Degree of Polymerization
Calculate a polymer chain's degree of polymerization, DP = M_n ÷ M₀, dividing the number-average molar mass of the chain (M_n) by the molar mass of the monomer or repeat unit (M₀). The dimensionless result is the average number of monomer units in each chain. The higher the degree of polymerization, the longer the chains and the more pronounced the polymer properties: increased mechanical strength, melt viscosity, transition temperature and toughness. Below a critical value, the material lacks typical polymer properties. Enter the chain molar mass and the monomer molar mass.
Result
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Grau de polimerização
Um polímero é literalmente 'muitas partes' (do grego poli + meros): cadeias longas formadas pela repetição de uma pequena unidade, o monômero. O grau de polimerização (DP) conta quantas dessas unidades, em média, compõem cada cadeia: DP = M_n ÷ M₀, a massa molar média da cadeia dividida pela massa molar da unidade de repetição (o monômero). Um polietileno com M_n de 100.000 g/mol e unidade –CH₂CH₂– (28 g/mol) tem DP ≈ 3.570 — cada cadeia é uma fila de ~3.570 unidades. O DP é o que transforma as propriedades: moléculas pequenas (DP baixo) são líquidos ou ceras; à medida que o DP cresce, surgem as propriedades poliméricas — resistência mecânica, elasticidade, formação de filmes e fibras, alta viscosidade do fundido. Existe um DP crítico (tipicamente algumas centenas) abaixo do qual o material não tem resistência útil, porque as cadeias são curtas demais para se emaranhar umas nas outras — e é justamente o emaranhamento entre cadeias longas que dá ao plástico sua tenacidade. Acima desse limiar, propriedades como a resistência à tração aumentam com o DP até saturar. Por outro lado, DP muito alto torna o fundido viscoso demais para processar. O controle do grau de polimerização (via tempo de reação, temperatura, concentração de iniciador e agentes de transferência de cadeia) é uma das principais alavancas do engenheiro de polímeros para ajustar o equilíbrio entre desempenho e processabilidade. Informe a massa molar da cadeia e a do monômero.
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Polydispersity Index (PDI)
Calculate a polymer's polydispersity index (PDI), PDI = M_w ÷ M_n, dividing the weight-average molar mass (M_w) by the number-average molar mass (M_n). The dimensionless result (always ≥ 1) measures the breadth of the molar mass distribution: PDI = 1 means a monodisperse polymer (all chains the same size, rare, typical of living polymers); larger values mean a wide range of sizes. Commercial polymers have PDI of 2 to 20, depending on the polymerization process. PDI affects processability, strength and flow properties. Enter M_w and M_n.
Intrinsic Viscosity (Mark-Houwink)
Calculate a polymer's intrinsic viscosity by the Mark-Houwink-Sakurada equation, [η] = K·Mᵃ, from the constants K and a (specific to the polymer-solvent-temperature system) and the viscosity-average molar mass M. The result, in dL/g, relates the viscosity of a dilute polymer solution to its molar mass — the basis of molar mass determination by viscometry, a simple and cheap technique. The exponent a (between 0.5 and 0.8) reflects the chain conformation in the solvent: 0.5 for a theta solvent (coiled chain) and up to 1.0 for an extended chain in good solvent. Enter the constants K, a and the molar mass.
Crystallinity Degree (Enthalpy)
Calculate a polymer's crystallinity degree by the melting enthalpy method, X_c = (ΔH_m ÷ ΔH_m°) × 100%, dividing the melting enthalpy measured by DSC (ΔH_m) by the enthalpy of the 100% crystalline polymer (ΔH_m°, a tabulated reference). The result, in %, is the fraction of polymer mass organized in crystalline regions, as opposed to amorphous ones. Crystallinity governs key properties: higher crystallinity raises stiffness, strength, density, opacity and chemical resistance, but lowers transparency and impact resistance. Enter the measured melting enthalpy and that of the 100% crystalline material.
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