Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Química e Ingeniería Química Informe de Laboratorio N° 9:
Polímeros
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Escuela:
Ingenieria Quimica.
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Grupo:
Mircoles !:""#$%:"" .
Integrantes:
&al'erde (uamani) *oberto +runo M,r-ue Macedo) Miguel Fres/ 0uellar) 1a'ier
2rofesora:
0/umpita *i'era) 3lga
0iclo:
Introduccion
%"$4#I
La gente siempre /a usado polímeros. Las /erramientas 5 los refugios pre/ist6ricos estaban /ec/os de madera 5 pa7a cu5a resistencia 5 resilencia pro'enían de la celulosa) un biopolímero de la glucosa. La ropa /ec/a de cuero 5 pelo de animal es fuerte 5 8eible debido a las proteínas) las cuales son biopolímeros de los amino,cidos. espus de -ue las personas aprendieron a usar el fuego) fabricaron alfarería 5 'idrio) usando polímeros inorg,nicos de estado natural. En la actualidad cuando /ablamos de polímeros) por lo general nos referimos a los polímeros orgánicos sintéticos en 'e de a biopolímeros org,nicos naturales como el ;N) la celulosa 5 una proteína) o polímeros inorg,nicos como el 'idrio 5 el concreto. El primer polímero sinttico org,nico se prepar6 en $!ambin) en $!<9) 0/arles Good5ear ?famoso por los neum,ticos 5 dirigibles@ descubri6 c6mo con'ertir la sa'ia polimrica pega7osa del ,rbol de cauc/o a un material resistente 5 el,stico calent,ndolo con aufre. El caucho vulcanizado re'olucion6 r,pidamente la fabricaci6n de botas) neum,ticos 5 ropa impermeable. Asta fue la primera 'e -ue alguien /abía enlaado de manera cruada 5 arti=cial un biopolímero natural para darle m,s resistencia 5 estabilidad. En menos de $4" aBos) nos /emos rodeado de manera literal por polímeros sintticos. &estimos ropa de nailon 5 polister) caminamos sobre alfombras de polipropileno) mane7amos autom6'iles con guardafangos de pl,stico ;+C 5 neum,ticos de cauc/o sinttico) 5 usamos coraones arti=ciales 5 otros 6rganos /ec/os de polímeros de silicona. Nuestras plumas 5 computadoras) nuestros 7uguetes 5 tele'isores est,n /ec/os en gran medida de pl,sticos. Los artículos -ue no est,n /ec/os de polímeros sintticos con frecuencia se mantienen entre sí o est,n cubiertos con polímeros. Dn librero puede estar /ec/o de madera) pero la madera est, unida por medio de un polímero de fenolformalde/ído 5 pintado con un polímero de l,te. 0ada aBo) se producen a ni'el mundial alrededor de 300 mil millones de libras de polímeros org,nicos sintticos) la ma5oría para su uso en productos de consumo. Ce emplean grandes nmeros de sustancias -uímicas org,nicas para desarrollar 5 producir estos polímeros.
2arte >eoríca: 2olimeros Los polímeros son macromolculas o molculas grandes -ue consisten en la uni6n de pe-ueBas unidades repetiti'as moleculares iguales. ; estas pe-ueBas unidades moleculares se les llama mon6meros. Ci la uni6n co'alente es solo en forma lateral lineal el polímero se llama lineal 5 si las cadenas est,n unidas entre si en 'arios puntos ) el polímero llama polímero cruado) por lo general es insoluble) infusible. Los polímeros lineales a menos -ue tengan peso molecular ma5or a un mill6n se pueden disol'er 5 cuando se calientan se reblandecen o funden por lo -ue se puede etraer en =bras 5 moldear en la forma deseada) por lo -ue )se les dice tambin termopl,sticos. 0iertos polímeros lineales llamados termoestables?-ue se estbilian en calor@ contienen grupos -ue cuando se calientan reaccionan para dar polímeros cruados. Elproceso por el -ue los mon6meros se combinan 5 enlaan para formar macromolecula se llama polimeriaci6n. Ce conocen dos tipos de polimeriaci6n: 2olimeriacion por 0ondensacion: *esultan de la condensaci6n ?formaci6n de enlaces con la perdida de una molecula pe-ueBa@ entre los mon6meros. Las condensaciones mas comunes in'olucran la formaci6n de amidas 5 esteres . En una polimeriaci6n por condensaci6n ) pueden condensarse dos molculas cuales-uiera no necesitan estar el etremo de una cadena . ; los polímeros de condensaci6n en ocaciones se les llaman polímeros de crecimiento por pasos debido a -ue cual-uier par de molculas de mon6mero puede eraccionar para formar un paso en la condensaci6n . el polister de acr6n es un e7emplo de polímero de condensaci6n.
%.#2olimeriacion de ;dicion: Muc/os al-uenos eperimentan la polimeriacion por crecimiento de cadena cuando se tratan con pe-ueBas cantidades de iniciadores adecuados) todos preparados a partir de al-uenos susutituidos. El mecanismo de creciemineto de cadena in'olucra la adicion del etremo reacti'o de la cadena en crecimiento a tra'es del enlace del monomero. ependiendo del monomero 5 el iniciador usados) los intermediarios reacti'os pueden ser radicales libres ) carbocationes o carboaniones. E7emplo : 2oliestireno?2olimero por radicales libres@
2olicloruro de &inilo
2oliestileno
2rocedimiento: Cintesis del 2oliestireno: •
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La'ado: En un embudo de separacion se meclan $" ml de estireno) 4 ml de Na3( al $" 5 %" ml de agua. Ce agita fuertemente por un minuto 5 luego se de7an separar las fases) descatando la fase inferior alcalina con el estabiliante del monomero. Ce la'a luego por dos 'eces consecuti'as con H)4 ml de agua 5 el estireno se separa del agua 5 se 'ierte a un 'aso de 4" ml -ue contenga ")4 g de 0a0l%. esecado el estireno se 'ierte al frasco de 'idrio transparente ) se aBade ")$g de peroido de +enoilo. >apando el frasco sin a7ustar musc/o se calienta en baBo maria por <" minutos. Ce obser'a -ue mientras la polimeriacion progresa ) la 'iscosidad del li-uido ira aumentando poco a poco. Ce retira del calentamiento 5 luego de destapar se de7a enfriar obser'ando -ue se solidi=ca. ;notar las propiedades =sicas del polimero.
etalles epererimentales: •
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El primer la'ado con el /idroido de sodio permite neutraliar a cual-uier agente -ue se encuentre 7unto al estireno) a -ue reaccione 5 entorpca la formacion del polimero. ebemos de7ar caer la fase inferior -ue contiene la fase alcalina solo /asta la linea -ue di'ide a ambos li-uidos. Los siguientes la'ados con agua es para puri=car el estireno) a tra'es de etraccion discontinua de sus impureas. La funcion del 0a0l% es la de secador) recordemos -ue luego de eliminar el agua?solo se 'a la ma5oria) no todo@ aun -ueda por lo tanto es necesario el cloruro. esecado 'ertemos en un frasco con el iniciador adecuado ?peroido de benoilo@ ) le aplicamos un baBo maria por <" minutos esto es necsario para -ue nuestro iniciador forme radicales libres ?radicales carboilos@ 5 tras mas calor se descarboilaran 5 formaran los radicales fenilo. El radical fenilo permitira la formacion del radical bencilico) 5 a este sele uniran mas radicales del monomero ) formando de esa manera al polimero. 3bser'amos -ue luego de %" minutos se 'a /aciendo mas 'iscoso el li-uido) 5 debido a su propiedad de termoestables a esta temperatura?" °@ ) el poliestireno es moldeable.
*eacciones Quimicas: Paso de Iniciacion: •
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La primera reaccion en darse cuando el peroido de benoilo se rompe cuando se calienta para formar dos radicales carboilo) los cuales se descarboilan rapidamente para formar radicales fenilo.
Este radical fenilo reaccionara con el estireno 5 tras mas calor formara a el radical bencilico) conclu5endo la fase de iniciacion.
Paso Propagacion: •
Ce le adiciona a el radical bencilico otro monomero) -ue seria otra molecula de estireno.
Finalmente se agregan mas monomeros ) 5 la cadena crece.
