UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA INGENIERÍA QUÍMICA

TERCER SEMESTRE

LABORATORIO DE MACROMOLECULAR

TEMA: PREPARACION DE UN POLÍMERO POR CONDENSACIÓN: ESPUMA DE

POLIURETANO

Integrantes: Castillo David

Chillagana Juan

Colta Diego

Usiña Karina

Viera Luis

GRUPO No. 4

RESUMEN

Se obtuvo el poliuretano además se entreno en el manejo de reacciones de polimerización por adición.Se mezcló los dos reactivos, se agito hasta que este aumente su temperatura y se esperó a que concluya la reacción produciéndose la espuma. Se obtuvo el poliuretano deseado que tenía una consistencia blanda de color amarillenta.Se concluyó que los sistemas de poliuretano son muy versátiles y permiten una gama amplísima de aplicaciones, ya que proceden únicamente de dos componentes básicos, llamados genéricamente isocianato y poliol.

DESCRIPTORES: REACCIONES_POR_CONDENSACION/POLIMERIZACION/POLIURETANO/ ISOCIANATO_Y_ POLIOL.

Práctica 6PREPARACION DE UN POLÍMERO POR CONDENSACIÓN: ESPUMA DE

POLIURETANO1.OBJETIVOS1.1 Obtener el poliuretano1.2 Entrenar a los estudiantes en el manejo de reacciones de polimerización por adición

2. TEORIA

2.1.1.1. Poliuretano

“Es un polímero que se obtiene mediante condensación de bases hidroxílicas combinadas con disocianatos. Los poliuretanos se clasifican en dos grupos, definidos por su estructura química, diferenciados por su comportamiento frente a la temperatura, que son: Poliuretanos termoestables o poliuretanos termoplásticos. Los poliuretanos termoestables más habituales son espumas, utilizadas como aislantes térmicos. Entre los poliuretanos termoplásticos más habituales destacan los empleados en elastómeros, pinturas, fibras textiles, entre otros.” (1)

2.1.1.2. Isocianato

“El isocianato es un grupo químico con fórmula -N=C=O. Los compuestos orgánicos que presentan esta funcionalidad (R-NCO) son también denominados isocianatos. Cuando una sustancia química presenta dos grupos isocianatos se denomina di-isocianato. Los isocianatos son productos de partida en diversos procesos químicos, entre otros en la obtención de los poliuretanos. No se ha de confundir el grupo isocianato con el cianato (-O-C=N) ni con el isocianuro (-N=C)." (2)

2.1.1.3. Poliol

“El poliol es un alcohol polihídrico con varios grupos hidroxilo. La fórmula química general es CnH2n+2On. Un poliol es un carbohidrato que contiene más grupos hidroxilo que el azúcar al cual está asociado. El poliol es un polímero de cadena corta que aporta en sus puntas grupos OH. Reciben el nombre de poliol por este carácter de polímero corto, no porque contengan necesariamente numerosas funciones alcohol. Por ejemplo, si un grupo hidroxilo remplaza al grupo cetona de una cetosa o al grupo aldehído de una aldosa se obtiene un alcohol de azúcar.” (3)

2.1.2. Fundamento del Método

“La mezcla de los dos componentes poliol e isocianato, que son líquidos a temperatura ambiente y que habitualmente se efectúa con una maquinaria específica, produce una reacción química exotérmica. Esta reacción química se caracteriza por la formación de enlaces entre el poliol y el isocianato, consiguiendo una estructura sólida, uniforme y muy resistente. Además, el calor que desprende la reacción puede utilizarse para evaporar un agente hinchante que rellena las cedillas que se forman, de tal modo que se obtiene un producto sólido, llamado poliuretano, el cual posee una estructura celular, con un volumen muy superior al que ocupaban los productos líquidos.” (4)

3.PARTE EXPERIMENTAL

3.1.Materiales y Equipos

3.1.1. Vaso de plastico3.1.2. Jeringuilla3.1.3. Palo de Pincho

3.2.Sustancias y reactivos

3.2.1. Poliol CnH2n+2On(l)3.2.2. isocianato (R-NCO)(l)

3.3. Procedimiento

3.2.1. En un vaso de plástico, tomar 11 mL de poliol directamente de la jeringuilla, y después agregar 6 mL de isocianato.3.2.2. Agitar con fuerza para que la reacción se ejecute y observar que ocurre.3.2.3. Dejar que la espuma se expanda hasta que la relación haya terminado (se enfríe el vaso)3.2.4. Repetir el procedimiento, pero al momento de observar que la espuma empieza a expandirse, con el uso de otro vaso ejecutar presión para obtener dos polímeros de diferente consistencia

3.4.Diagrama de flujo

3.5. Observaciones Tabla 3.3-1

Observaciones

PROCEDIMIENTO NOMENCLATURA OBSERVACION

Parte A: OBTENCIÓN DE ESPUMA (EXPANSIÓN) 3.3.1.

Se observó que los reactivos eran muy viscosos por lo cual al mezclarlos se formo una sola solución viscosa que al agitarla con rapidez se empezó a formar la espuma y expandirse con rapidez, adema se observo que la reacción fue exotérmica ya que el recipiente estaba caliente.

PARTE B:OBTENCION DE ESPUMA

(COMPRESIÓN)3.3.4.

Se observó que al mezclar los reactivos y al agitar con rapidez se formo la espuma y al ejercer presión en el recipiente la espuma desplazo al vaso que ejercía presión.

4. RESULTADOS

Tabla 4-1

Resultados

POLIMERO COLOR CONSISTENCIAEspuma (expandida) Amarillo claro Se formó una espuma

con mas porosidades y bien expandida

Espuma (comprimida) Amarillo claro Se formó una espuma con menos porosidad y más compacta

5. DISCUSIÓN

Al realizar la práctica se tuvo inconvenientes al momento de tomar las cantidades de reactivos pues al ser muy viscosos era muy difícil que la jeringa absorbiera los reactivos por lo cual fue difícil medir las cantidades

especificadas en el procedimiento lo cual puede generar perdidas en el producto al igual que también puede dañar el ensayo haciendo que el producto no tenga las características y propiedades requeridas.

Otro inconveniente es al momento de ejercer presión sobre la espuma en expansión, pues si no se dispone de un equipo apropiado es difícil hacer presión ya que puede desbordar si no se cubre toda el área de expansión por lo cual ya no se obtiene un polímero con las consistencias requeridas. Se recomienda disponer de un dispositivo que sea fácil de manipular para realizar la presión.

6.CONCLUSIONES

6.1 Se concluyó que la reacción del isocianato con poliol es exotérmica y muy rápida, además no se necesito ningún catalizador para llevarse a cabo la reacción.

6.2 Se concluyó que los sistemas de poliuretano son muy versátiles y permiten una gama amplísima de aplicaciones, ya que proceden únicamente de dos componentes básicos, llamados genéricamente isocianato y poliol.

6.3 Se comprobó que la consistencia del poliuretano varía, al aplicar una presión al momento en que se expande el poliuretano.

6.4 Se concluyó que a nivel industrial la obtención de poliuretano tiene un buen rendimiento, ya que no se necesita demasiada cantidad de materia prima para obtener gran cantidad de poliuretano.

7. APLICACIONES

“7.1. Productos aislantes para construcción

La aplicación más importante de los poliuretanos es como aislante de edificios. Los poliuretanos constituyen una forma asequible, duradera y segura de reducir las emisiones de carbono que provocan el calentamiento global. Los poliuretanos pueden reducir de forma drástica la pérdida de calor en hogares y oficinas cuando el tiempo es frío. Durante el verano desempeñan una función importante en mantener fríos los edificios, lo que implica una reducción en el empleo del aire acondicionado.

7.2. Neveras y congeladores

La espuma rígida de poliuretano aislante contribuye en gran medida a la sostenibilidad y el diseño ecológico gracias a que reduce la cantidad de energía necesaria para mantener el frío en neveras y congeladores.

La espuma rígida de poliuretano es el material aislante de neveras y congeladores más extendido en todo el mundo. La eficiencia aislante de las espumas de poliuretano es una propiedad clave para la conservación en frío de alimentos durante su procesado, almacenamiento y reparto a los puntos de venta. Sin aislantes de poliuretano en los sistemas de refrigeración, cerca del 50% de los alimentos mundiales se echarían a perder, lo que afectaría en gran medida a nuestras costumbres y a la industria alimentaria.

7.3. Calzado

Un calzado de calidad deber ser cómodo, duradero, adecuado a su uso y por supuesto asequible. Los poliuretanos permiten a los diseñadores cumplir con todos estos objetivos.

Los poliuretanos ligeros y de gran resistencia a la abrasión son ideales para la fabricación de suelas de calzado resistentes y ofrecen propiedades mecánicas excelentes a largo plazo. Las suelas de poliuretano son prácticas e impermeables y no imponen ningún tipo de traba al proceso de diseño.

Los poliuretanos se emplean en una amplia gama de tipos de calzado. A pesar de que su uso está más extendido en el calzado deportivo y de montaña, también se utiliza con profusión en suelas para zapatos formales y de diseño y en calzado de seguridad de alta calidad. Los sistemas de poliuretano de baja densidad y compactos se utilizan en la fabricación de entresuelas y suelas.

7.4. Recubrimientos

La durabilidad, la resistencia a la corrosión y a los elementos meteorológicos de los poliuretanos los convierten en un recubrimiento adecuado para todo tipo de superficies. Entre sus aplicaciones se encuentran desde la construcción de

estructuras de cemento como puentes y autopistas hasta vagones de acero y muebles de madera.”(5)

8.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

8.1.Citas Bibliográficas

(1) http://es.wikipedia.org/wiki/Poliuretano

(2) http://www.textoscientificos.com/quimica/isocianatos

(3) http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pu/materiasprimas.htm

(4) http://www.df-poliuretano.com.ar/origen%20y%20obtenci%C3%B3n.html

(5) http://www.polyurethanes.org/index.php?page=productos-aislantes-para-construccion

8.2.Bibliografía

http://es.wikipedia.org/wiki/Poliuretano

http://www.textoscientificos.com/quimica/isocianatos

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pu/materiasprimas.htm

http://www.df-poliuretano.com.ar/origen%20y%20obtenci%C3%B3n.html

http://www.polyurethanes.org/index.php?page=productos-aislantes-para-construccion

9. ANEXOS

9.1. Reporte Fotográfico del Producto Obtenido9.2. Producto Obtenido

9. ANEXOS 9.2. Producto Obtenido

Figura 9.2-1Producto Obtenido

10. CUESTIONARIO

10.1. En que consiste la extracción de los termoplásticos

La extrusión consiste en hacer pasar bajo la acción de la presión un material termoplástico a través de un orificio con forma más o menos compleja (hilera), de manera tal, y continua, que el material adquiera una sección transversal igual a la del orificio. En la extrusión de termoplásticos el proceso no es tan simple, ya que durante el mismo, el polímero se funde dentro de un cilindro y posteriormente, enfriado en una calandria, Este proceso de extrusión tiene por objetivos, proceso que es normalmente continuo, usarse para la producción de perfiles, tubos, películas plásticas, hojas plásticas, etc.

Presenta alta productividad y es el proceso más importantes de obtención de formas plásticas en volumen de producción. Su operación es de las más sencillas, ya que una vez establecidas las condiciones de operación es de las más sencillas, ya que una vez establecidas las condiciones de operación, la producción continúa sin problemas siempre y cuando no exista un disturbio mayor. El costo de la maquinaria de extrusión es moderado, en comparación con otros procesos como inyección, soplado o Calandrado, y con una buena flexibilidad para cambios de productos sin necesidad de hacer inversiones mayores.

10.2. Clasifique a los siguientes polímeros de acuerdo a su obtención, si son polímeros por condensación o adición