Grado de polimerización (DP)
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Grado de polimerización (DP)
l grado de polimerización (DP, por sus siglas en inglés) es una medida de la longitud de las cadenas poliméricas, ya que es el número promedio de unidades monoméricas por molécula de polímero y es, por tanto, directamente proporcional al peso molecular promedio en número, Mn. La longitud de las moléculas poliméricas tiene influencia notable en algunas de las propiedades de los polímeros, principalmente en las mecánicas. DP es uno de los parámetros más importantes para determinar las propiedades físicas de un polímero o elastómero, y se define como el número de unidades monoméricas (Mer) por cadena lineal de polímero. La relación entre el peso molecular de la cadena (MP) y el grado de polimerización es:
Mp = DP • Mmer
donde Mmer es el peso molecular del monómero.
Por lo tanto, los polímeros se clasifican según su grado de polimerización DP en:
- oligómeros (2 <DP <100)
- polímeros bajos (10 <DP <100)
- polímeros medianos (100 <DP <1000)
- Altos polímeros (DP> 1000)
Los polímeros se les puede asociar un DP, denominado crítico (DPc), a partir del cual presentan resistencia mecánica y que varía para las diferentes familias de polímeros. El DPc puede entenderse considerando que las fuerzas intermoleculares existentes entre las cadenas son mucho más débiles que los enlaces químicos que se encuentran a lo largo de cada cadena individual; en consecuencia, las cadenas cortas se deslizan con mayor facilidad unas sobre otras, lo cual ofrece poca o nula transferencia de esfuerzos. Por el contrario, al aumentar la longitud molecular, se incrementan los enrollamientos entre las moléculas y la resistencia acumulada de muchos enlaces de van der Waals en contra del deslizamiento se hace mayor. Este efecto alcanza un límite, a partir del cual hay una influencia mínima en las propiedades físicas. En este punto es interesante remitirse a la definición propuesta por la IUPAC para los polímeros como moléculas de peso molecular relativamente alto, donde el término relativamente alto se refiere al hecho de que al remover o agregar una o pocas moléculas de monómero sus propiedades no cambian apreciablemente. Dentro de cierto intervalo de pesos moleculares de muchos termoplásticos, las magnitudes de módulo tensil, no parecen estar directamente influenciadas por la longitud de las cadenas; sin embargo, es de esperar que las propiedades de ruptura como la resistencia al impacto, la deformación y la resistencia últimas sí lo estén. A medida que aumenta el tamaño de las cadenas, lo hace el número de cadenas enlazantes entre los cristalitos, la flexibilidad y, por tanto, la tenacidad.
Longitud de la cadena cinética "ν"
La longitud de la cadena cinética ν indica el número de monómeros que se han convertido en parte de la cadena desde su nacimiento hasta su muerte.
Vp (Velocidad con la que los monómeros se convierten en parte de la cadena)
v = ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Vi (velocidad a la que comienza la cadena)
La relación entre ν y DP depende del tipo de reacción de terminación:
Terminación por apareamiento:
1
v = -------- DPn
2
Terminación desproporcionada:
v = DPn