Viscosità intrinseca e sua relazione con il peso molecolare dei polimeri
Le catene polimeriche costituite durante una reazione di polimerizzazione presentano una lunghezza variabile, rendendo difficile la determinazione precisa del peso molecolare rispetto alle normali molecole. Per stimare il peso molecolare medio dei polimeri, viene impiegato il metodo viscosimetrico, considerato fondamentale poiché il peso molecolare influisce su diverse proprietà del materiale, come la viscosità.
Viscosità e viscosità relativa
Uno degli effetti distintivi dei polimeri è l’aumento significativo della viscosità dei liquidi in cui sono disciolti. La viscosità relativa è definita come il rapporto tra la viscosità della soluzione e la viscosità del solvente. Dall’altra parte, la viscosità intrinseca, indicata con [η], è un parametro adimensionale che quantifica il contributo del soluto alla viscosità della soluzione. Quest’ultimo è espresso come il rapporto tra la differenza tra la viscosità della soluzione e quella del solvente e la viscosità del solvente moltiplicato per la frazione di volume del soluto in soluzione, dove la concentrazione è solitamente misurata in g/dL.
Relazione tra viscosità intrinseca e peso molecolare
L’equazione di Mark-Houwink-Sakurada fornisce una correlazione empirica che lega la viscosità intrinseca e il peso molecolare dei polimeri. In particolare, tale relazione è espressa dall’equazione [η] = KM^a, dove K e a sono costanti empiriche specifiche per ogni polimero e solvente a una determinata temperatura. Un’ulteriore rappresentazione di questa relazione è data da ln [η] = ln K + a ln M, dove M rappresenta il peso molecolare.
Determinazione dei pesi molecolari
Per valutare le costanti K e a, è essenziale misurare le viscosità intrinseche e i pesi molecolari di diversi polimeri in un ampio intervallo di pesi molecolari al fine di ottenere un andamento lineare che riflette l’equazione sopra descritta. I pesi molecolari possono essere determinati tramite metodi assoluti come la pressione osmotica.
In conclusione, l’equazione di Mark-Houwink-Sakurada rappresenta uno strumento fondamentale per comprendere la relazione tra viscosità intrinseca e peso molecolare dei polimeri, consentendo agli scienziati di studiare e manipolare le proprietà di questi materiali in modo accurato.
