Físico química



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UFBA





SUPERINTENDÊNCIA ACADÊMICA

SECRETARIA GERAL DE CURSOS






PROGRAMA DE DISCIPLINA









Código: QUI-146

Nome: FÍSICO QUÍMICA DE POLÍMEROS




Teórica

Prática

Estágio

Total

Unidade: INSTITUTO DE QUÍMICA

Carga horária

045

030

000

075

Departamento: FÍSICO QUÍMICA

Créditos













Pré-requisitos:

Módulo













Cursos:



Ementa Conceitos básicos, nomenclatura, constituição e estrutura de macromoléculas naturais e sintéticas. Pesos moleculares e distribuição de pesos moleculares. Polímeros cristalinos. Estados físicos e transições. Propriedades físicas, Químicas E Reológicas. Macromoléculas em solução. Fracionamento de polímeros e misturas. Degradação. Métodos experimentais de determinação das propriedades.





Objetivos

Fornecer conhecimentos básicos sobre constituição, estrutura e propriedades de polímeros fundidos e em solução com ênfase nos métodos experimentais.








Metodologia

Aula expositiva. Aula prática com resolução de exercícios. Experimentos de laboratório. Seminários.








Bibliografia Principal
BOVEY, F.A and WINSLOW, F.H. – Macromoléculas, an Introduction to Polymer Science. Academic Press, New York, 1979.

KULEZNEV,V.N. and SHERSHINEV,V.A - The Chemistry and Physics of Polymers, Mir Publishers, Moscow (1990)

Mc CAFFERY, E. M.- Laboratory preparation for macromolecular Chemistry, Mc Graw-Hill, (1970)

BILLMEYER, F.W. – Textbook of Polymer Science, John Wills, New York (1984).




Conteúdo Programático


AULAS TEÓRICAS

1. Introdução e História:

1.1. Química Coloidal

1.2. Hipótese Macromolecular

2. Reações de Polimerização:

2.1. Polímeros de adição

2.2. Polímeros de condensação

2.3. Modificação química

3. Nomenclatura de Polímeros:

3.1. Classificação

3.2. Nomes comuns de monômeros e polímeros

3.3. Regras da IUPAC

4. Constituição e estrutura de macromoléculas naturais e sintéticas:

4.1. Homopolímeros, copolímeros.

4.2.Conformação e configuração.

4.3.Polímeros lineares, ramificados e reticulados.

4.4. Métodos de identificação – espectroscopia no IV e RMN.

5. Massas moleculares e distribuição de massas moleculares:

5.1. Massas moleculares numéricas, em peso e viscosímetra.

5.2. Determinação de massas moleculares:

5.2.1. Análise de Grupos Terminais.

5.2.2. Medidas de Propriedades Coligativas.



      1. Medidas Viscosímetras.

5.3. Distribuição de Massas Moleculares:

5.3.1. Tipos de distribuição.

5.3.2. Determinação de curvas de distribuição integral e diferencial – métodos

analíticos e preparativos

6. Polímeros cristalinos:

6.1. Modelo de micela em franja e modelo da cadeia dobrada. Grau de cristalinidade.

6.2. Morfologia de polímeros cristalinos. Análise por microscopia. Birrefrigência.

6.3. Estrutura cristalina. Conformação. Análise por difração de raios x.

6.4. Orientação: Aplicação Industrial – Fibras

7. Estados físicos e transições:

7.1. Transições térmicas: temperatura de transição vítrea, Tg e temperatura de

fusão, Tm.

7.2. Polímeros no estado vítreo, elastômeros, polímeros no estado líquido viscoso.

7.3. Fatores que afetam Tg e Tm: efeitos da composição química, da ramificação e da

ligação cruzada.

7.4. Correlação entre estado físico, estrutura de um polímero e o seu processamento

e uso.

7.5. Métodos experimentais de determinação de Tg e Tm.



8. Propriedades mecânicas:

8.1. Curvas termo-mecânicas de polímeros amorfos e cristalinos.

8.2. Curvas típicas de tensão X deformação.

8.3. Determinação experimental de resistência à tração, ao impacto, à flexâo, etc.

9. Reologia:

9.1. Viscosidade de líquidos Newtonianos e não-Newtonianos.

9.2. Determinação de curvas de fluxo.

9.3. Métodos experimentais.

10. Propriedades químicas:

10.1. Resistência à oxidação.

10.2. Resistência à degradação térmica.

10.3. Resistência às radiações UV.

10.4. Resistência a gases e vapores.

11. Macromoléculas em solução:

11.1. Teoria termodinâmica de soluções.

11.2. Solubilidade e parâmetros de solubilidade.

11.3. Resistência à solventes.

11.4. Diagramas de fase.

11.5. Fracionamento de polímeros:

11.5.1. por precipitação.

11.5.2. por extração.

11.5.3. por eluição e elevação da temperatura.

12. Degradação de polímeros

12.1. Degradação química.

12.2. Degradação térmica.

12.3. Degradação mecânica.

13. Discussão sobre tópicos atuais
PRÁTICAS DE LABORATÓRIO

1. Determinação de massa molecular viscosimétrica média.

2. Teste de solubilidade: correlação entre a teoria e os resultados experimentais.

3. Preparo de acetato de celulose ou hidrólise do poli(acetato de vinila)/

caracterização por espectroscopia no IV.

4. Caracterização de polímeros por sedimentação isopícnica. Separação e

determinação de densidades.

5. Fracionamento de misturas de polímeros por partição em dois líquidos imiscíveis.

6. Determinação de curvas tensão x deformação de elastômeros.

7. Viscosidade de soluções concentradas.

8. Análise de morfologia e orientação em polímeros por microscopia optica.

9. Determinação de Tm e Tg por DSC.

10. Análise de degradação por TGA.

11. Cinética de intumescimento de polímeros reticulados – determinação de densidade

de reticulação.

Conteúdo Programático das AULAS TEÓRICAS

1. Introdução e História:

1.1. Química Coloidal

1.2. Hipótese Macromolecular

2. Reações de Polimerização:

2.1. Polímeros de adição

2.2. Polímeros de condensação

2.3. Modificação química

3. Nomenclatura de Polímeros:

3.1. Classificação

3.2. Nomes comuns de monômeros e polímeros. Regras da IUPAC

3.3. Polímeros comuns e polímeros não convencionais.

4. Constituição e estrutura de macromoléculas naturais e sintéticas:

4.1. Homopolímeros, copolímeros.

4.2.Conformação e configuração.

4.3.Polímeros lineares, ramificados e reticulados.

4.4. Métodos de identificação – espectroscopia no IV e RMN.

5. Massas moleculares e distribuição de massas moleculares:

5.1. Massas moleculares numéricas, em peso e viscosímetra.

5.2. Polidispersidade e polimolecularidade

5.3. Determinação de massas moleculares:

5.3.1. Análise de Grupos Terminais.

5.3.2. Medidas de Propriedades Coligativas.

5.3.3. Medidas Viscosímetras.

5.4. Distribuição de Massas Moleculares:

5.4.1. Tipos de distribuição.

5.4.2. Determinação de curvas de distribuição integral e diferencial – métodos

análiticos e preparativos: SEC

6. Polímeros cristalinos:

6.1. Modelo de micela em franja e modelo da cadeia dobrada. Grau de cristalinidade.

6.2. Morfologia de polímeros cristalinos. Birrefrigência. Análise por microscopia.

6.3. Estrutura cristalina. Conformação. Análise por difração de raios x.

6.4. Orientação: Aplicação Industrial – Fibras

7. Estados físicos e transições:

7.1. Transições térmicas: temperatura de transição vítrea, Tg e de fusão, Tm.

7.2. Polímeros no estado vítreo, elastômeros, polímeros no estado líquido viscoso.

7.3. Fatores que afetam Tg e Tm: composição, ramificação e ligação cruzada.

7.4. Correlação entre estado físico, estrutura e o processamento e uso.

7.5. Métodos experimentais de determinação de Tg e Tm.
8. Propriedades mecânicas:

8.1. Curvas termo-mecânicas de polímeros amorfos e cristalinos.

8.2. Curvas típicas de tensão x deformação.

8.3. Temperatura de amolecmento Vicat e temperatura de distorção ao calor.

8.4. Determinação experimental de resistência à tração, ao impacto, à flexâo, etc

9. Reologia:

9.1. Viscosidade de líquidos Newtonianos e não-Newtonianos.

9.2. Curvas de fluxo.

9.3. Métodos experimentais.

10. Propriedades químicas: Definições e métodos de determinação:

10.1. Resistência à oxidação.

10.2. Resistência à degradação térmica.

10.3. Resistência às radiações UV. Estabilização.

11. Macromoléculas em solução:

11.1. Teoria termodinâmica de soluções.

11.2. Solubilidade/ parâmetros de solubilidade.Métodos de determinação/ aplicações

11.3. Resistência à solventes, gases e vapores.

11.4. Diagramas de fase.

11.5. Fracionamento de polímeros por precipitação, extração, dissolução, etc.

12. Degradação de polímeros:

12.1 Princípio e mecanismo de degradação química, térmica e mecânica.

12.2 Métodos experimentais de investigação.

13. Discussão sobre tópicos atuais.

Conteúdo Programático das AULAS PRÁTICAS DE LABORATÓRIO


1. Determinação de massa molecular viscosimétrica média.

2. Teste de solubilidade: correlação entre a teoria e os resultados experimentais.

3. Preparo de acetato de celulose ou hidrólise do poli(acetato de vinila)/

caracterização por espectroscopia no IV.

4. Caracterização de polímeros por sedimentação isopícnica. Separação e

determinação de densidades.

5. Fracionamento de misturas de polímeros por partição em dois líquidos imiscíveis.

6. Determinação de curvas tensão x deformação de elastômeros.

7. Viscosidade de soluções concentradas.

8. Morfologia, orientação e cristalinidade por microscopia optica e difração de raios x.

9. Determinação de Tm e Tg por DSC.

10. Análise de degradação por TGA.

11. Cinética de intumescimento de polímeros reticulados – determinação de densidade



de reticulação.

Aprovação pelo Departamento

Data

Chefe do Departamento






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