lleva a cabo en
toda su extensión, cuáles serán los pesos moleculares medios en masa y en número del nylon obtenido.
R. Mn = 70359 g/mol-g; Mw = 140718 g/mol-g
P5.- Sabiendo que las reactividades relativas del estireno y del 1,3-butadieno a 50 °C son 0.58 y 1.35,
repectivamente, predecir la relación de unidades repetitivas de butadieno a estireno inicialmente
producida mediante copolimerización de una mezcla equimolar de los dos comonómeros a 50 °C.
R. 0.73 moles de estirenohnol 1,3-butadieno
P6.-Se ha estudiado la copolimerización de acrilato de metilo y cloruro de vinilo, determinando el
porcentaje en moles de acrilato de metilo en la alimentación y en el polímero al cabo de un cierto tiempo de
reacción, t. Los resultados obtenidos en los distintos experimentos son los siguientes:
Acrilato de metilo en la alimentación 7,5 15,4 23,7 32,6 42,1 52,1 74,4 86,7
(% en moles)
Acrilato de metilo en el copolímero 44,1 69,9 75,3 82,8 86,4 90,0 96,8 98,3
(% en moles)
Calcular las razones de reactividad, r1 y r2, de estos comonómeros.
R. r1= 8.929; r2 = 0.0526