TMM4100 Materialteknikk
Molekylvekt¶
Molekylvekt er et svært sentralt aspekt ved polymerer siden denne parameteren bestemmer både termiske egenskaper (kokepunkt, smeltetemperatur og andre transisjonstemperaturer), mekaniske egenskaper (stivhet, styrke, duktilitet, etc) og kjemiske egenskaper.
På denne siden finner du flere eksempler på regneoppgaver som handler om molekylvekt, polymeriseringsgrad, mengde/masse, sammensetning og forhold mellom element og kjemiske grupper.
Følgende polymerer blir brukt i eksemplene:
Eksempel-1¶
Regn ut massen til repeterende enheter av PE og PP med enhet g/mol.
Svar:
from matek import A, NA # Alle atomvekter og Avogardros tall
m_PE = 2*A['C'] + 4*A['H']
m_PP = 3*A['C'] + 6*A['H']
print( 'PE: {} g/mol, PP: {} g/mol'.format(m_PE, m_PP) )
Eksempel-2¶
Regn ut massen til et PE-molekyl med polymeriseringsgrad n = 1E6. Oppgi svaret med enhet g.
Svar:
n=1E6
M=n*m_PE # [g/mol]
M_gram = M/NA # [g]
print( 'Masse av molekylet er {:.2E} g/mol som er lik {:.2E} g.'.format(M, M_gram) )
m_PVC = 2*A['C'] + 3*A['H'] + A['Cl']
M_PVC = 100 # [kg]
a = A['Cl']/m_PVC # forholdet mellom massen til klor og massen til repeterende enhet
M_Cl = a*100 # [kg]
print( 'Det er {:.2f} kg klor i {} kg PVC'.format(M_Cl, M_PVC))
Eksempel-4¶
En PVC-PP kopolymer inneholder 80 vektprosent PVC og 20 vektprosent PP. Hva er forholdet mellom antall repeterende enheter av PVC og antall repeterende enheter av PP? Se prinsipiell illustrasjon av kopolymeren i følgende figur:
Svar:
# Antar 80 g PVC og 20 g PP (bare for å få regnet med tall her..)
n_PVC = 80/m_PVC
n_PP = 20/m_PP
forhold = n_PVC/n_PP
print('Forholdet mellom repeterende enheter av PVC og PP er {:.3f}'.format(forhold))
Eksempel-5¶
Regn ut molekylvekten til PS med polymeriseringsgrad n=1E5 (g/mol)
Svar:
Her må vi passe på å telle korrekt antall hydrogen: Et enkelt benzen-molekyl har 6 karbon og 6 hydrogen. Når benzen er en sidegruppe, vil det være 5 hydrogen tilknyttet benzenringen:
m_PS = 8*A['C'] + 8*A['H']
M = (1E5)*m_PS
print('{:.2E} g/mol'.format(M))
Eksempel-6¶
Regn ut molekylvekten til PET med polymeriseringsgrad n=1E5 (g/mol)
Svar:
Her må vi passe på å telle korrekt antall hydrogen: Et enkelt benzen-molekyl har 6 karbon og 6 hydrogen. Når benzen er en del av ryggraden til molekylet vil det være 4 hydrogen tilknyttet benzenringen:
m_PET = 10*A['C'] + 8*A['H'] + 4*A['O']
M = (1E5)*m_PET
print('{:.2E} g/mol'.format(M))