UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA

CARRERA INGENIERA QUMICA

TERCER SEMESTRE

LABORATORIO DE MACROMOLECULAR

TEMA: PREPARACION DE UN POLMERO POR CONDENSACIN:

ESPUMA DE

POLIURETANO

Integrantes: Castillo David

Chillagana Juan

Colta Diego

Usia Karina

Viera Luis

GRUPO No. 4

RESUMEN

Se obtuvo el poliuretano adems se entreno en el manejo de reacciones de polimerizacin por adicin. Se mezcl los dos reactivos, se agito hasta que este aumente su temperatura y se esper a que concluya la reaccin producindose la espuma. Se obtuvo el poliuretano deseado que tena una consistencia blanda de color amarillenta. Se concluy que los sistemas de poliuretano son muy verstiles y permiten una gama amplsima de aplicaciones, ya que proceden nicamente de dos componentes bsicos, llamados genricamente isocianato y poliol. DESCRIPTORES: REACCIONES_POR_CONDENSACION/POLIMERIZACION/POLIURETANO/ ISOCIANATO_Y_ POLIOL.

Prctica 6 PREPARACION DE UN POLMERO POR CONDENSACIN: ESPUMA DE

POLIURETANO 1.OBJETIVOS 1.1 Obtener el poliuretano

1.2 Entrenar a los estudiantes en el manejo de reacciones de polimerizacin por adicin 2. TEORIA

2.1.1.1. Poliuretano

Es un polmero que se obtiene mediante condensacin de bases hidroxlicas combinadas con disocianatos. Los poliuretanos se clasifican en dos grupos, definidos por su estructura qumica, diferenciados por su comportamiento frente a la temperatura, que son: Poliuretanos termoestables o poliuretanos termoplsticos. Los poliuretanos termoestables ms habituales son espumas, utilizadas como aislantes trmicos. Entre los poliuretanos termoplsticos ms habituales destacan los empleados en elastmeros, pinturas, fibras textiles, entre otros. (1)

2.1.1.2. Isocianato

El isocianato es un grupo qumico con frmula -N=C=O. Los compuestos orgnicos que presentan esta funcionalidad (R-NCO) son tambin denominados isocianatos. Cuando una sustancia qumica presenta dos grupos isocianatos se denomina di-isocianato. Los isocianatos son productos de partida en diversos procesos qumicos, entre otros en la obtencin 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 polihdrico con varios grupos hidroxilo. La frmula qumica general es CnH2n+2On. Un poliol es un carbohidrato que contiene ms grupos hidroxilo que el azcar al cual est asociado. El poliol es un polmero de cadena corta que aporta en sus puntas grupos OH. Reciben el nombre de poliol por este carcter de polmero corto, no porque contengan necesariamente numerosas funciones alcohol. Por ejemplo, si un grupo hidroxilo remplaza al grupo cetona de una cetosa o al grupo aldehdo de una aldosa se obtiene un alcohol de azcar. (3)

2.1.2. Fundamento del Mtodo

La mezcla de los dos componentes poliol e isocianato, que son lquidos a temperatura ambiente y que habitualmente se efecta con una maquinaria especfica, produce una reaccin qumica exotrmica. Esta reaccin qumica se caracteriza por la formacin de enlaces entre el poliol y el isocianato, consiguiendo una estructura slida, uniforme y muy resistente. Adems, el calor que desprende la reaccin puede utilizarse para evaporar un agente hinchante que rellena las cedillas que se forman, de tal modo que se obtiene

un producto slido, llamado poliuretano, el cual posee una estructura celular, con un volumen muy superior al que ocupaban los productos lquidos. (4)

3.PARTE EXPERIMENTAL 3.1.Materiales y Equipos

3.1.1. Vaso de plastico 3.1.2. Jeringuilla 3.1.3. 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 plstico, tomar 11 mL de poliol directamente de la jeringuilla, y despus agregar 6 mL de isocianato. 3.2.2. Agitar con fuerza para que la reaccin se ejecute y observar que ocurre. 3.2.3. Dejar que la espuma se expanda hasta que la relacin haya terminado (se enfre 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 presin para obtener dos polmeros de diferente consistencia

3.4.Diagrama de flujo

3.5. Observaciones

Tabla 3.3-1

Observaciones

PROCEDIMIENTO NOMENCLATURA OBSERVACION

Parte A: OBTENCIN DE ESPUMA (EXPANSIN)

3.3.1.

Se observ que los reactivos eran muy viscosos por lo cual al mezclarlos se formo una sola solucin viscosa que al agitarla con rapidez se empez a formar la espuma y expandirse con rapidez, adema se observo que la reaccin fue exotrmica ya que el recipiente estaba caliente.

PARTE B:OBTENCION

DE ESPUMA (COMPRESIN)

3.3.4.

Se observ que al mezclar los reactivos y al agitar con rapidez se formo la espuma y al ejercer presin en el recipiente la espuma desplazo al vaso que ejerca presin.

4. RESULTADOS

Tabla 4-1

Resultados

POLIMERO COLOR CONSISTENCIA

Espuma (expandida) Amarillo claro Se form una espuma con mas porosidades y bien expandida

Espuma (comprimida) Amarillo claro Se form una espuma con menos porosidad y ms compacta

5. DISCUSIN

Al realizar la prctica se tuvo inconvenientes al momento de tomar las cantidades de reactivos pues al ser muy viscosos era muy difcil que la jeringa absorbiera los reactivos por lo cual fue difcil medir las cantidades especificadas en el procedimiento lo cual puede generar perdidas en el producto al igual que tambin puede daar el ensayo haciendo que el producto no tenga las caractersticas y propiedades requeridas.

Otro inconveniente es al momento de ejercer presin sobre la espuma en expansin, pues si no se dispone de un equipo apropiado es difcil hacer presin ya que puede desbordar si no se cubre toda el rea de expansin por lo cual ya no se obtiene un polmero con las consistencias requeridas. Se recomienda disponer de un dispositivo que sea fcil de manipular para realizar la presin.

6.CONCLUSIONES

6.1 Se concluy que la reaccin del isocianato con poliol es exotrmica y muy rpida, adems no se necesito ningn catalizador para llevarse a cabo la reaccin.

6.2 Se concluy que los sistemas de poliuretano son muy verstiles y permiten una gama amplsima de aplicaciones, ya que proceden nicamente de dos componentes bsicos, llamados genricamente isocianato y poliol.

6.3 Se comprob que la consistencia del poliuretano vara, al aplicar una presin al momento en que se expande el poliuretano.

6.4 Se concluy que a nivel industrial la obtencin 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 construccin

La aplicacin ms 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 drstica la prdida de calor

en hogares y oficinas cuando el tiempo es fro. Durante el verano desempean una funcin importante en mantener fros los edificios, lo que implica una reduccin en el empleo del aire acondicionado.

7.2. Neveras y congeladores

La espuma rgida de poliuretano aislante contribuye en gran medida a la sostenibilidad y el diseo ecolgico gracias a que reduce la cantidad de energa necesaria para mantener el fro en neveras y congeladores.

La espuma rgida de poliuretano es el material aislante de neveras y congeladores ms extendido en todo el mundo. La eficiencia aislante de las espumas de poliuretano es una propiedad clave para la conservacin en fro de alimentos durante su procesado, almacenamiento y reparto a los puntos de venta. Sin aislantes de poliuretano en los sistemas de refrigeracin, cerca del 50% de los alimentos mundiales se echaran a perder, lo que afectara en gran medida a nuestras costumbres y a la industria alimentaria.

7.3. Calzado

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

Los poliuretanos ligeros y de gran resistencia a la abrasin son ideales para la fabricacin de suelas de calzado resistentes y ofrecen propiedades mecnicas excelentes a largo plazo. Las suelas de poliuretano son prcticas e impermeables y no imponen ningn tipo de traba al proceso de diseo.

Los poliuretanos se emplean en una amplia gama de tipos de calzado. A pesar de que su uso est ms extendido en el calzado deportivo y de montaa, tambin se utiliza con profusin en suelas para zapatos formales y de diseo y en calzado de seguridad de alta calidad. Los sistemas de poliuretano de baja densidad y compactos se utilizan en la fabricacin de entresuelas y suelas.

7.4. Recubrimientos

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

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

8.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 8.1.Citas Bibliogrficas

(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.Bibliografa

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 Fotogrfico del Producto Obtenido 9.2. Producto Obtenido

9. ANEXOS

9.1. Reporte fotogrfico del producto obtenido

Figura 9.1-1

Reporte fotogrfico del producto obtenido

Dib: Fecha: Nombre:

Grupo #4 Vanegas Maria

4/12/12

11/12/12

Universidad Central del Ecuador Facultad de Ingeniera Qumica Escuela de Ingeniera Qumica

1

ESPUMA DE POLIURETANO

Rev:

9. ANEXOS

9.2. Producto Obtenido

Figura 9.2-1 Producto Obtenido

Dib: Fecha: Nombre:

Grupo #4 Vanegas Maria

4/12/12

11/12/12

Universidad Central del Ecuador Facultad de Ingeniera Qumica Escuela de Ingeniera Qumica

1

ESPUMA DE POLIURETANO

Rev:

10. CUESTIONARIO

10.1. En que consiste la extraccin de los termoplsticos

La extrusin consiste en hacer pasar bajo la accin de la presin un material termoplstico a travs de un orificio con forma ms o menos compleja (hilera), de manera tal, y continua, que el material adquiera una seccin transversal igual a la del orificio. En la extrusin de termoplsticos el proceso no es tan simple, ya que durante el mismo, el polmero se funde dentro de un cilindro y posteriormente, enfriado en una calandria, Este proceso de extrusin tiene por objetivos, proceso que es normalmente continuo, usarse para la produccin de perfiles, tubos, pelculas plsticas, hojas plsticas, etc.

Presenta alta productividad y es el proceso ms importantes de obtencin de formas plsticas en volumen de produccin. Su operacin es de las ms sencillas, ya que una vez establecidas las condiciones de operacin es de las ms sencillas, ya que una vez establecidas las condiciones de operacin, la produccin contina sin problemas siempre y cuando no exista un disturbio mayor. El costo de la maquinaria de extrusin es moderado, en comparacin con otros procesos como inyeccin, soplado o Calandrado, y con una buena flexibilidad para cambios de productos sin necesidad de hacer inversiones mayores.

10.2. Clasifique a los siguientes polmeros de acuerdo a su obtencin, si son polmeros por condensacin o adicin