Intrinsic Viscosity (Mark-Houwink)

Viscosidade intrínseca (Mark-Houwink-Sakurada)

Dissolver um polímero, mesmo em pequena quantidade, aumenta muito a viscosidade do solvente — porque as longas cadeias, enoveladas, atrapalham o escoamento. Quanto maiores as cadeias (maior massa molar), mais elas aumentam a viscosidade. Essa relação é a base de um método clássico, simples e barato de medir massa molar: a viscosimetria de solução. A grandeza-chave é a viscosidade intrínseca [η] (extrapolada à diluição infinita), que se relaciona com a massa molar pela equação de Mark-Houwink-Sakurada: [η] = K·Mᵃ. As constantes K e a são empíricas e específicas de cada combinação polímero–solvente–temperatura (tabeladas na literatura), e M é a massa molar viscosimétrica média. O expoente a tem um significado físico elegante: ele revela a conformação da cadeia no solvente. Em um solvente teta (solvente 'medíocre', em que as interações cadeia-cadeia e cadeia-solvente se equilibram), a cadeia fica enovelada como uma esfera estatística, e a ≈ 0,5. Em um bom solvente, a cadeia se expande (as interações favoráveis a 'incham'), e a sobe para 0,7–0,8. Para cadeias muito rígidas e estendidas (como uma haste), a se aproxima de 1,0; para esferas rígidas compactas, cai a 0. Assim, além de fornecer a massa molar, o expoente a informa sobre a qualidade do solvente e a forma da molécula. Na prática, mede-se a viscosidade da solução em um viscosímetro capilar (Ubbelohde), calcula-se [η], e inverte-se a equação de Mark-Houwink para obter M. É um método rotineiro no controle de qualidade de polímeros como náilon, PET e celulose. Informe as constantes K, a e a massa molar.