Ensayo cinética de polimerización

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

POLIMEROS I

Profesor: Dr. Francisco Javier Medellín Rodríguez

Ensayo cinética de polimerización

Alumno:

Juan Manuel Sánchez Loredo

FECHA: 25/05/2016

Introducción

Una gran cantidad de materiales utilizados en la actualidad son los polímeros, por lo que se considera que son materiales de gran importancia, para la obtención de estos materiales se utilizan diversos métodos tanto para su síntesis como para la determinación de los productos obtenidos mediante estas reacciones. La cinética de polimerización juega un papel muy importante ya que nos indica con que velocidad se llevan a cabo las reacciones de polimerización, dependiendo del tipo de polimerización que se utilice y conociendo dicha velocidad se puede saber el tiempo que tarda en producirse el polímero deseado.

Resumen

Cinética de polimerización por adición: en este tipo de polimerización se utiliza un iniciador del cual depende exclusivamente la velocidad de reacción, además de las constantes de propagación y terminación. Este tipo de polimerización presenta diversos tipos de iniciación, ya sea fotoquímica, térmica, entre otras.

Efecto gel: También se le conoce como autoaceleración y ocurre cuando se utilizan monómeros puros, lo que provoca que el sistema se vuelva más viscoso conforme avanza la reacción, con esto la velocidad de terminación se hace más lenta y la formación de radicales aumenta, aumentando la cantidad de calor, lo que lleva a una aceleración en la velocidad de reacción.

Cinética de policondensación: La reactividad de los grupos funcionales es independiente del tamaño de cadena de los monómeros utilizados, en este caso la velocidad presenta valores asintóticos. La reactividad se ve disminuida en soluciones muy diluidas.

Cinética de copolimerización: depende de cinco aspectos importantes: velocidad de iniciación velocidad total de copolimerizacion, composición del copolimero, peso molecular y tiempo de vida de los radicales libres.

Cinética de polimerización por adición

Se considera una primera etapa de iniciación, en la cual la velocidad de desaparición del iniciador es la siguiente:

[pic 1]

Donde [I] es la concentración molar del iniciador. Integrando la ecuación anterior se tiene:

[pic 2]

En este caso se toma en cuenta el tiempo de vida media, que se define como:

[pic 3]

A partir de estas ecuaciones se puede determinar la velocidad de aparición de los radicales R* que representa el doble de la velocidad de desaparición del iniciador.

[pic 4]

f es el factor de eficacia que se define como:

[pic 5]

Con este factor se considera que no todos los radicales libres  que se producen en la descomposición son utilizados en la reacción subsiguiente.[pic 6]

La velocidad de polimerización por adición está dada por la ecuación:

[pic 7]

Iniciación fotoquímica

Utilizando la ley de Lambert-Beer tenemos que la velocidad de polimerización viene dada por la ecuación:

[pic 8]

Por lo que se considera una velocidad de reacción de orden 3/2.

Iniciación térmica

Si la iniciación es térmica entonces la velocidad de polimerización es:

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