Lista 1 - Materiais Polimericos

Lista de Exercícios de Materiais Poliméricos Prof Kinglston Soares Engenharia Metalúrgica 2025 02 1 Explique as características estruturais e os efeitos decorrentes do uso de DOP dioctil ftalato e óleo mineral que atuam respectivamente como plastificante e lubrificante para o PVC e PS 2 Construa fluxogramas mostrando como são obtidos monômeros a partir do petróleo e hulha Neste contexto faça a distinção entre indústrias de 1ª 2ª 3ª e 4ª gerações 3 Defina com suas palavras os tipos principais de interações intra e intermoleculares e como estas influenciam nas propriedades dos polímeros 4 Explique as principais diferenças entre as estruturas do HDPE LDPE e LLDPE e as conseqüências em relação às propriedades destes materiais 5 Explique a diferença entre as propriedades físicas do PET e do baquelite 6 A massa molecular média do PS é de 500 000 g mol Calcule o grau de polimerização médio 7 Se um determinado PE tiver grau de polimerização médio de 7000 qual é a massa molecular média 8 Um nylon 66 tem massa molecular média de 10 000 g mol Calcule o grau de polimerização médio 9 Um PC para moldagem por injeção tem massa molecular média de 27 000 g mol Calcule o grau de polimerização médio 10 Por que no caso de termoplásticos devese considerar o grau de polimerização médio e a massa molecular média 11 Explique como ocorrem as reações de poliadição e policondensação 12 Cite e explique 5 vantagens e desvantagens do uso de materiais poliméricos em substituição de materiais tradicionais Além disso discuta algumas das propriedades que fazem com que os polímeros sejam materiais úteis e mostre como resultam de características únicas da estrutura do polímero como alta massa molecular 13 Explique como os processos degradativos influenciam nas propriedades dos polímeros 14 Conhecendo as principais propriedades dos termoplásticos escolha dentre os polímeros a seguir aquele es mais adequado s para as aplicações sugeridas Justifique sua escolha Engrenagem autolubrificante exposta a umidade aplicada a T ambiente a PE b PP c POM d Nylon 66 eABS Engrenagem autolubrificante não exposta a umidade aplicada a T ambiente a PE b PP c POM d Nylon 66 eABS 15 Diferenciar os seguintes pares de termos dando exemplos em cada caso a Arranjo molecular espacial de configuração e conformação b Encadeamento e taticidade c Conformação zigzag planar e helicoidal 16 Quais são as diferenças fundamentais entre os arranjos ordenados de polímeros e de materiais cristalinos metálicos 17 Explique de forma resumida o princípio da técnica de espectrometria de absorção na região do Infravermelho Qual a sua importância na área de polímeros 18 Justifique porque os polímeros atáticos e copolímeros aleatórios não cristalizarem 19 Discuta a razão pela qual velocidades de resfriamento altas transformam um polímero fundido num sólido amorfo 20 Calcule a densidade de um PE totalmente cristalino considerando a célula unitária do PE ortorrômbica e que duas unidades de repetição estão contidas no interior de cada célula 21 A densidade do PP totalmente cristalino à temperatura ambiente é de 0946 g cm3 Pesquise sobre os parâmetros do retículo do PP sendo uma estrutura monoclínica e se o volume desta célula é dado por Vmono abc sen determine o número de unidades de repetição por célula unitária 22 As densidades e as respectivas frações cristalinas para dois PTFE são dadas a seguir g cm3 Cristalinidade 2144 513 2215 742 a Calcule as densidades do PTFE totalmente cristalino e totalmente amorfo b Determine a fração cristalina de uma amostra com densidade de 226 g cm3 23 As densidades e as respectivas frações cristalinas para dois Nylons 66 são dadas a seguir g cm3 Cristalinidade 1188 673 1152 437 a Calcule as densidades do PTFE totalmente cristalino e totalmente amorfo b Determine a densidade de uma amostra com cristalinidade de 554 24 Durante a cristalização de polímeros formando estruturas lamelares surgem as fibrilas responsáveis pela ligação entre as lamelas Considerando que as fibrilas possuem diâmetros de 30 a 300 A calcule o número de cadeias de PE para as fibrilas com estas dimensões Utilize os dados pesquisados para a resolução do exercício 20 25 Explique de forma resumida os principais fatores que afetam a cristalinidade de materiais poliméricos 26Explique as etapas envolvidas no processo de cristalização de polímeros Quais os procedimentos experimentais para de obter um polímero cristalizável com uma estrutura constituída de pequenos esferulitos E para grandes esferultios 27 Qual a importância do conhecimento da equação de Avrami 28 Explique as diferenças envolvendo as cristalizações primária e secundária 29 Considere que o volume específico da célula unitária do PE é de 0989x103 m3 kg e que o volume específico da fração amorfa é de 116x103 m3 kg Calcular o grau de cristalinidade de um PE com densidade de 0959 g cm3 30 Calcular as constantes n e K da equação de Avrami para o PE cujos dados de fração do volume cristalizado a 125C em função do tempo são dados a tabela a seguir X Tempo min 000 4 020 8 040 12 050 16 058 20 060 24 063 28 063 32 31 Forneça uma estimativa da fração peso do plastificante necessária para abaixar a Tg do PVC para 30C Dados Tg PVC 356 K e Tg do plastificante 188 K 32 Calcular a Tg do PMMA com Mn 10000g mol Dados Tg PMMA com eleveda massa molecular 105 C e a constante de Flory e Fox K 21x105 gK mol 33 Qual a fração de volume livre do PMMA na temperatura de 150 C Coeficiente de expansão térmica no estado borrachoso αr 55x104 K1 Tg 100 C 34 Estimar a Tg do copolímero estatístico contendo 50 de estireno e 50 de butadieno Dados Tg do poliestireno 100 C e Tg do polibutadieno 90 C 35 Compare os modelos de estrutura cristalina de polímeros envolvendo o modelo de micela franjada e de lamelas cadeias dobradas com relação à 1 descrição e esboço das unidades básicas 2 bases observacionais 3 interpretação dos resultados de difração de raiosX 4 estrutura esferulítica 5 correlação entre densidade e cristalinidade 36 Definir os seguintes pares de termos dando exemplos em cada caso a Forças intermoleculares e intramoleculares b Cadeias lineares e cadeias com ligações cruzadas c Copolímero em bloco e copolímero graftizado d Polímeros de adição e de condensação e Polímeros de cadeia carbônica e polímeros de cadeia heterogênea f Polímeros termoplásticos e polímeros termofixos g Arranjo macromolecular espacial de configuração e conformação h Encadeamento e taticidade em polímeros i Conformação de cristalização zigzag planar e helicoidal 37 Discutir a importância do grau de cristalinidade nas propriedades de um polímero 38 Selecionar uma série de polímeros semicristalinos com graus de cristalinidade conhecidos A partir das suas estruturas químicas classificar em ordem de importância os vários fatores estruturais que estão a atuar para definir o grau de cristalinidade de cada polímero escolhido