Teoria De Flory

Fisicoquímica y Caracterización de Polímeros.
Teoría de Flory - Huggins Teoría de Flory - Krigbaum

Catedrático: Dr. Ricardo Vera Graziano

Presentan: Ávila Gutiérrez Lizeth Galicia Padilla Bernardo Guzmán Lagunez Fernando León Valdivieso Christopher Yusef Ramírez Ledezma Ana Laura Reyes Gómez Sonia Reyes González David

Marzo del 2011

TEORIA DE FLORY-HUGGINS La teoría deFlory-Huggins, nos permite describir la termodinámica de soluciones y mezcla poliméricas. De toda teoría se espera que proporcione información fundamental acerca del sistema en cuestión, tal como el tamaño y la forma del soluto en presencia del disolvente. En la industria es más probable que se elija a un solvente para un polímero en específico usando un método basado de parámetros de solubilidad antes queutilizar una teoría con fundamento riguroso en la mecánica estadística. En el estudio de sistemas poliméricos en disolución se pretende encontrar respuesta a las siguientes preguntas: ¿Cuáles disolventes pueden disolver a cuales polímeros?, ¿Cómo influyen las interacciones polímero disolvente en las propiedades de la solución?, ¿Qué aplicaciones se tienen a partir de las propiedades de las solucionespoliméricas? Mediante estas disoluciones podemos determinar: • • • Pesos moleculares (Longitud de las cadenas) Ramificaciones Rigidez de las cadenas

De la teoría de soluciones sabemos que su comportamiento está determinado por las variaciones de energía libre del sistema. Además el cambio en la energía libre de Gibbs para el proceso de mezclado está dado por: ∆ Si ∆ =∆ − ∆

< 0, ladisolución será un proceso favorable y espontáneo.

Según Flory-Huggins, las soluciones poliméricas tienen un comportamiento muy diferente a las soluciones ideales, básicamente por causa de las fuertes interacciones polímero-disolvente; además modela estas interacciones conduciendo a resultados cualitativos importantes como el comportamiento de la solubilidad y las condiciones para que estas se presenten.Recordemos que para el análisis termodinámico de las soluciones poliméricas se requiere el cálculo de la entropía y la entalpía de mezclado a partir de cuyos resultados se deduce la energía libre asociada y luego la actividad de cada especie. Entropía de Mezcla Derivada de forma independiente bajo la idea general de que la entropía está asociada al acomodo de moléculas en una malla o redtridimensional y al cálculo de configuraciones posibles que las moléculas pueden ocupar en la red. Partiendo de los siguientes supuestos: a) El sistema está representado por un modelo de malla o red (ver fig. 1). b) Cada sitio en la malla tiene un volumen igual al de las moléculas del disolvente.

c) La molécula de polímero se compone de unidades repetitivas derivadas de monómeros o segmento cada unodefinido a partir de los volúmenes de la molécula de polímero (vp) y de la molécula de disolvente (vs). d) Cada segmento tiene un número “z” de sitios vecinos disponibles (número de coordinación). e) Las interacciones moleculares no contribuyen a la entropía pero si al calor de mezclado.

Fig. 1 Representación de malla o red de Flory Huggins.

Además se propone que la disolución se lleva a cabomediante la ocupación al azar de los sitios o lugares disponibles en la malla por parte de las moléculas de disolvente y de polímero. A partir de esta ocupación o llenado, se calcula Ω, es decir, el número de formas en que las moléculas de polímero podrían llenar la malla. = ln Ω k= 1.380662x10-23 J/K.

El valor de la entropía sale de la derivada de la ecuación de ΔGm para solucionespoliméricas viene dada por: Δ = − ( ln + )

φ1 y φ2 = Fracción volumen del disolvente y del polímero. Expresando de forma general el valor de Фi de la siguiente manera:

Entalpía de mezcla Se propuso la idea de energía de contacto entre las moléculas como causa de la entalpía de mezcla. Usando el enfoque de Van Laar, se toma su expresión para el calor de mezclado: Δ = Δ

Donde se define el...