Practica 5 Quimica Basica Esime Zacatenco

Instituto Politécnico Nacional

Escuela superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Ingeniería en comunicaciones y electrónica

Laboratorio de química básica

Grupo: 1cm6 N° de equipo: 2

Fecha de realización: 30/04/2014

Práctica 5: Obtención de una resina Fenólica

OBJETIVO

El alumno conocerá un proceso de polimerización.

CONCIDERACIONES TEORICAS

POLÍMEROS

Los polímeros son sustancias cuyas moléculas son, por lo menos aproximadamente, múltiplos de unidades de peso molecular bajo. La unidad de bajo peso molecular es el monómero. Si el polímero es rigurosamente uniforme en peso molecular y estructura molecular, su grado de polimerización es indicado por un numeral griego, según el número de unidades de monómero que contiene; así, hablamos de dímeros, trímeros, tetrámero, pentámero y sucesivos.

El término polímero designa una combinación de un número no especificado de unidades. Hay polímeros naturales como ciertas proteínas globulares y poli carbohidratos, cuyas moléculas individuales tienen todos los mismos pesos moleculares y la misma estructura molecular; pero la gran mayoría de los polímeros sintéticos y naturales importantes son mezclas de componentes poliméricos homólogos. La pequeña variabilidad en la composición química y en la estructura molecular es el resultado de la presencia de grupos finales, ramas ocasionales, variaciones en la orientación de unidades monómeros y la irregularidad en el orden en el que se suceden los diferentes tipos de esas unidades en los copolímeros. Estas variedades en general no suelen afectar a las propiedades del producto final, sin embargo, se ha descubierto que en ciertos casos hubo variaciones en copolímeros y ciertos polímeros cristalinos. Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen una muy buena resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición química del polímero y pueden ser de varias clases.-

Polímeros termoplásticos

El nombre proviene de que son deformables a temperaturas lo suficientemente altas. A temperaturas normales de operación son rígidos. Un ejemplo de este tipo de plásticos es el PVC. Nos podemos representar un polímero de este tipo como formado por una serie de cadenas poliméricas más o menos entrelazadas entre sí. Este entrecruzamiento proporciona rigidez al polímero dificultando el movimiento de las cadenas. Los termoplásticos son polímeros de cadenas largas que cuando se calientan se reblandecen y pueden moldearse a presión. Representan el 78-80% de consumo total.

Los principales son:

Polietileno

Éste es el termoplástico más usado en nuestra sociedad. Los productos hechos de polietileno van desde materiales de construcción y aislantes eléctricos hasta material de empaque. Es barato y puede moldearse a casi cualquier forma, extrudirse para hacer fibras o soplarse para formar películas delgadas.

Según la tecnología que se emplee se pueden obtener dos tipos de polietileno

Polietileno de Baja Densidad: Dependiendo del catalizador, este polímero se fabrica de dos maneras: a alta presión o a baja presión.

En el primer caso se emplean los llamados iniciadores de radicales libres como catalizadores de polimerización del etileno. El producto obtenido es el polietileno de baja densidad ramificado.

Polietileno de alta densidad (HDPE). Cuando se polimeriza el etileno a baja presión y en presencia de catalizadores Ziegler Natta, se obtiene el polietileno de alta densidad (HDPE). La principal diferencia es la flexibilidad, debido a las numerosas ramificaciones de la cadena polimérica a diferencia de la rigidez del HDPE.

Se emplea para hacer recipientes moldeados por soplado, como las botellas y los caños plásticos.

Elastómeros

La estructura de un elastómero son cadenas están unidas entre sí mediante enlaces químicos. Un elastómero debe poseer, una temperatura de transición vítrea inferior a la ambiente. Es decir, la interacción estérica de las cadenas no debe estar presente y el único vínculo de unión entre estas cadenas debe ser suministrado por los puentes. Esta estructura peculiar es la que proporciona elasticidad al material. Las cadenas pueden ser deformadas ante un esfuerzo externo pero tenderán a volver a su estado inicial por acción delos cross-linkers. Los polímeros elastómeros son aquellos polímeros que muestran un comportamiento elástico, es decir, se deforman al someterlos a una fuerza pero recuperan su forma inicial al suprimir la fuerza.

Clasificación según su comportamiento a alta temperatura:

• Elastómeros termoestables: Al calentarlos no cambian de forma y siguen siendo sólidos hasta que, por encima de una cierta temperatura, se degradan. La mayoría de los elastómeros pertenecen a este grupo.

• Elastómeros termoplásticos: Al elevar la temperatura se vuelven blandos y moldeables. Sus propiedades no cambian si se funden y se moldean varias veces. Este tipo de materiales es relativamente reciente, el primero fue sintetizado en 1959. Familias principales:

a) Estirénicos (SBCs): Estireno-butadieno-estireno (SBS) de alto y bajo contenido en estireno, Estireno-etileno-butadieno (SEBS), Estireno-isopreno (SIS)

b) Olefínicos (TPOs)

c) Vulcanizados termoplásticos (TPVs)

d) De poliuretano (TPUs)

e) Copoliésteres (COPEs)

f) Copoliamidas (COPAs)

Polímeros termoestables

Los polímeros termoestables, termofraguantes o termorígidos son aquellos que solamente son blandos o "plásticos" al calentarlos por primera vez. Después de enfriados no pueden recuperarse para transformaciones posteriores. Esto se debe a su estructura molecular, de forma reticular tridimensional. En otras palabras, constituyen una red con enlaces transversales. La formación de estos enlaces es activada porel grado de calor, el tipo y cantidad de catalizadores y la proporción de formaldehído en el preparado base. Algunas de sus propiedades físicas más importantes son: es un material compacto y duro, fusión dificultosa (la temperatura los afecta muy poco), es insoluble para la mayoría de los solventes, su crecimiento molecular es en proporción geométrica frente a la reacción de polimerización (generalmente es una Policondensación).

Baquelita

La baquelita fue la primera sustancia plástica totalmente sintética, creada en 1907 y nombrada así en honor a su creador, el belgaLeo Baekeland (el Premio Nobel en Química Adolf von Baeyer experimentó con este material en 1872 pero no completó su desarrollo). Fue también uno de los primeros polímeros sintéticos termoestables conocidos. Se trata de un fenoplástico que hoy en día aún tiene aplicaciones interesantes

Obtención

Su síntesis se realiza a partir de moléculas de fenol y formaldehído (Proceso de Baekeland), en proporción 2 a 3: el formaldehído sirve de puente entre moléculas de fenol, perdiendo su oxígeno por sufrir dos condensaciones sucesivas, mientras que las moléculas de fenol pierden dos o tres de sus átomos de hidrógeno, en orto y para, de forma que cada formaldehído conecta con dos fenoles, y cada fenol con dos o tres formaldehídos, dando lugar a entrecruzamientos. En exceso de fenol, la misma reacción de condensación da lugar a polímeros lineales en los que cada fenol sólo conecta con dos formaldehídos.

Aplicaciones

El atractivo estilo retro de los viejos productos de baquelita y la producción masiva, han hecho que, en los últimos años, los objetos de este material, se lleguen a considerar de colección. Su amplio espectro de uso la hizo aplicable en las nuevas tecnologías del momento, como carcasas de teléfonos y radios, hasta estructuras de carburadores. Se utiliza hasta hoy en asas de cacerolas.

Uno de los primeros usos que se le dio a la baquelita fue en el diseno de joyas, seguidamente fue utilizada para productos "caseros" como telefonos, radios, adornos, y por supuesto pasado el tiempo se le dio un uso en el area militar, como los magazines ) cargadores de las famosas AK-47

La aceptación del mecanizado invitó a los diseñadores a utilizar la baquelita en la realización de joyas, constituyéndose en un material presente en adornos, objetos de escritorio, aparatos eléctricos en general, teléfonos, radios, mesas… de un exquisito diseño y presencia.

Piezas Maquinadas y Prensadas a Diseño

Se fabrican barras, arandelas, cuñas, bridas, empacaduras, cojinetes, engranajes, tubulares de longitud max. de 1.45m y kit de empacaduras dieléctricas para bridas hasta 30" de diámetro. Son empacaduras no metálicas tipo "flat ring" utilizadas como juntas de aislamiento en las tuberías petroleras. Son fabricadas en Fenolcot, diseñadas para aislar eléctricamente las tuberías y evitar la corrosión galvánica que se produce en ellas. Se fabrican en dimensiones estándar ó de acuerdo a sus necesidades.

Empacadura Goma Roja

Es una empacadura a base de estireno/butadieno (SBR), fue formulada especialmente para

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