Determinação de espectros de relaxação e distribuição de massa molar de polímeros lineares por reometria - Farias, Thais Machado (2009)
A distribuição de massa molar (DMM) e seus parâmetros são de fundamental importância na caracterização dos polímeros. Por este motivo, o desenvolvimento de técnicas que permitam a determinação da DMM de forma mais rápida e a menor custo é de grande importância prática. Os principais objetivos deste trabalho foram a implementação de alguns dos modelos baseados da teoria da reptação dupla propostos na literatura para descrever o mecanismo de relaxação das cadeias poliméricas, a avaliação dessas implementações e a análise de dois passos fundamentais na obtenção da DMM a partir de dados reológicos que são a metodologia de cálculo do espectro de relaxação baseado no modelo de Maxwell e a estratégia para a avaliação numérica das integrais que aparecem nos modelos de relaxação. Foi resolvido o problema denominado problema inverso, ou seja, a determinação da DMM a partir de dados reológicos usando um modelo de relaxação especificado e uma função de distribuição imposta. Foi usada a função Exponencial Generalizada (GEX) para representar a probabilidade de distribuição, sendo consideradas duas abordagens: i) cálculo explícito do espectro de relaxação e ii) aproximações paramétricas de Schwarzl, que evitam a necessidade do cálculo explícito do espectro de relaxação. A metodologia de determinação da DMM foi aplicada para amostras de polietileno e foram estimadas distribuições com boa representação dos dados experimentais do GPC, ao considerarem-se amostras com polidispersões inferiores a 10. Com relação a metodologia de cálculo do espectro de relaxação, foi realizado um estudo comparativo da aplicação de espectros de relaxação discreto e contínuo, com o objetivo de estabelecer critérios para especificação do número ótimo de modos de Maxwell a serem considerados. Ao efetuar-se a comparação entre as técnicas, verificou-se o espectro discreto apresenta como um sistema melhor condicionado, permitindo assim obter maior confiabilidade dos parâmetros estimados. Também é proposta uma modificação da metodologia de determinação da DMM, em que é aplicada a quadratura de Gauss-Hermite para a resolução numérica da integral dos modelos de relaxação.