Proyecto integrados segundo parcial quimica

PRACTICAS  PRACTICA UNO POLIMERIZACION  PRACTICA DOS EXTRACCION DE POLIESTIRENO

• Dar a conocer las reacciones químicas en las cuales un monómero iniciador o endurecedor activa a otro monómero comenzando una reacción en cadena la cual forma el polímero final.

• La polimerización es un proceso químico por el que los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso, llamada polímero, o bien una cadena lineal o una macromolécula tridimensional.

• En esta se produce la polimerización a través de una gran variedad de mecanismos de reacción que varían en complejidad debido a los grupos funcionales presentes en los monómeros y sus efectos estéricos (si tienen cadenas laterales voluminosas o son monómeros con restricción de rotación... pueden afectar a la polimerización). En la polimerización más sencilla, con alquenos, que son relativamente estables debido al enlace entre los átomos de carbono, los polímeros se forman a través de reacciones radicalarias; por el contrario, reacciones más complejas, como las que implican la sustitución en el grupo carbonilo, requieren síntesis más complejas debido a la manera en que reaccionan las moléculas por condensación.

• ¿Qué es la polimerización?

La polimerización es una reacción química por la cual los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso molecular), forman enlaces químicos entre sí, para dar lugar a una molécula de gran peso molecular (macromolécula), ya sea esta de cadena lineal o de estructura tridimensional, denominada polímero.

Existen muchos tipos de polimerizaciones y varios sistemas de clasificación. Las categorías principales son: Polimerización por adición y condensación.

Polimerización de crecimiento en cadena y en etapas.

En una polimerización por adición, la molécula entera de monómero pasa a formar parte del polímero. Por otro lado, la polimerización por condensación, parte de la molécula de monómero se pierde cuando pasa a formar parte del polímero. Esa parte que se pierde es, por lo general, una molécula pequeña como agua o HCl gaseoso (cloruro de hidrógeno).

Como se dijo anteriormente, una polimerización por adición se da cuando la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir, la composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conforman. Por lo cual, durante la polimerización por adición no se generan subproductos.

Un ejemplo para ilustrar este punto podría ser la síntesis del polietileno.

Cuando se polimeriza el etileno para obtener polietileno (PE), cada átomo de la molécula de etileno se transforma en parte del polímero. El monómero es adicionado al polímero en su totalidad.

Este sistema de clasificación de las polimerizaciones nuevamente divide las reacciones de polimerización en dos categorías, que son: • Polimerizaciones por crecimiento de cadena • Polimerizaciones por crecimiento en etapas Las diferencias entre polimerización por crecimiento de cadena y polimerización por crecimiento en etapas son un tanto más complicadas que las diferencias entre polimerización por adición y polimerización por condensación.

En la polimerización por crecimiento en cadena los monómeros pasan a formar parte de la cadena “uno a la vez”. Primero se forman dímeros, después trímeros, a continuación tetrámeros, etc. De esta manera, la cadena se incrementa de uno en uno o, mejor dicho, de monómero a monómero.

Un ejemplo de una polimerización por crecimiento de cadena sería la polimerización aniónica (por formación de un carbo-anión) del estireno, para obtener poliestireno (PS):

En la polimerización por crecimiento en etapas o pasos, es posible que un oligómero reaccione con otros, por ejemplo un dímero con un trímero, un tetrámero con un dímero, etc., de forma que la cadena se incrementa en más de un monómero. En la polimerización por crecimiento en etapas, las cadenas en crecimiento pueden reaccionar entre sí para formar cadenas aún más largas. Esto es aplicable a cadenas de todos los tamaños. En una polimerización por crecimiento de cadena sólo los monómeros pueden reaccionar con cadenas en crecimiento.

Un ejemplo sería la reacción entre dos monómeros, el cloruro de tereftoilo y el etilenglicol, para formar un poliéster llamado poli(etilen tereftalato) o mas comúnmente conocido como PET. Inicialmente reaccionan los dos monómeros para formar un dímero.

En este punto de un sistema de crecimiento de cadena, sólo podría suceder una cosa: que se adicione un tercer monómero al dímero para dar lugar a un trímero, luego un cuarto para formar un tetrámero y así sucesivamente. Pero en la polimerización por crecimiento en etapas, ese dímero puede reaccionar de otras formas diferentes. Obviamente, puede reaccionar con uno de los monómeros para formar un trímero:

Pero pueden suceder otras reacciones. Puede reaccionar con otro dímero para formar un tetrámero

O puede reaccionar con un trímero para formar un pentámero.

Estos tetrámeros y pentámeros pueden reaccionar para formar oligómeros aún más grandes y así crecer hasta que los oligómeros sean lo suficientemente grandes como para transformarse en polímeros.

 REACTIVOS 1. Resina cristal preparada 2. Catalizado(peróxido de benzoilo) 3. Thinner – estopa 4. Solución jabonosa o de NaOH  MATERIAL 1. Objetos a encapsular 2. Probeta graduada de 100mL 3. Agitador de cristal 4. Recipiente de polietileno de frutsi (vacío y limpio) 5. Lijas para agua (de grano grueso y fino) 6. Pasta blanca y trapo de algodón 7. Pasta rosa y trapo de algodón 8. herrajes para llavero 9. broca fina y taladro

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Se preparan los moldes (limpios y secos) y el objeto a encapsular.

Se miden 100 mL de resina en una probeta y se pasan al recipiente de polietileno.

Se añaden de 10 a 25 gotas del catalizador, agitando hasta obtener una solución homogénea.

Se vierte la resina en el molde (a ⅓ de su capacidad o menos) y se espera a que inicie la polimerización (consistencia gelatinosa).

Se coloca el objeto a encapsular, repitiendo los pasos 2 y 3, vertiendo la resina hasta cubrir el objeto.

Pasada una ½ hora, se desmolda y el llavero se enjuaga en la solución jabonosa o básica.

Se devasta y empareja lo áspero con la lija gruesa ( # 150 a 400 ), se pule con la lija fina ( # 500 a 800 ) Se alisa con la pasta blanca tallando con el trapo.

Se abrillanta con la pasta rosa tallando con otro trapo. 10) Se agujera y se coloca el herraje.

en esta imagen se muestra la aplicaci贸n en el molde de la resina cristal que iremos poniendo en cada recipiente

en esta imagen se muestra como se va colocando el catalizador el cual ayudara a que alla mas rapidez en el secado del encapsulado

Bueno aqu铆 se puede mostrar la mezcla de la resina cristal y catalizador para que previamente se coloque en cada recipiente

Para finalizar todos nos reunimos con nuestro recipiente y colocar la cantidad necesaria de la resina para nuestros encapsulados

ENCAPSULADO AXEL

ENCAPSULADO JESUS

ENCAPSULADO JOEL

ENCAPSULADO MARCOS

ENCAPSULADO ANGEL

1) Isopreno, es el nombre común, ¿cuál es el nombre según la IUPAC? Se le conoce a los isopreno (caucho natural ) como dienos, se nombran por medio del sistema IUPAC en la misma forma que los alquenos, excepto que se usa la terminación “dieno” con dos números para indicar las posiciones de ambos dobles enlaces.

2) Investiga ¿Cuántas clases de polimerización hay?

Tipos de polimerización (también puede ser considerada una clasificación) La polimerización puede producirse, principalmente, por adición condensación, así como también por etapas o reacciones en cadena.

Los polímeros de adición se forman gracias a la unión sucesiva de monómeros que tienen 1 o más enlaces dobles y triples. El proceso se divide en 3 etapas: la iniciación, en la que una molécula llamada iniciador actúa como reactivo; la propagación, en la cual la cadena se comienza a alargar por repetición del monómero y la terminación, donde se interrumpe el proceso de propagación y la cadena termina de crecer porque se han agotado los monómeros. Finalmente, los polímeros

โ ข de adiciรณn se pueden obtener gracias a un proceso de polimerizaciรณn catiรณnica, aniรณnica, o radicalaria, de acuerdo al reactivo iniciador que se utilice.

Los polímeros de condensación se forman por un mecanismo de reacción en etapas, es decir, a diferencia de la polimerización anterior, ésta no depende de la reacción por la que es precedida: el polímero se forma dado que los monómeros que actúan aquí tienen más de un grupo funcional capaz de reaccionar con el grupo de otro monómero. Los grupos ácido carboxílico, amino y alcohol son los mas utilizados en estos fines. Aquí, por cada nuevo enlace que se forma entre los monómeros, se libera una molecacula pequeña.

Esta polimerización es muy característica de los biopolímeros, por ejemplo, de los enlaces peptídico y glucosidicos.

En la polimerización por etapas, la cadena de polímero crece paulatinamente siempre y cuando haya monómeros disponibles, añadiéndose un monómero cada vez. Se incluyen todos los polímeros de condensación de Carothers y algunos otros que no liberan moléculas pequeñas pero sí se forman gradualmente, como por ejemplo, los poliuretanos.

Finalmente, los polímeros formados por reacción en cadena son aquellos en que cada cadena individual de polímero se crea a gran velocidad pero luego queda inactiva, aun cuando esta rodeada por monómeros.

3) ¿Cuáles son los nombres de los monómeros de los polímeros siguientes?: • Saran- Nombre común: Polipropileno.

Nombre científico: Polipropileno.

Aplicaciones: Se usa como plastico y fibra.

Plastico: envases para alimentos capaces de ser lavados en un lavaplatos.

Fibra: se utiliza para hacer alfombras de interior y exterior como alrededor de las piscinas y las canchas de mini-golf.

• Kodel- Kodel (Eastman Kodak) El Dacron es un poliéster comercializado por Dupont. Se obtiene a partir de ácido tereftálico y etilenglicol.

• Kodel- Kodel (Eastman Kodak) El Dacron es un poliéster comercializado por Dupont. Se obtiene a partir de ácido tereftálico y etilenglicol.

• Orlon- Orlón (Fibra acrílica) La fibra acrílica es una fibra sintética elaborada a partir de acrilonitrilo, del que deriva su nombre genérico. El acrilonitrilo se obtuvo por primera vez en Alemania en 1893.

• Dacron• Nylon- Nombre común: Nylon.

Nombre científico: Poliamidas.

Aplicaciones: Usado como fibra y termoplástico.

Se usa para la confección de medias femeninas, material de guerra, como cuerdas y paracaídas, cepillo de dientes con cerdas de nylon.

• PVC - envolturas plásticas, mangueras para jardín, plomería • SBR- Caucho SBR Existen diferentes tipos de cauchos, y estos se pueden clasificar en dos grandes grupos: el caucho natural y el caucho sintético. La principal diferencia entre ambos radica en el origen de las materias primas. A continuación se explica cada uno de ellos: Caucho Natural : Este se obtiene a partir de un fluido lácteo llamado látex hallado en muchas especies vegetales típicas de regiones trropicales.

Caucho sintético : Este se obtiene a partir del procesamiento de hidrocarburos.

• Axel

• Atraves de este experimento como eo eo encapdulado se pudo aprender y poner práctica las habilidades químicas requeridas para el encapsulado, bueno lo primero que se aprendió fueron las medidas de seguridad que fueron las más importantes para manejar este químicos bastante corrosivo, después se consigue la resina con la cual se encapsulo un objeto y se pudo ver la función del producto y como actúa.

• Jesús

• Durante la elaboración de esta práctica aprendí algo muy interesante como lo es el encapsular ya que aunque parece complicado a la hora de la práctica resulta fácil siempre y cuando se tenga un buen equipo además de lo anterior dejo muchos conocimientos ya que no se podía dejar en cualquier lado además de que tiene procedimientos muy exactos como.

Las gotas de catalizador. Que debe de llevar para su secado en lo personal me pareció una de las mejores prácticas del semestre tanto por la práctica como por lo aprendido.

• JOEL

• Al realizar esta práctica de la polimerización conocimos un poco más a fondo lo que es la polimerización suena difícil pero con esta práctica nos demostramos que no lo es, claro puede llegar a ser laborioso en el ámbito del tiempo pero en si no es algo tan complicado.

• Al participar en realizar cada quien su encapsulado fue conocer cómo hacer la polimerización encapsulando algo que nos gustara, de mi parte me gusto pero claro tiene sus desventajas ya que los olores que se proporcionaban al elaborar esta práctica eran muy fuertes y claro afectan al ecosistema pero afín y acabo el objetivo de encapsular algo valioso para nosotros salió como lo esperábamos.

• Marcos

• En las prácticas de laboratorio realizadas a lo largo del parcial aprendimos a cómo fabricar nuestro propio encapsulado para mi no fue algo fácil debido a que necesita de mucho cuidado lo cual es ver o cuidar no pasar de ingredientes, además que no hubiera tantos cambio de temperatura para el debido a que esto afecta de una manera significante lo cual depende mucho de que quede bien o mal nuestro trabajo Fue muy interesante lo cual me motivo a ser más detallista con las cosas que hago

• Ángel

• Bueno en esta práctica me agrado porque aprendí a encapsular objetos lo único que me disgusto fue el olor que tiene la resina y el catalizador pero de ahí fue divertido y entretenido porque le tenías que poner dedicación para que saliera bien el trabajo porque si no todo va salir mal y pues gracias a esto podre encapsular momentos importantes y tenerlo para que tenga recuerdos cuando los vea •

• http://www.losadhesivos.com/polimerizacion.html • http://docencia.udea.edu.co/ingenieria/moldes_inyeccion/unid ad_1/polimerizacion.html • http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2013/07/polimeri zacion.html

INSTITUTO DE INVESTIGACION Y ENSEÑANZAS IBEROAMERICANO A.C

QUIMICA PARA INGENIERIA MARIA TERESA TLATEMPA DOMINGUEZ SEGUNDO PARCIAL EXTRACCION DE POLIESTIRENO INTEGRANTES: Barrientos Méndez Carlos Axel Mendoza Guillen Jesús Manuel Paz Carrasco Joel Ramírez Tenocelo Marcos Ivan Robles Avendaño Angel Enrique Área: INGENIERIA CICLO ESCOLAR 2014-2015

• El alumno conocerá y extraerá el poliestireno, así como la utilidad que representa el uso de polímeros, sus repercusiones sociales, económicas y ambientales.

• Las mezclas de moléculas de peso molecular elevado resultante de la unión repetida de moléculas pequeñas (monómeros) se llaman polímeros.

• Desde los últimos 50 años, su importancia industrial y social, se ha incrementado.

• Los polímeros pueden ser termoplásticos y se ablandan por la acción del calor y termo fijos, si no infusibles y no remoldeables.

• Los termoplásticos como el poliestireno, polipropileno, polietileno, P.V.C son los polímeros lineales o bidimensionales, saludables en determinados disolventes. Los termófijos como la formica y la bakelita son tridimensionales, insolubles y resistentes a ácidos, álcalis y calor

• ¿Qué es el termoplástico?

Los materiales termoplástico son aquellos materiales que están formados por polímeros que se encuentran unidos mediante fuerzas intermoleculares o fuerzas de Van der Waals, formando estructuras lineales o ramificadas.

Un material termoplástico lo podemos asemejar a un conjunto de cuerdas entremezcladas que tenemos encima de una mesa, cada una de estas cuerdas es lo que representa a un polímero, cuanto mayor sea el grado de mezclado de las cuerdas mayor será el esfuerzo que tendremos que realizar para separar las cuerdas unas de otras, dado a que el rozamiento que se produce entre cada una de las cuerdas ofrece resistencia a separarlas, en este ejemplo el rozamiento representa las fuerzas intermoleculares que mantiene unidos a los polímeros.

En funciĂłn del grado de las fuerzas intermoleculares que se producen entre las cadenas polimĂŠricas, estas pueden adoptar dos tipos diferentes de estructuras, estructuras amorfas o estructuras cristalinas, siendo posible la existencia de ambas estructuras en un mismo material termoplĂĄstico.

• Estructura amorfa - Las cadenas poliméricas adquieren una estructura liada, semejante a de la un ovillo de hilos desordenados, dicha estructura amorfa es la responsable directa de las propiedades elásticas de los materiales termoplástico.

• Estructura cristalina - Las cadenas poliméricas adquieren una estructura ordenada y compacta, se pueden distinguir principalmente estructuras con forma lamelar y con forma micelar.

Dicha estructura cristalina es la responsable directa de las propiedades mecánicas de resistencia frentes a esfuerzos o cargas así como la resistencia a las temperaturas de los materiales termoplástico.

• Las propiedades del material de un polímero termoplástico pueden ajustarse para satisfacer las necesidades de una aplicación específica mediante la mezcla de la resina termoplástica con otros componentes.

• Comportamiento Elástico.

En los polímeros termoplásticos la deformación elástica es el resultado de dos mecanismos. Un esfuerzo aplicado hace que se estiren y distorsionen los enlaces covalentes de las cadenas, permitiendo que estas se alarguen elásticamente. Al eliminar el esfuerzo se recuperan de esta distorsión prácticamente de manera instantánea.

• Comportamiento Plástico. Los polímeros termoplásticos se deforman plásticamente cuando se excede al esfuerzo de cadencia. Sin embargo la deformación plástica no es una consecuencia de movimiento de dislocación. En lugar de eso las cadenas se estiran, se deslizan bajo la carga, causando una deformación permanente.

• Visco elasticidad. La capacidad de un esfuerzo para provocar el deslizamiento de cadenas y la deformación plástica esta relacionada con el tiempo y la rapidez de deformación. Si el esfuerzo se aplica lentamente, las cadenas se deslizan fácilmente una al lado de otra; si se aplica con rapidez, no ocurre deslizamiento y el polímero se comporta de manera frágil.

• A escala industrial, el poliestireno se prepara calentando el etilbenceno en presencia de un catalizador para dar lugar al estireno. La polimerización del estireno requiere la presencia de una pequeña cantidad de un iniciador, entre los que se encuentran los peróxidos, que opera rompiéndose para generar un radical libre. Este se une a una molécula de monómero, formando así otro radical libre más grande, que a su vez se une a otra molécula de monómero y así sucesivamente. Este proceso en cadena finalizará por combinación de dos radicales, sean ambos radicales polímeros o bien radical polímero y otro radical del iniciador, o por abstracción de un átomo de hidrógeno de otra molécula.

MÉTODO DE FABRICACIÓN

USOS

Moldeo Por inyección

Juguetes Carcasas de radio y televisión Partes del automóvil Instrumental médico Menaje doméstico Tapones de botellas Contenedores

Moldeo por soplado

Botellas Contenedores Partes del automóvil

Extrusión

Películas protectoras Perfiles en general Reflectores de luz Cubiertas de construcción

Extrusión y termoconformado

Interiores de frigoríficos Equipajes Embalajes alimentarios Servicios desechables Grandes estructuras del automóvil

• POLIESTIRENO CRISTAL El producto de la polimerización del estireno puro se denomina poliestireno cristal o poliestireno de uso general (GPPS, siglas en inglés). Es un sólido transparente, duro y frágil. Es vítreo por debajo de 100 ºC. Por encima de esta temperatura es fácilmente procesable y puede dársele múltiples formas.

• Estructura

• Aplicaciones PS cristal El poliestireno cristal se utiliza también en moldeo por inyección allí donde la transparencia y el bajo costo son importantes. Ejemplos: cajas de CD, perchas, cajas para huevos. Otra aplicación muy importante es en la producción de espumas rígidas, denominadas a veces "poliestireno extruido" o XPS, a no confundir con el poliestireno expandido EPS. Estas espumas XPS se utilizan por ejemplo para las bandejas de carne de los supermercados, así como en la construcción.

• CAUCHO SBS El poliestireno es también un componente de un tipo de caucho duro llamado poli(estireno-butadieno-estireno), o caucho SBS. El caucho SBS es un elastómero termoplástico.

• Propiedades térmicas • El poliestireno "compacto" (sin inyección de gas en su interior) presenta la conductividad térmica más baja de todos los termoplásticos. Las espumas rígidas de poliestireno XPS presentan valores aun más bajos de conductividad, incluso menores de 0,03 W / K m, por lo que se suele utilizar como aislante térmico.

Sin embargo, tiene relativamente poca resistencia a la temperatura, ya que reblandece entre 85 y 105ºC (el valor exacto depende del contenido en aceite mineral).

• Propiedades ópticas Mientras que el PS choque es completamente opaco, el PS cristal es transparente. Tiene un índice de refracción en torno a 1,57, similar al del policarbonato y el PVC. Las mezclas de PS choque y cristal son más translúcidas pero también más frágiles cuanto más PS cristal contienen. Es posible encontrar un compromiso entre ambas propiedades de forma que los objetos fabricados, por ejemplo vasos desechables, sean transparentes a la vez que aceptablemente resistentes.

• Propiedades eléctricas

• El poliestireno tiene muy baja conductividad eléctrica (típicamente de 10-16 S m-1), es decir, es un aislante. Por sus propiedades suele usarse en las instalaciones de alta frecuencia

BASF y Dow desarrollaron independientemente el poliestireno expandido a principios de los años 1940. El proceso de BASF, basado en el uso de pentano como agente espumante, resultó ser muy superior y en la posguerra pasó a ser el único utilizado industrialmente.

La demanda de poliestireno expandido se disparó a finales de los años 1960 gracias en parte a la invención de extrusoras que permitían la inyección directa de pentano al poliestireno líquido.

El poliestireno expandido, conocido como "corcho blanco", es un plástico bastante frágil y muy sensible a prácticamente todos los disolventes. Está dotado de un excelente comportamiento diélectrico y es de fácil. Se utiliza principalmente en la industria para envases frigoríficos, vasos desechables del tipo térmico o empaques para el uso electrónico, entre otros.

MATERIAL 1. Recipiente de vidrio 2. Vasos y platos de unicel 3. Pinzas de madera 4. 100ml de acetona concentrada • PROCEDIMIENTO 1.

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Colocar el resipiente de vidrio la acetona Introducir uno a uno los objetos de unicel Utilizando las pinzad de madera retirar el producto obtenido Manipular y moldear el producto obtenido libremente, formando figuras al gusto

•EVIDENCIAS DE TRABAJO REALIZADO

• Axel

• Al realizar la primera práctica titulada como polimerización nos dimos cuenta que la acetona pura es altamente corrosiva a tal punto de llegar a romper los guantes, y de cierto modo de derretir el unicel, después de realizar este experimento nos dimos cuenta que la sustancia que salió tenía un olor peculiar y molesto, después de dejarla secar nos dimos cuenta que se volvió a hacer sólida.

• Jesús

• Con la elaboración de esta práctica me di cuenta que el unicel es un alto contaminante del medio ambiente ya que al ser sometido a la acetona esta se transformaba en una espacie de masa de plástico lo cual me dio a entender q este no es degradable y tarda mucho en desaparecer con lo cual me da mucha más conciencia del uso de este y buscar otros medios para evitarlo y cuidar al ambiente.

• Joel

• al realizar la práctica de polimerización nos hemos dado cuenta de lo que se puede realizar con la simple acetona y desechables de unicel, al realizar no solo la práctica si no también al estar investigando con lo que se trabajó encontré datos muy importantes y que a mi opinión no conocía, en el hecho de realizar me gusto por que aprendí mucho y creo que no solo yo mis compañeros igual y entender que los diferentes materiales que utilizamos contaminan al medio ambiente y hacer un poco de conciencia que la química también puede ser divertida e interesante como lo ha ido siendo lo que se lleva transcurrido de este año.

• Marcos

• En lo personal aprendí mucho durante estas dos prácticas en las cuales aprendí a extraer diferentes materiales mediante unos simples utensilios que ocupamos en la vida diaria y gracias a ellos pedimos realizar nuestras prácticas fe laboratorio La química y todos sus derivados son realmente interesantes ya que podrás deducir cómo se comportan mediante simples métodos.

• Ángel

• Bueno al realizar la práctica nos pudimos percatar de que el unicel al ponerlo en contacto con el acetona provoca que haiga contaminación en el ambiente al sacarlo se siente que algo frio y muy chicloso pero eso no es lo peor suelta un desagradable olor que es muy fuerte y al ponerlo al intemperie se seca. A mi gusto me gusto la práctica solo por el olor no me gusto.

• http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/06/poliestir eno.html • http://termoplas.blogspot.mx/2012/10/termoplasticos.html • http://www.textoscientificos.com/polimeros/poliestireno • http://www.quiminet.com/articulos/todo-sobre-el-poliestireno3337.htm