Macromolu00E9culas_enviada_alunos

1Macromolculas

Profa: Isabel C. Rigoli

1

Salvador, novembrode 2014

2Macromolculas Naturais Orgnicas: Amido, celulose, protenas, lignina, borracha de seringueira, DNA, RNA, etc.

Macromolculas Sintticas Orgnicas: polister, nilon, polietileno, poliestireno, etc.

Macromolculas Naturais Inorgnicas: diamante, grafite, slica, asbesto, etc.

Macromolculas Sintticas Inorgnicas: poli(cido fosfrico), poli(cloreto de fosfonitrila), etc.

2

Macromolculas molculas que contm um nmero de tomos encadeados superior a 100. Podem ser obtidas atravs de sntese ou extradas da natureza.

3Macromolculas x Polmeros

Macromolcula: molcula grande, de alta massa molar (podendo ou no ter unidades repetitivas em sua estrutura)

Polmero: so macromolculas (orgnicas ou inorgnicas, naturais ou sintticas) de alta massa molecular, da ordem de 103 a 106, cuja estrutura molecular consiste na repetio de pequenas unidades, chamadas MEROS

Palavra polmero origina-se do grego poli (muitos) e meros (unidades repetidas);

Todo polmero uma macromolcula, mas nem toda

macromolcula um polmero

poli + mero = muitas partes!!

Exemplo de uma macromolcula de lipdeos

Exemplo de uma macromolcula de polmeros

4

5 Mero = Unidade qumica repetida = Resduo de monmero

Alto polmero (High Polymer) = polmero de elevada massa molar

Oligmero = polmero de baixa massa molar

Polimolecularidade - em contraste com as substncias qumicas mais comuns, os polmeros no so produtos homogneos; contm misturas de molculas, de variadas massas molares e, consequentemente tamanhos de cadeia diferentes

Monmeros so compostos qumicos que reagem para formar polmeros

A reao qumica que conduz formao de polmeros a polimerizao

Grau de Polimerizao o nmero de meros da cadeia polimrica (DP ou n)

7MMP = massa molar do polmero

GP = grau de polimerizao

MMM = massa molar do mero (unidade repetitiva)

Massa molar do polmero ( ): Polmeros de interesse industrial, >103

Merop MMxGPMM =

pMMpMM

Homopolmero: polmero formado a partir de um nico monmero.

Ex.: PE, PP, PVC

Monmeros

Homopolmeros

8

Copolmero: polmero constitudo por mais de um tipo de mero

Trs monmeros tem-se um terpolmero

Ex.: ABS (acrilonitrila-butadieno-estireno)

Monmeros

Terpolmero ABS

9

10

Quando se deseja ressaltar que o polmero tem apenas um tipo de mero, usa-se a expresso homopolmero

Estatsticos ABBAAAB(ou randmico)

Alternados ABABAB

Em bloco AAAABBB

Graftizados AAAAAA

(ou enxertados) B

B

B

Copolmeros

Polimerizao ou sntese de polmeros: conjunto de reaes qumicas que promovem a unio de pequenas molculas por ligao covalente, gerando a formao de um polmero

Plstico: material polimrico de alta massa molar, slido como produto acabado

11

13

Baseada no:

- Processo de preparao- Estrutura do mero- Bases empricas tradicionais- IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)

14

Basta colocar o prefixo poli

Exemplos:

C CH

H H

HC C

H

H H

H nPolietileno

CH3

C C

H

H

nCOOCH3

C CH

H

CH3

COOCH3

Poli(metacrilato de metila)

Etileno

Metacrilato de metila

Com base no processo de preparao, ou seja, monmero utilizado

Nome do polmero de acordo com o monmero utilizado


Nome do polmero de acordo com o monmero utilizado

15

Por este sistema, possvel dar dois nomes diferentes ao mesmo polmero

Exemplo:

CH CH CH CH CHNH CO2 2 2 22n

Policaprolactama = poli(cido psilon-amino-caprico)


- Nome do polmero de acordo com o monmero utilizado


- Nome do polmero de acordo com o monmero utilizado

16

Exemplos:

Com base na estrutura do mero, isto , na unidade estrutural

Nome do polmero de acordo com o tipo de mero



O CH CH OCO CO2 2n

Poli(tereftalato de etileno)

n

Poli(p-fenileno)

17

Polmeros obtidos por condensao de dois ou mais monmeros so normalmente denominados de acordo com a estrutura qumica das unidades qumicas repetidas.

O polmero obtido pela reao entre o cido tereftlico e o etileno glicol o poli(tereftalato de etileno).





C C

H H

OHHO

H H

+ HOOC COOH O CH CH OCO CO2 2n

etileno glicol cido tereftlico poli(tereftalato de etileno)

18

Exemplos:

- Nilons (poliamidas): Nilon 6, Nilon 11, Nilon 6,6

Com base no nome comercial (bases empricas) Com base no nome comercial (bases empricas)

n H N CH COOH N

H

CH C

O

n

2 ( )2 ( )2 55

2 )(2 )(2n

O

CCH

H

NCOOHCHNHn10 10

aminocido Nilon 11

aminocido Nilon 6

19

Exemplos:

- Nilons (poliamidas): Nilon 6, Nilon 11, Nilon 6,6

Com base no nome comercial (bases empricas) Com base no nome comercial (bases empricas)

H N CH COOH2 ( )2 6 NH 2 + HOOC CH 2 4( ) N

H

CH( )2 6 N

H

C

O

CH C

O

2 4( )

n

diamina dicidoNilon 6,6

- PVC (poli (cloreto de vinila))

n C CH

H

H

ClC C

H

H

H

Cl

n

cloreto de vinila poli (cloreto de vinila)

20

IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)

Poli + nome da menor unidade repetida da cadeia

IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)

Poli + nome da menor unidade repetida da cadeia

21

Copolmero Estatstico:- Reconhecimento partcula co- Comonmero em maior quantidade vem primeiro

Exemplo: poli(estireno-co-metacrilato de metila)

Copolmero Alternado:- Reconhecimento partcula alt- Comonmero em maior quantidade vem primeiro

Exemplo: poli(etileno-alt-monxido de carbono)

22

Copolmero em Bloco- Reconhecimento partcula b- Comonmero em maior quantidade vem primeiro

Exemplo: poli(metacrilato de metila-b-alfa-metil-estireno)

Copolmero Graftizado- Reconhecimento partcula g- Comonmero em maior quantidade vem primeiro

Exemplo: poli (etileno-g-acrilonitrila)

23

Os polmeros so classificados de acordo com sua:

Ocorrncia Naturais / Sintticos

Forma molecular Linear / Ramificado / Reticulado

Estrutura qumica baseada na composio qumica (grupos funcionais) da

unidade repetida

Mtodo de preparao baseado no processo de sntese utilizado

Caractersticas tecnolgicas (Fusibilidade):

Comportamento mecnico

Conformao Novelo aleatrio / Zigue-zague / Helicoidal.

Encadeamento Cabea-cauda / Cabea-cabea / Cauda-cauda.

Configurao Isottico / Sindiottico / Attico.

Variedade de meros Homopolmero / Copolmero.

Os polmeros so classificados de acordo com sua:

Ocorrncia Naturais / Sintticos

Forma molecular Linear / Ramificado / Reticulado

Estrutura qumica baseada na composio qumica (grupos funcionais) da

unidade repetida


Caractersticas tecnolgicas (Fusibilidade):

Comportamento mecnico

Conformao Novelo aleatrio / Zigue-zague / Helicoidal.

Encadeamento Cabea-cauda / Cabea-cabea / Cauda-cauda.

Configurao Isottico / Sindiottico / Attico.

Variedade de meros Homopolmero / Copolmero.

Polmero natural: Goma xantana Polmero sinttico: Poliacrilamida

24

Ocorrncia Naturais / Sintticos Ocorrncia Naturais / Sintticos

Biopolmero (polissacardeo) de carter aninico e de alta MM, produzido a partir da

fermentao de bactrias Xanthomonas campestris.

25

Forma molecular Linear / Ramificado / ReticuladoForma molecular Linear / Ramificado / Reticulado

26

Polmeros lineares


27

Polmeros no linearesCadeias ramificadas Cadeias reticuladas


28

Polmeros ReticuladosVULCANIZAO(CROSS-LINKING)


Grupos funcionais Polmeros

Polister

Poliamida

Politer

29

Estrutura qumica baseada na composio qumica (grupos funcionais) da unidade repetida.

Ex.: Poliamidas, polisteres, politeres, etc.

Estrutura qumica baseada na composio qumica (grupos funcionais) da unidade repetida.

Ex.: Poliamidas, polisteres, politeres, etc.

Ex.: Polmeros de adio obtidos por reaes de adio, sem subprodutos;

Polmeros de condensao obtidos por reaes de condensao, havendo formao de subprodutos

30

Mtodo de preparao baseado no processo de sntese utilizadoMtodo de preparao baseado no processo de sntese utilizado

Esse tipo de polmero formado pela adio de molculas de um s monmero

a) Polmeros vinlicos - Quando o monmero tem o grupo C=C, que lembra o radical vinila

Polietileno: obtido a partir do etileno (eteno)

31


Polmero de adio


Polmero de adio

b) Polmeros acrlicos - Quando o monmero tem o cido acrlico: H2C=CH-COOH.

Poli (metacrilato de metila): obtido a partir do metacrilato de metila.

metacrilato de metila poli(metacrilato de metila)

32


Polmero de adio


Polmero de adio

c) Polmeros dinicos - Quando o monmero tem dieno conjugado, C=C-C=C. Esses polmeros constituem as borrachas sintticas

Policloropreno ou Neopreno: obtido a partir do 2-cloro-butadieno-1,3 (cloropreno)

33


Polmero de adio


Polmero de adio

Polmeros formados a partir de monmeros polifuncionais por vrias reaes de condensao da qumica orgnica, havendo eliminao de molculas simples (H2O, NH3, lcoois, etc)

Polister: obtido pela reao do ster metlico do cido tereftlico com etileno-glicol

tereftalato de dimetila

Poli(tereftalato de etileno) 34


Polmero de condensao


Polmero de condensao

Borracha ou Elastmero um material polimrico que exibe alta elasticidade temperatura ambiente.

Plstico um material que contm, como principal componente, um polmero orgnico sinttico. So passveis de moldagem por ao isolada ou conjunta de calor e presso.

Fibra - um corpo que tem uma elevada razo entre o comprimento e as dimenses laterais, e alta resistncia mecnica.

35

Caractersticas tecnolgicas (Fusibilidade):Caractersticas tecnolgicas (Fusibilidade):

Termoplsticos fundem por aquecimento e solidificam com o resfriamento.

Termorrgidos (ou termofixos ou termoestveis) polmeros que assumem estrutura tridimensional, com ligaes cruzadas. So insolveis e infusveis.

36

Comportamento mecnico Comportamento mecnico

Homopolmero polmero constitudo por apenas um tipo de unidade repetitiva (mero)

Ex.: Polietileno, poliestireno, poliacrilonitrila, poli(acetato de vinila).

Copolmero so formados a partir de dois ou mais monmeros diferentes

Ex.: Goma guar (monmeros de manose e galactose)

37

Variedade de meros Homopolmero / Copolmero Variedade de meros Homopolmero / Copolmero

38

HomopolHomopolmeromero PVC (policloreto de vinila)


So formados a partir de dois ou mais monmeros diferentes.

Goma guar: cadeia principal de manose e substituinte de galactose

39


Goma guar extrado de sementes de leguminosas (feijo guar Cyamopis tetragomolobus)

Polmero natural no-inico de elevada MM, pertencente a classe das

galactomanas;

Constituda de unidades de manose a galactose na razo 2:1.

40


Podem ser obtidos atravs da polimerizao em cadeia (poliadio) ou da polimerizao em etapas (policondensao) a partir da combinao de mais de um monmero ou estrutura monomrica.

Novas propriedades so obtidas a partir da combinao de monmeros durante o processo de polimerizao.

41


pode ser dividido de acordo com o modo de distribuio dos diferentes meros na cadeia polimrica

copolmero alternado

Copolmero aleatrio ou estatstico

copolmero em bloco

copolmero graftizado ou enxertado 42

43

CopolCopolmeros Alternadosmeros Alternados

Meros esto ordenados de forma alternada na cadeia do polmero

~ A - B - A - B - A - B ~


44

CopolCopolmeros estatmeros estatsticossticosou randmicosou randmicos

Meros esto

dispostos de forma

desordenada na

cadeia polimrica

~ A - A - B - A - B - B ~

Ex: Borracha sinttica de estireno butadieno


45

CopolCopolmeros em blocomeros em bloco

O copolmero formado por sequncias de meros iguais

~ A - A - B - B - B - A - A ~

Borracha termoplstica - modificao do asfalto


46

CopolCopolmeros graftizados ou enxertadosmeros graftizados ou enxertados

A cadeia principal do copolmero

formada por um tipo de unidade

repetitiva, enquanto o outro mero

forma a cadeia lateral (enxertada)

~ A A A A A A ~

B B

B B

B B


Polimerizao em cadeia ou poliadio

Monmero contm pelo menos uma insaturao (C=C)

Ex.: etileno quando submetido s condies de polimerizao convertido em polietileno.

47

Polimerizao de monmeros insaturados podem ser: via radical livre, catinica, aninica;

Requer um catalisador do qual produzido uma espcie R* com centro reativo (radical livre, ction, nion).

48

Reao de polimerizao em cadeia

A polimerizao em cadeia consiste de trs principais etapas:

- Iniciao

- Propagao

- Terminao

Iniciao gerao do centro reativo e incio da polimerizao;

R : R 2R*R* + M RM*

49


Terminao interrupo do crescimento da cadeia atravs do desaparecimento do centro reativo;

RMn* + RM* RMn MR

Propagao crescimento da cadeia com a transferncia do centro reativo de monmero a monmero;

R M* + M RM1*R M1* + M RM2* R M2* + M RM3*

.

.

. R Mn-1* + M RMn*

50


Consiste das seguintes etapas: iniciao, propagao e terminao, que

tm velocidades e mecanismos diferentes;

Crescimento rpido da cadeia;

Altos graus de polimerizao no incio da reao;

Massa molar mdia da ordem de 105;

No h subprodutos;

H a necessidade de uso de um iniciador.

51

Polimerizao em cadeia

Ocorre atravs de reaes de condensao entre dois grupos

funcionais reativos (monmeros polifuncionais), formando assim

a unidade repetida (mero) do polmero e levando ou no a

eliminao de uma molcula pequena (H2O, NH3, etc) como

subproduto de reao.

52

Reao de polimerizao em etapas ou policondensao

Ex.: Polister obtido pela reao de esterificao que ocorre entre um dicido e um diol.

53


Ex.: Poliuretana obtido pela reao entre um diol e um diisocianato

54


OH R R'OCN NCOn n+HO

R OCONH R' NHCO O R OCONH R' NCOn -1

HO

Polmeros naturais

Polmeros naturais ou biopolmeros

Constituio qumica unidades de acares (monossacardeos);

Polissacardeos estruturas polimricas variadas

Aplicados nas indstria de:

petrleo;

alimento;

frmacos;

cosmticos;

em atividades de tratamento de gua, etc.55

Polmeros naturais so geralmente obtidos por processos de:

extrao de leguminosas e alga;

fermentao.

56

Polmeros naturais

Goma guar extrado de sementes de leguminosas (feijo guar Cyamopis tetragomolobus)

Polmero natural no-inico de elevada MM, pertencente a classe das

galactomanas;

Constituda de unidades de manose a galactose na razo 2:1.

57

Polmeros naturais

Goma xantana

Biopolmero (polissacardeo) de carter aninico e de alta MM, produzido

a partir da fermentao de bactrias Xanthomonas campestris.

58

Polmeros naturais

Amido Polissacardeo no-inico constitudo de duas unidades de acares: amilose e

amilopectina;

- Amilose apresenta uma cadeia linear de glicose;

- Amilopectina apresenta cadeias ramificadas de unidades de maltose e isomaltose

Extrado de diversos vegetais (milho, batata, mandioca, arroz, etc.)

Razo entre amilose e amilopectina varia com:

- tipo de planta;

- tempo de maturao.

Influencia na viscosidade e poder de gelificao do amido.

Figura 10: Estrutura qumica do amido 59

Polmeros naturais

60

Comportamento quando submetido ao tratamento trmico.Termoplsticos: so polmeros com cadeias lineares ou ramificadas que fundem

quando aquecidos e solidificam quando resfriados em um processo reversvel - podem ser reciclados.

interaes fracas (van der Waals) entre as cadeias podem ser facilmente rompidas com o aquecimento.

Ex.: polietileno, polipropileno, PMMA [poli(metacrilato de metila)], politetrafluoretileno (Teflon), Nylon, etc.

Comportameto tComportameto trmicormico

61

Termorrgidos: so aqueles que no fundem com o aumento da

temperatura e uma vez produzidos, no podem ser re-deformados ou re-processados. Uma elevao contnua da temperatura leva degradao do material.

ligaes covalentes so responsveis pelas ligaes reticuladas (cruzadas) entre cadeias.

Exemplos: a borracha vulcanizada, os hidrogis, as resinas dentrias, epxidas e fenlicas, entre outras.

COMPORTAMENTO FRENTE A AO DE SOLVENTES

Termoplsticos:

so polmeros com cadeias lineares ou ramificadas que fundem quando

aquecidos e solidificam quando resfriados em um processo reversvel - podem

ser reciclados.

interaes fracas (van der Waals) entre as cadeias podem ser facilmente

rompidas com o aquecimento A capacidade das cadeias de fluir com a

aplicao de temperatura garante esses materiais suas caractersticas

fundamentais de fcil re-processabilidade.

Termorrgido:

so aqueles que no fundem com o aumento da temperatura e uma vez

produzidos, no podem ser re-deformados ou re-processados. Uma

elevao,contnua da temperatura leva degradao do material.

ligaes covalentes so responsveis pelas ligaes reticuladas (cruzadas) entre

cadeias.

Polmeros termoplsticos: a solubilizao do polmero por um determinado

solvente possvel quando as interaes entre as molculas do solvente e as

cadeias polimricas apresentam uma magnitude superior magnitude de

interaes entre as cadeias polimricas. Com a reduo do grau de interao

entre cadeias do polmero submetido ao de um solvente efetivo, essas

ganham maior liberdade de se moverem umas em relao s outras levando

solubilizao do mesmo.

Polmeros termorrgidos so insolveis. A introduo de fluidos quimicamente

compatveis com polmeros termorrgidos levam ao chamado intumecimento desses,

j que o fluido se insere entre as cadeias polimricas sem, no entanto, romper qualquer

ligao. O grau de intumescimento do polmero termorrgido consequncia do nvel de

afinidade qumica entre reticulado e fluido e tambm da densidade de ligaes cruzadas

no polmero. Polmeros com alta densidade de ligaes cruzadas apresentam

inchamento em menor intensidade

COMPORTAMENTO DE SOLUES DE POLMEROS

descrito de forma simplificada como um conjunto formado por 2 componentes. Portanto,

Polmero + Solvente(componente 1) (componente 2)

interaesdependem da natureza de

ambos componentes.

COMPORTAMENTO DE SOLUES DE POLMEROS

as interaes entre as cadeias do polmero (polmero - polmero) ou entre as molculas de solvente (solvente - solvente) tem a mesma natureza das interaes polmero - solvente

Soluo ideal

Solues Reais:

as interaes polmero polmero e solvente solvente so mais efetivas que as interaes polmero solvente.

as interaes polmero - solvente so mais efetivas que as polmero - polmero e solvente - solvente.

Solues de polmeros possuem caractersticas especficas que as distinguem de solues de espcies de baixa massa molar. Essas caractersticas so:

- intumescimento antes da dissoluo (variao da massa e volume);- viscosidade alta;- difuso lenta;- incapacidade de atravessar uma membrana semi-permevel.

PROCESSO DE DISSOLUCO:

Polmero + solvente intumecimento;

Polmero intumescido coexiste durante um determinado tempo com o solvente puro;

aps um certo tempo, cadeias polimricas adquirem maior mobilidade e comeam a difundir no solvente at formar um soluo.

Fatores que afetam a dissoluo e intumecimento dos polmeros:

Natureza qumica do solvente e do polmero; Massa molar dos polmeros; Flexibilidade das cadeias polimricas; Empacotamento das cadeias; Heterogeneidade relativa composio qumica do polmero; Estrutura cristalina do polmero; Reticulao Qumica Temperatura

Natureza qumica do solvente e do polmero.

As cadeias polimricas podem estar ligadas:

por ligaes covalentes, inicas (em ionmeros*) ou por

coordenao.

por interaes intermoleculares ou foras de van der Waals.

* onmeros: polmero termoplstico que apresenta ponto de fuso

definido, cuja estrutura qumica possui grupos inicos.

Massa Molar

A capacidade de um polmero se dissolver sempre decresce com o aumento da massa molar.

Flexibilidade das cadeias polimricas

Para dissolver um polmero muito rgido necessrio uma forte interao entre o polmero e o solvente. Ex. Nylon (poli(amidas) dissolvem bem em cido frmico (ligaes de hidrognio).

Heterogeneidade: dependendo da forma de preparo, polmeros

podem ter composio qumica diferente.

Ex:

diferentes graus de acetilao em amostras de acetato de

celulose.

poli(lcool vinlico) podem apresentar diferentes graus de

saponificao.

Estrutura cristalina: para solubilizar necessrio quebrar a

estrutura cristalina e requer energia.

Reticulao Qumica: variao no grau de intumecimento.

0 20 40 60 80 1000

1

2

3

4

5

S

e

q

/

%

Time / days

TB2080 TB3070 TB5050 TB7030

Comportamento de Solues de PolmerosEx: Avaliao do grau de intumecimento para um copolmero

76

Alta massa molar; MM (superior 10000 g/mol); entre 1000 -10000 g/mol = oligmeros; cadeias com comprimentos diferentes (mdia); distribuio de massa molar (polidispersividade).

Massa molar em polmeros

Curva de distribuio de massa molar

77


Massa Molar Numrica Mdia : a massa molar de todas as cadeias, dividida pelo nmero total de cadeias (leva em considerao mais fortemente o nmero de cadeias).

=

i

iin N

MNM

78


Massa Molar Ponderal Mdia: a massa das cadeias polimricas o mais importante. A massa de cada frao contribui de maneira ponderada para o clculo da massa mdia.

=

ii

iiW

MNMN

M2

79


Massa Molar Viscosimtrica Mdia : a viscosidade de solues diludas funo do volume hidrodinmico do soluto na soluo, quanto maior o volume, mais viscosa a soluo.

a

ii

a

iiV

MNMN

M

11)(

=

+

a uma constante que depende do polmero, do solvente e temperatura.

80


Polidispersividade: medida da distribuio de massas molares (Mw/Mn).

Polmero monodisperso: todas as cadeias tem o mesmo comprimento.

Classe de polmeros

Mw/Mn

Polmeros naturais

1,01 1,05

Polmeros de condensao

2

Polmeros de adio

2 - 5

Polmeros de coordenao

8 30

Polmeros ramificados

10 - 50

81


Amostra de PEComercialMw= 1,000 000

Os polmeros sintticos geralmente consistem numa mistura de vrias cadeias com tamanhos diferentes (alta polidispersividade) massas molares mdias.

82


( ) ( ) 20005

10000114

+=

xxM n

Exemplo: Conjunto: 1 Elefante (10.000 lb) + 4 mosquitos (1 lb cada)

( ) ( )( ) 10000)100001(14

10000114 22

+

+=

xx

xxM W

83


Exemplo Real:

Uma soluo polidispersa tem a seguinte distribuio:

Nmero de molculas Massa Molar (g/mol)10 250007 1700024 3100016 49000

Calcule os valores para a massa molar numrica mdia, massa molar ponderal mdia e para a polidispersividade.

Determinao de massas molares: mtodos absolutos e mtodos relativos.

Mtodos Absolutos: medidas de propriedades coligativas e tcnicas de espalhamento de luz.

Mtodos Relativos: medidas de viscosidade em soluo e cromatografia de excluso por tamanho.


85

Cromatografia de excluso por tamanho (SEC)- Nessa tcnica a separao ocorre exclusivamente por tamanho

molecular

- Soluo de polmeros passa atravs de uma coluna recheada por um gel poroso (esferas de poliestireno copolimerizado com divinil-benzeno).

- Curva padro (geralmente poliestireno massas molares 500 -2000000)

86

Na tcnica de excluso por tamanho, a separao ocorre exclusivamente pelo tamanho molecular. A parte interna das colunas preenchida com gel, que contm poros de diversos tamanhos. O volume total da fase mvel corresponde ao volume de poros mais o volume intersticial, ou volume morto. O volume de poros o volume ocupado pela fase mvel retida nos poros e o volume intersticial o volume ocupado pela fase mvel fluindo entre os poros.

Cromatografia de excluso por tamanho (SEC)

Cromatografia de excluso por tamanho (SEC)

A propriedade que distingue a cromatografia de excluso, introduzida por volta de 1960, de outros tipos de cromatografia que o recheio da coluna um gel no carregado constitudo por um polmero reticulado, com afinidade pelos solventes, mas que neles so insolveis.

- Separao de tamanhos especficos- Separao de polmeros- Determinao de Massa Molar

88

o recheio das colunas constitudo de partculas contendo poros de diversos tamanhos

volume dos poros + volume intersticial

EXCLUSOEXCLUSOFaseFase MMvelvel LLquidaquida

FaseFase EstacionEstacionriaria emem GelGel

Enquanto as partculas menores penetram nas cavidades, as maiores vo sendo eludas.

90

Cadeias pequenas percurso longo entre as partculas e atravs dos poros

Cadeias grandes percurso curto (excludas dos poros mais pequenos

91

A figura 1: Os componentes menores da amostra (3) conseguem entrar bem fundo no poro do gel, enquanto que componente maior no (1). J o componente mdio (2) , consegue entrar no poro do gel at alguma certa profundidade. Os componentes que conseguem entrar no poro mais profundamente obviamente iro passar mais tempo na coluna, portanto a seqncia de eluio sersempre do maior ao menor: 1>2>3

MECANISMO DE SEPARAO

Figura 1

92

MECANISMO DE SEPARAO

Figura 2

Se o dimetro de um componente igual ao tamanho mximo do poro, como 4 (Figura 2), ele no ir conseguir entrar no poro e, portanto, no ser retido. Para quaisquer componentes maiores que 4, tais como 5 e 6, tambm no sero retidos. Isto significa que mesmo que sejam de tamanhos diferentes, eles no sero separados, e sairo todos juntos da coluna.

93

REQUISITOS DA FASE ESTACIONRIA

O tamanho de poros deve ser compatvel ao tamanho da macromolcula

A distribuio de tamanho de poros deve ser de tal forma que fornea uma dependncia linear do volume de eluio com o log do tamanho molecular dos polmeros investigados

A fase estacionria no deve exibir qualquer interao com a substncia a ser analisada

A fase estacionria deve possuir resistncia mecnica, estabilidade trmica e qumica

94

SELEO DA COLUNADepende da substncia que vai ser analisada

Polmeros na maioria dos casos apresentam um conjunto de molculas de vrios tamanhos

Coluna com uma variedade grande de tamanho de poros

Vrias colunas em

srie

Curvas de calibrao com polmeros de pesos moleculares conhecidos

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