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• Rodolfo Perez Mendez

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Practica 1. Identificación de Polímeros por Pirolisis 1. Objetivo: Identificar el tipo de polímero quemando diferentes plásticos y observar el

-

comportamiento de la combustión, el olor, el color de la llama. 2. Marco Toerico 2.1.

Polimeros Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena. Un polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por el centro, al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas serían los monómeros y la cadena con las monedas sería el polímero. La parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las unidades químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, por ejemplo el monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a lo largo de toda la cadena.

Polietileno = etileno-etileno-etileno-etileno-etileno-…

En función de la repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se clasifican en:

-

Homopolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por el mismo monómero a lo largo de toda su cadena, el polietileno, poliestireno o polipropileno son ejemplos de polímeros pertenecientes a esta familia.

-

Copolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena, el ABS o el SBR son ejemplos pertenecientes a esta familia.

La formación de las cadenas poliméricas se producen mediante las diferentes polireacciones que pueden ocurrir entre los monóneros, estas polireacciones se clasifican en: 

Polimerización



Policondensación



Poliadición

En función de cómo se encuentren enlazadas o unidas (enlaces químicos o fuerzas intermoleculares) y la disposición de las diferentes cadenas que conforma el polímero, los materiales poliméricos resultantes se clasifican en: 

Termoplásticos



Elastómeros



Termoestables

En función de la composición química, los polímeros pueden ser inorgánicos como por ejemplo el vidrio, o pueden ser orgánicos como por ejemplo los adhesivos de resina epoxi, los polímeros orgánicos se pueden clasificar a su vez en polímeros naturales como las proteínas y en polímeros sintéticos como los materiales termoestables.

Existen diferentes parámetros que miden las propiedades de los polímeros como el radio de giro, la densidad del polímero, la distancia media entre las cadenas poliméricas, la longitud del segmento cuasi-estático dentro de las cadenas poliméricas, etc... Entre las propiedades que definen las propiedades de los polímeros, las más importantes son: 

La temperatura de transición vítrea del polímero



El peso medio molecular del polímero

La temperatura de transición vítrea determina la temperatura en la cual el polímero cambia radicalmente sus propiedades mecánicas, cuando la temperatura de transición vitrea es ligeramente inferior a la temperatura ambiente el polímero se comporta como un material elástico (elastómero), cuando la temperatura de transición vitrea es superior a la temperatura ambiente el polímero se comporta como un material rígido (termoestable). El peso molecular medio determina de manera directa tanto el tamaño del polímero así como sus propiedades tanto químicas como mecánicas (viscosidad, mojado, resistencia a la fluencia, resistencia a la abrasión …), polímeros con alto peso molecular medio corresponden a materiales muy viscosos. Existen un gran abanico de materiales cuya composición se basan en polímeros, todos los plásticos, los recubrimientos de pintura, los adhesivos, los materiales compuestos, etc... son ejemplos de materiales basados en polímeros que utilizamos en nuestro dia a dia.

3. Los materiales que se van a utilizar son: 

Mechero.



Pinzas con mango aislante.



PH



Lunas de reloj



Varios trozos de plástico



6 muestras de plastico.



Guantes de cuero



 Gafas

4. Procedimiento experimental. 4.1.

Identificación de plásticos por pirolisis

Los plásticos del automóvil suelen venir identificados mediante un marcado en el interior de la pieza en el que se especifica el polímero o polímeros base empleados en su fabricación, junto con las cargas minerales que pueda llevar, facilitando su clasificación y favoreciendo la reciclabilidad de las piezas. Sin embargo, puede suceder que el plástico no venga identificado, en cuyo caso se podrá realizar una prueba de combustión o ensayo de pirólisis, que consiste en someter una cantidad del material plástico a la acción de una llama y, en función de su comportamiento, identificar el polímero base. Los resultados obtenidos mediante este ensayo deben tomarse como orientativos, ya que ciertos aditivos añadidos a la masa del plástico pueden llegar a cambiar algunas de las características

de

combustión

del

polímero

base.

1) Lee atentamente los fenómenos que debes observar, teniendo en cuenta cuando los debes observar. a. La cantidad y color del humo que produce, la observación se realizará mientras el plástico arda. El color puede variar desde blancuzco hasta negro y la cantidad de humo desde casi inapreciable hasta una gran cantidad. b. Color de la llama, varía entre azulado, amarillo-anaranjado y verdoso. c. Combustibilidad se observa si la llama se extingue cuando se retira el mechero, si arde con dificultad, si chisporrotea o es una llama intensa. d. Tipo de fusión, se debe observar si el plástico se funde fácilmente y gotea, si se descompone, si toma consistencia de goma o si se carboniza. (Se debe mantener la llama durante 8 ó 10 segundos).

e. PH de los gases, Se humedece el papel pH en agua destilada y se expone al humo justo después de apagar la llama. Después se comparan los colores resultantes. f. Olor de la combustión Este es un ensayo muy subjetivo pero intentaremos clasificar el olor en: picante e irritante, a cuerno quemado, a vela, a gas natural. 2) Sujeta una probeta por un extremo y expón el otro a la llama durante unos segundos. 3) Anota los resultados en la tabla. 4) Compara los datos obtenidos con los proporcionados en la tabla 1 y llega a una conclusión

acerca

del

plástico

en

cuestión.

PRECAUCIONES ·

El humo de la combustión puede resultar tóxico, por lo que la habitación debe estar bien aireada y el humo no se puede oler directamente sino aireándolo antes de que llegue a la nariz.

·

La probeta no se debe apagar soplando ni agitarla, introdúcela en un recipiente con agua. Tabla orientadora

4.2.

Procedimiento paso a paso

1.- Comprobar si existe la marca del plástico de fabricación de la pieza. 2.- Si no existe el código de identificación, realizar el ensayo de pirolisis. Preparar el equipo: mechero o encendedor, pinza, cúter y tabla de características de combustión. Utilizar guantes y barbijo. Se recomienda realizar el ensayo en una campana con extracción de gases. 3.- Extraer una pequeña muestra del plástico de una zona no vista. 4.- Prender fuego al extremo de la muestra y observar las características de la combustión. 5.- Identificar el color de la llama. 6.- Observar el color del extremo en combustión. ¿Sin cambio de color, transparente…? 7.- Observar el comportamiento de la llama. ¿Sigue ardiendo la muestra al retirarla de la llama? 8.- Apagar la llama y observar el humo generado: cantidad, color y olor. 9.- Observar el extremo fundido. ¿Se carboniza, gotea, se forman hilos, aparecen burbujas? 10.- Identificar las características de la combustión del plástico en la tabla y del posible polímero del que se trata. Es aconsejable realizar el ensayo con una muestra patrón para comparar resultados.

Tabla de recolección de datos N

Muestra

Cantidad

y Color

color de humo

llama

de

la Combustibilidad Tipo fusión

de pH del humo

1

2

3

4 5 6

Olor

Tipo plástico

de

5. Actividades 5.1.

Indique usted cual es la simbología usada para la clasificación de plásticos

5.2.

Indique usted cual es la formula molecular de los siguientes polímeros: (Polietileno, Polipropileno, ABS, PS, PA, PMMA, PC, PVC)

5.3.

Haga una tabla indicando cual es el uso de los plásticos mencionados en la tabla anterior.

5.4.

Haga una tabla de los plásticos identificados de acuerdo a la experiencia.