PROYECTO
PEGAMENTOS Titular del Laboratorio: M.C Diana Ivonne Martínez Herrera Fecha de realización: 21/03/13 Fecha de entrega: 1/04/2013 Segundo Parcial Grupo: 3 Integrantes: Ana Laura De La Rocha Pérez
A01560172 A01560172
José Fernando Valverde Quiroz
A01020669
Edgar Lujan Hernández
A01560642
Kevin Rodolfo Cabrera Alférez
A01560026
Edgar González Chacón
A00757970 1
OBJETIVO
Pegamento 1: Obtener un pegamento a partir de la acidificación de la leche con el cual se consigue la proteína caseína. Reduciendo la toxicidad que algunos contienen sustancias como plomo y tolueno.
Pegamento 2: Hacer un pegamento a partir de la acidificación de la leche, con el cual se consigue la proteína caseína. A base de leche, vinagre y bicarbonato de sodio.
Pegamento 3: Realizar un pegamento casero a base de grenetina, vinagre y glicerina para comparar su eficacia y precio con uno de fábrica para ver la diferencia.
INTRODUCCION En la actualidad se han creado una infinidad de productos para disminuir el impacto ambiental al momento de su uso y desecho. Por lo que surgió la idea de crear un pegamento natural que se origina a partir de la acidificación de la leche con ácido acético mejor conocido como vinagre; dos componentes que son de bajo costo y se pueden encontrar en el hogar. Las ventajas de este producto es que la leche puede ser utilizada cuando se encuentra en descomposición y no puede consumirse por el desagradable olor y sabor; que mejor que utilizarla para crear otro producto que puede servirnos en alguna de las actividades diarias. En una idea para reutilizar lo que ya no sirve para lo que estaba destinado y buscar otra acción en la que se pueda emplear. Este pegamento funciona como el pegamento blanco ya en el mercado, su uso principalmente escolar, oficina y en el hogar.
Planteamiento del problema El pegamento o resistol blanco que comúnmente utilizamos en el hogar, escuela, oficina etc. Contiene cierta sustancias como el plomo o tolueno que son tóxicas para la salud y al momento de ser desechado el envase contamina y más si este no es desechado adecuadamente en su lugar. El pegamento blanco es un polímero por lo que su reciclaje es difícil de disponer es por eso que es una buena idea hacer un pegamento con componentes que no son tan tóxicos y sean de un menor costo. En productos tales como pegamentos y adhesivos, la concentración de tolueno no puede exceder el 0,5%, mientras que el plomo no debe registrar niveles mayores de 0,06% mg/kg en las temperas, lápices de colores y pinturas. Es por eso que me pareció una buena opción elaborar disminuya su toxicidad conforme al contenido
un pegamento natural que
Antecedentes de pegamentos y adhesivos Resistol Blanco Un adhesivo es una sustancia que puede mantener unidos a dos o más cuerpos por contacto superficial. Es sinónimo de cola y pegamento. Su importancia en la industria moderna es considerable. [1] Aunque la adherencia puede obedecer a diversos mecanismos de naturaleza física y química, como lo son el magnetismo o las fuerzas electrostáticas, desde el punto de vista tecnológico los adhesivos son los integrantes del grupo de productos, naturales o sintéticos, que permiten obtener una fijación de carácter mecánico. [1] Adhesivos líquidos. Comúnmente conocidos como colas blancas (en su mayoría tienen un color blanco o crema), utilizan en su composición un vehículo líquido (normalmente agua o 1
disolvente) que una vez utilizado tiende a perder, hasta obtener un secado que hace que la unión sea resistente. [2] El ingrediente activo del pegamento blanco es el acetato de vinilo y se obtiene mediante el llamado proceso Wacker, haciendo reaccionar etileno, oxígeno y ácido acético en presencia de un catalizador de paladio. [2]
Es un líquido incoloro, muy inflamable, soluble en la mayoría de los disolventes orgánicos e insolubles en agua. Se polimeriza espontáneamente dando lugar al poliacetato de vinilo o acetato de polivinilo (PVA) cuya fórmula es la siguiente: [3]
Leche La leche de vaca es la más abundante y la de mayor consumo en el mundo. En México, el Reglamento Oficial Mexicano de Leches, según Mario Ramos C., define la leche así: “ Es el producto natural obtenido por la ordeña completa de uno o más animales sanos, con exclusión del producto obtenido 15 días antes del parto y cinco días después de este acto, o cuando no contenga calostro”. [4]
Composición de la Leche Los constituyentes de la leche se encuentran en tres estados físicos: solución o fase hídrica, suspensión micelar o suspensión caseína ligada a sales minerales, y emulsión de la materia grasa baja forma globular, lo cual permite la división de los ingredientes en tres grandes grupos: Agua, sólidos no grasos (SNG), y Grasa (G). Los sólidos no grasos son llamados también Sólidos del suero de la leche (SS), Sólidos del plasma (SP), extracto seco desengrasado (ESD) o extracto seco magro (ESM). La suma de los SNG y grasa forma los Sólidos totales (ST.) [5]
Proteínas en la leche En particular se hablara de la caseína entera. Es un complejo de proteínas fosforadas y constituye la parte nitrogenada más característica de la leche; no existe ninguna sustancia parecida, ni en la sangre ni en los tejidos. La caseína precipita solo cuando se acidifica la leche hasta pH 4.6 o cuando se encuentra bajo la acción de una enzima específica: el cuajo. Por ello se la ha llamado “proteína insoluble” de la leche. [6] 2
La preparación de la caseína es muy simple, tanto como el laboratorio como en la industria. Se precipita la leche desnatada mediante un ácido común (acético, clorhídrico, sulfúrico, etc.) que se añade lentamente, bajo agitación fuerte; se separa la caseína pulverulenta, se lava y se seca. La industria produce también caseína láctica, por acidificación espontánea de la leche. [6] A pesar de ello la caseína, sobre todo la de vaca, tiene mucha importancia tanto desde el punto de vista científico como desde el práctico, por dos razones principales. [6] 1. Es una proteína de preparación fácil; obtenida en condiciones definida, a partir de la leche de varios animales, presenta una composición y propiedades constantes; se puede pensar que su constitución debe ser también poco variable, se utiliza mucho en el laboratorio y en la industria. 2. La proporción de caseína entera es fácil de determinar por medio analíticos simples, lo que no ocurre con sus componentes. En la leche, la caseína se encuentra incluida en forma de complejo salino en estado “micelar”.
Pegamento 2: La principal proteína que se encuentra en la leche de vaca se denomina caseína. Al igual que otras proteínas, la caseína posee una estructura tridimensional que determina su comportamiento, características y propiedades. Desnaturalizar una proteína significa cambiar su forma, lo cual puede hacer que tenga un aspecto y un comportamiento diferentes. En este caso, el ácido acético (vinagre) desnaturaliza la caseína. Como resultado, la caseína se ha transformado en un cuajo blanco sólido. Al añadir bicarbonato (la base) al vinagre (el ácido), se produce una reacción química. Las reacciones químicas producen nuevas sustancias químicas, entre las que se encuentran el agua y el gas de dióxido de carbono. Las proteínas son moléculas largas compuestas por moléculas más pequeñas denominadas aminoácidos. Las moléculas grandes compuestas por repeticiones de unidades son los polímeros. Las proteínas son polímeros que se crean de forma natural. Los polímeros sintéticos suelen utilizarlos las empresas químicas en el desarrollo de productos como pegamentos, plásticos y tejidos. [7]
Pegamento 3 ¿Qué es el pegamento? El adhesivo es una sustancia que puede mantener unidos a dos o más cuerpos por contacto superficial. Es sinónimo de cola y pegamento. Su importancia en la industria moderna es considerable. Aunque la adherencia puede obedecer a diversos mecanismos de naturaleza física y química, como lo son el magnetismo o las fuerzas electrostáticas, desde el punto de vista tecnológico los adhesivos son los integrantes del grupo de productos, naturales o sintéticos, que permiten obtener una fijación de carácter mecánico. [3]
Glicerina ¿Qué es la Glicerina? La glicerina es un líquido viscoso incoloro, inodoro, higroscópico y dulce. Los términos glicerina o glicerol son utilizados indistintamente para referirse al compuesto; sin embargo, el nombre oficial de la IUPAC es propan-1, 2,3-triol. La molécula se muestra a continuación: Es un lípido simple que está formado por una molécula de propanotriol al que se unen por enlaces lipídicos tres moléculas de ácidos grasos; los grupos de hidróxidos (OH-) son los responsables por su solubilidad en el agua. Es higroscópico (absorbe agua del aire); se derrite a 17.8°C, su punto de ebullición con descomposición es a 290°C, y es miscible con agua y etanol. La glicerina puede ser quemada, sin embargo su combustión debe ser realizada a temperaturas mayores a su punto de ebullición, de lo contrario puede emitir gases tóxicos (acrolina), los cuales se forman entre los 200 y 300 °C. 3
Aplicaciones Tradicionales La glicerina tiene una amplia variedad de aplicaciones, tales como emulsionante, agente suavizador, plastificante, agente estabilizador y humectante para pastelería, heladería y tabaquería; en lociones corporales, enjuagues bucales e innumerables preparados farmacéuticos y cosméticos; como medio protector para congelamiento de glóbulos rojos, esperma, córneas y otros tejidos; en tintas de impresión, resinas de pinturas; mezclas anticongelantes; y como materia prima para la nitroglicerina. [8]
MATERIAL
Pegamento 1: • • • • • • • •
Un litro de leche entera Pedazos de manta Embudo Pala de madera Recipiente de plástico Botella de plástico Contenedor para el resistol Taza graduada
Pegamento 2: • • • • • • •
¼ de vaso de leche 1 cucharada de vinagre Pedazo de manta o servilleta Recipiente de plástico Taza graduada Embudo Contenedor para el resistol
Pegamento 3: • • • •
Olla con capacidad de un litro Cuchara Frasco limpio con tapadera Etiqueta adhesiva
SUSTANCIAS Pegamento 1:
235 ml de acido acético C2H4O2
Pegamento 2:
235 ml de acido acético C2H4O2 Bicarbonato de sodio NaHCO3
Pegamento 3: 1/2 taza de agua 2 sobres de grenetina 2 cucharadas de vinagre blanco 2 cucharadas de glicerina
DESARROLLO EXPERIMENTAL Pegamento 1:
1. Se colocan 500 mL de leche en el vaso de precipitado y se agregan 235 mL de 4
ácido acético. 2. Se mezcla hasta que se forme una mezcla homogénea. 3. Se coloca el embudo en el otro recipiente y dentro del embudo se pone un pedazo de manta. Para agregar la pasta que se hizo. 4. En el embudo se extraerá el exceso de ácido acético y se sugiere ir exprimiendo la manta para ayudar el exceso rápidamente si no se cuenta con una bomba de vacío. 5. Se envasa el pegamento y está listo para utilizarse. 6. Se recomienda no colocarlo en lugares de altas temperaturas o bajo el sol.
Imagen 5 : Removiendo de la manta el residuo que queda ( caseína).
Imagen 6 : Se junto todo el residuo acumulada en un recipiente. Se puede ver que da el efecto de un pegamento.
Imagen 1 : Materiales utilizados para elaborar el pegamento 1 y el pegamento 2. Imagen 2: En la taza se encuentra el vinagre y en el otro recipiente la leche.
5
Imagen 3: Mezclando el vinagre con la leche .
Imagen 4 : Embudo con pedazo de manta.
Pegamento 2: 1. Vierte ¼ de vaso de leche en un recipiente. 2. Añade una cucharada de vinagre. Remueve los líquidos con una espátula, hasta que la mezcla quede homogénea. 3. Coloca un pedazo de papel o manta sobre el embudo. Sin romper la manta, empújalo con cuidado hacia dentro de la jarra de modo que quede en forma de bol o pozo. 4. Vierte lentamente la mezcla de leche y vinagre a través de la manta. Hay que tener paciencia, mientras que la mezcla se cuele por el filtro, observa que sucede. 5. Levanta el filtro y exprime suavemente el líquido sobrante en el recipiente de plástico. 6. Pon a un lado el filtro de papel. Tira el líquido de la jarra. 7. Con la espátula, rasca con cuidado los grumos blancos depositados en la manta. Colócalos en el contenedor donde pondrás el pegamento. 8. Añade un poco de bicarbonato (1/8 de cucharada).
Imagen 7 : Filtrando la mezcla de leche y vinagre
Imagen 8 : Quitando la caseína de la manta.
6
Imagen9: Al exprimir la manta quedo el exceso de vinagre
Imagen10: Bicarbonato pegamento.
Agregando de sodio
el al
Pegamento 3 1. Disolver la grenetina en agua fría dentro del frasco. Calentar a baño María, sacar de la olla. 2. Añadir el vinagre y la glicerina, mezclando todo muy bien. 3. Dejar enfriar y tapar. 4. Etiquetar indicando nombre del producto, fecha de elaboración y caducidad (6 meses después de la elaboración). 5. Guardar bien tapado en un lugar oscuro y seco.
Imagen 11: Disolver dos sobres de grenetina en agua fria
Imagen 12: Calentar a baño maria
7
Imagen 13: Agregar dos cucharadas de glicerina y disolver muy bien
Imagen 14: Agregar dos cucharadas de vinagre
RESULTADOS Pegamento1:
Al juntar el vinagre con la leche se formó una mezcla heterogénea. Daba la tentación de una mezcla más viscosa. Se mezclo para hacer una mezcla homogénea. Al momento de tener lista la mezcla, esta se tomó para pasarla por el embudo con el pedazo de manta. El pedazo de manta actuó como filtro, para tomar el residuo sólido y separarlo del líquido en este caso el líquido era el exceso del vinagre y algunos componentes de la leche. El residuo que quedó sobre la manta fue la caseína. A continuación se tomó todo la mezcla para pasarla por medio del embudo con la manta y obtener la mayor cantidad de residuo posible con la cantidad de vinagre y leche. Al obtener la caseína se colocó en el refrigerador para su conservación, debido a que es un componente orgánico y requiere de estar refrigerado y no exponerse a temperaturas altas para que su uso sea el adecuado.
Pegamento 2: Este pegamento su desarrollo es casi el mismo que el primer pegamento explicado en la práctica. Se siguió básicamente la misma metodología en donde lo único que cambio fueron las cantidades de leche y vinagre y lo más resaltante un nuevo ingrediente el bicarbonato de sodio. Se explico anteriormente que la mezcla entre la leche y vinagre es heterogénea y al mezclarse se vuelve una mezcla homogénea. Después de haber obtenido la caseína en este pegamento, al final se le agregó el bicarbonato de sodio, lo que cambió su estructura. Antes de agregarle el bicarbonato de sodio era exactamente igual que el primer pegamento, era pesado, tenía la apariencia de pegamento, el olor y la textura al tocarlo. Al agregarle el bicarbonato se hizo un espuma y de estar algo sólido la caseína pasa aún estado aguado casi líquido. En interpretación se analizará desde el punto de vista económico y cual pegamento posee un mejor rendimiento a comparación de un pegamento normal.
Pegamento 3: Al agregar la grenetina se forma una mezcla heterogénea, a partir de esta muestra se coloco en baño maría hasta que la grenetina de diluyo completamente y se formo una solución amarillenta, se agrego la glicerina y el vinagre los cuales ayudaron a que la grenetina no se solidizara por completo. Al ser un pegamento a base de la grenetina este al alcanzar la temperatura ambiente se convierte en una mezcla gelatinosa, por lo que cada vez que se quiera utilizar debe someterse por unos minutos a baño maría para que se diluya y poder untarse en las superficies que se desean pegar.
INTERPRETACION Antes de analizar cual pegamento funciono mejor de acuerdo a la diversas pruebas que fueron sometidos, antes se analizará un análisis económico si aparte de ser un buen pegamento, y también si es ecológicamente amigable con el medio ambiente. El primer pegamento tuvo un costo total de:
Artículo
Costo
500 ml de leche 235 mL de vinagre blanco Envase reciclado 1 pedazo de manta o papel filtro Total
$8. 00 $2. 50 $0.00 $10.00 $20.50 8
El producto costo un Total de $ 20.50. El pegamento blanco se vende en distintas presentaciones pero lo comparamos con la presentación de 500 gr que tiene un costo de $64.50. Nosotros con 500 ml de leche y 235 ml de vinagre producimos: 140 gr de pegamento de caseína. Si a completáramos el precio del resistol blanco pudiéramos producir 440.5 gr de pegamento de caseína casi la misma cantidad de resistol blanco que estamos comparando. Cabe mencionar que la leche que ya no queremos por descomposición, o por mal sabor la podemos utilizar, para hacer el pegamento, siempre y cuando la leche sea de tipo entera y no light o deslactosada debido a que la leche pasa por más procesos que la leche normal, por lo que le quitan varias de sus propiedades como proteínas en este caso la caseína, por lo tanto no se pudiera para aprovechar para hacer pagamento de caseína. El segundo pegamento costo un poco más debido a que se le añadió el bicarbonato de sodio:
Artículo
Costo
1 L de leche 235 mL de vinagre blanco Envase reciclado 1 pedazo de manta de manta 20 gr de bicarbonato Total
$8. 00 $2. 50 $0.00 $10.00 $1.50 $ 22.00 El producto costo un Total de $ 22.
Al igual se comparó con la presentación de Resistol blanco de 500 gr. Y se puede obtener con la misma cantidad de leche y vinagre que el pegamento pasado lo mismo pero agregándolo respectivamente la cantidad de bicarbonato de sodio. Este pegamento si tiene algunas ventajas sobre el pegamento 1 (pegamento de caseína) debido a que el tiempo de sacado del pegamento es menor.
Articulo
Costo
2 Sobres de Grenetina 2 Cucharadas de Glicerina 2 cucharadas de Vinagre Total
$10.00 $4.00 $2.00 $16.00
Se obtuvo un pegamento con un volumen aproximado a 200 ml, en un estado líquido. Este estado no es a temperatura ambiente, sino que al ser calentado al baño maría se torna líquido, a pesar de ser solido a temperatura ambiente. Esta es una de las desventajas del pegamento, ya que cada vez que se utilicé hay que calentarlo. Sin embargo su capacidad aditiva es bastante fuerte, además que es un pegamento barato y casero con gran facilidad de obtención y de una manera realmente sencilla de producción.
Pegamento 1: • • • • •
El papel lustre lo pegó en 1:20 minuto. El papel normal lo pego en 2:20 minutos El cartón no lo pegó No pegó en papel de revista El papel cartulina lo pegó en 2:10 minutos
La desventaja que tiene ese pegamento respecto a los otros es que su tiempo de secado es mayor por lo que si se tiene que trabajar con poco tiempo o hacer un proyecto muy elaborado como una piñata se tarda demasiado. Otra de las desventajas es que no pegó en papal de revista debido a la tinta de esta lo hace más difícil el pegado.
Pegamento 2: 9
• • • • •
El papel lustre con el pegamento con bicarbonato duro 1:10 minuto en pegar. Con cartón no pego. Con papel normal duró 1:00 minuto. Papel de revista duró 1:10 minutos. Papel cartulina 1:10 minuto.
Este pegamento al parecer fue el mejor de los porque si pegó la mayoría de los materiales con los que probamos menos el cartón que esta bastante difícil ya que era muy grueso. Aparte fue el que secó más rápido que los otros dos y el pegado si fue más resistente que los otros dos pegamentos.
Pegamento 3: • • • • •
El papel lustre lo pego en 3:00 minutos El papel normal: 1:10 minutos El cartón no lo pego El papel de revista : 2:00 minutos Papel cartulina: 1:50 minutos
Una gran desventaja de este pegamento es el la aplicación, si bien logro obtener tiempos bastante buenos y logro pegar la mayoría de los objetos, su estado a temperatura ambiente es sólido, por lo que se recomienda que se aplique un baño maría antes del uso por lo que se pierde bastante tiempo comparado con su efectividad.
CONCLUSION
Pegamento 1 y Pegamento 2: La realización de un nuevo producto como es el pegamento natural, se destaca que no es necesario contar con materia primas costosas o procedimientos que tendrán un valor alto económicamente, la innovación es lo que hace el motor de la investigación para generar nuevos procedimientos y productos que no sean tan costosos y a la vez ayuden al medio ambiente en su conservación. Este producto resulta ser atractivo ya que en el proceso de su elaboración se estudió la composición de la leche para extraer la materia prima del pegamento que es la caseína, también las ventajas de su uso en cuanto al impacto ambiental que genera. En cuanto a su costo, es moderado ya que un litro de leche cuesta se puede conseguir en cualquier tienda de autoservicio. Es por eso que este proyecto se basa en reciclar una materia que ya no tiene un cierto funcionamiento para adquirir otra utilidad. Múltiples beneficios se adquirían si el producto saliera al mercado se alcanzarían objetivos comunitarios: • • •
Reducir la necesidad de los vertederos Ahorra energía y evitar la contaminación Ayuda a sostener el medioambiente para generaciones futuras.
Debido a que el reciclaje es obviamente bueno para la salud humana, la economía de la nación y el medio ambiente
Pegamento 3 A lo largo de esta práctica se experimento con diferentes métodos para fabricar pegamento blanco, y de esta manera probar los diferentes resultados con el fin de averiguar cuál es el mejor para pegar diferentes tipos de materiales. En el caso particular de el pegamento número 3 el cual fue hecho a base de genética se observo que era muy efectivo pegando materiales como cartón y papel, sin embargo tardaba mas en fijar que los demás experimentos. Después de analizar cuidadosamente cada uno de los pegamentos se llego a la conclusión de que este resistol a base de genética es más efectivo si se le deja reposar por un tiempo 10
un poco más, lo que lo hace ser un pegamento recomendable para cuando se desea aplicar una sola capa de pegamento, por ejemplo uso escolar, sin embargo no serviría en los casos donde se requiere aplicar varias capas como lo son en las piñatas y diversos tipos de manualidades.
OPINIÓN
Pegamento 1 y Pegamento 2: Fue enriquecedor realizar este proyecto que resultó muy sencillo en cuanto su proceso, y el conseguir los recursos para elaborar. Es una tecnología que se puede hacer en casa contando con los ingredientes en dado caso que no se cuente con Resistol blanco convencional. Su elaboración es sencilla y no existió ningún problema para conseguir los materiales, ya que estos se encuentran y son de uso diario en el hogar. Se puede mencionar que lo único con lo que tuvo que ver precaución fue al momento de exprimir la manta, para quitar el ácido acético (vinagre) y que sólo quedara el sólido. Lo más interesante de este pagamento es que se hace a partir de algo que ya no sirve y por lo tanto nos ayuda a crear un ambiente de responsabilidad hacia nuestro planeta.
Pegamento 3 Una práctica muy importante ya que conocimos una muy buena opción y alternativa al resistol comercial, nuestro resistol resulto ser mucho más barato y bastante efectivo para su costo, logrando de esta manera ahorrar dinero sin perder calidad.
BIBLIOGRAFIA 1. Autor.- Villarquide Ana Título.- La pintura sobre tela I –Historiografía, técnica y materialesEditorial Nerea S. A., 2004 2. Autor.- Doerner Max Título.- Los materiales de pintura y su empleo en el arte Editorial Reverté, S. A. Sexta Edición 3. Autor.- M. Gčosta Bylund,Antonio Título.-Manual de Industrias Químicas 1era edición 4. Autor.- Revilla Aurelio Título.- Tecnología de la Leche Procesamiento, Manufactura y Análisis. Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura San José Costa Rica 1982 5. Autor.- Alais Charles Título- Ciencia de la Leche. Principios de Técnica Lechera Editorial Continental, S. A. de C. V., México 6. Autor.- J. Aranceta. Ll Serra Título.- Leche, Lácteos y Salud Instituto Omega 3 Editorial Panamericana 7. http://cienciayarteenlaescuela.blogspot.mx/2009/03/hacemos-pegamento-con-leche.html
8.http://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/06-07/Biodiesel/glycerines.htm 9.http://es.m.wikipedia.org/wiki/Adhesivo
11
