21.3: Polímeros: Definindo Peso Molecular

Ao contrário das moléculas pequenas com pesos moleculares definidos, os polímeros são uma mistura de cadeias poliméricas individuais de comprimentos variados, cada uma com um peso molecular único. Assim, o peso molecular de um polímero é expresso como um valor médio baseado no tamanho médio das cadeias poliméricas. As duas formas mais comuns de médias usadas para polímeros são o peso molecular médio numérico e o peso molecular médio ponderal.

O peso molecular médio numérico (M_n) é a soma das frações numéricas (x) das cadeias poliméricas únicas multiplicadas pelos seus pesos moleculares (M).

Aqui, cada fração numérica (x_j) é a razão entre o número de cadeias poliméricas com um peso molecular específico (n_j) pelo número total de cadeias poliméricas.

O peso molecular médio numérico é uma boa medida do comprimento da cadeia do polímero.

Tabela 1: Cálculo da fração numérica e do peso molecular médio numérico (NAMW) de uma amostra de polímero com cadeias poliméricas de diferentes pesos

Alternativamente, o peso molecular médio ponderal (M_w) é a soma das frações ponderais (w) das cadeias poliméricas multiplicadas pelos seus pesos moleculares.

Aqui, cada fração de peso (w_j) é a razão entre o peso total de todas as cadeias poliméricas com um peso molecular específico (n_jMj) pelo peso total da amostra de polímero.

O peso molecular médio ponderal dá uma ideia sobre o tamanho estatístico do polímero.

Tabela 2: Cálculo da fração em peso e peso molecular médio ponderal (WAMW) de uma amostra de polímero com cadeias poliméricas de diferentes pesos.

Normalmente, o peso molecular médio ponderal é superior ao peso molecular médio numérico porque as cadeias maiores em uma amostra pesam mais do que as cadeias menores.

Ao contrário de uma pequena molécula com um peso molecular definido, um polímero pode ser considerado como uma mistura de moléculas com vários pesos moleculares.

O peso molecular total de um polímero é expresso em dois tipos de médias: número de peso molecular médio e peso molecular médio ponderado.

A média numérica é a soma da fração numérica de cada cadeia polimérica única vezes seu peso molecular. Para cada cadeia única, a fração numérica é a razão entre o número de apenas essas cadeias e o número total de cadeias poliméricas na amostra.

A média de peso é a soma da fração de peso de cada cadeia polimérica única vezes seu peso molecular. Para cada cadeia única, a fração de peso é a razão entre o peso total de apenas essas cadeias e o peso total da amostra.

A média do peso é maior do que a média do número, a menos que todas as cadeias poliméricas tenham o mesmo peso molecular.