Universidad Nacional de TrujilloFACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA DE MATERIALES “IDENTIFICACIÓN DE POLÍMEROS ” Curso : Introducción a la Ingeniería de Materiales Docente : Ing. Sofia Terrones Abanto Alumnos : Espinoza Arroyo, Franco Herbert Cubeñas Pérez, Mariana Vega Acosta, Alexis Chunque Chávez, Jordan Mendoza Erika Ciclo : I TRUJILLO - PERÚ 2012 lo cual es necesario a la hora de desarrollar adecuadamente diseños de componentes. Entender la importancia de la identificación de materiales plásticos para su utilización a nivel industrial y reciclado. Identificar las seis clases más importantes de polímeros termoplásticos or medio de la medición de sus propiedades físicas y químicas. Conocer las propiedades físicas y químicas de los termoplásticos utilizados en la práctica. . Conocer algunos procedimientos sencillos y de gran utilización en la identificación de polímeros termoplásticos. se pretende brindar una herramienta a los estudiantes que les permita generar alternativas en el diseño de productos y en el mejoramiento de los procesos que conlleven al incremento de la productividad. sistemas y procesos que sean confiables y económicos. ya que ésta proporciona las herramientas necesarias para comprender el comportamiento general de cualquier material. así como los métodos de identificación. garantizando la alta calidad en dichas actividades. En el primero se utilizo una muestra de cada tipo de polímero y se sumergió en 4 soluciones y se vio si flotaba o no. mejorando propiedades de resistencia y peso. En la siguiente práctica se hizo dos experimentos con los diferentes tipos de polímeros. Objetivos Ver las diferentes reacciones que tienen los polímeros al ser expuestos al fuego. Introducción En el proceso de formación de un Ingeniero de materiales . Con la práctica de identificación de polímeros. 2.PRACTICA IDENTIFICACIÓN DE POLÍMEROS 1. Identificar distintas propiedades y características de los polímeros. Identificar las características funcionales de cada plástico para una correcta utilización en el diseño de nuevos productos y proceso a nivel industrial. además de conocer algunos métodos para lograr identificar fácilmente los materiales plásticos y sus aplicaciones a nivel industrial. En el segundo se expuso al calor cada tipo de polímero y se vio que características mostraba. Si los polímeros flotaban o no al ser sumergidos a diferentes soluciones. es muy importante el conocimiento de la ciencia de los Materiales. Los materiales plásticos se han convertido en una alternativa de diseño importante reemplazando muchos de los materiales conocidos. H.3.. destinado a la fabricación de bolas de billar. Esto incluye cuernos de animales. Marco teórico Polímeros: Elemento compuesto por muchas moléculas. como resultado de un concurso realizado en 1860. pues este era quebradizo en el frío y se fundía a altas temperaturas. En 1839. En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero de interés . son familias o grupos de polímeros sintéticos con una composición química similar dentro de cada grupo. después de años de experimentación. de elevado peso molecular constituido por unidades estructurales repetitivas que se componen básicamente de C. Pueden encadenarse. recuperación y purificación. Wesley Hyatt. poliacrilatos. hidrógeno. la celulosa.Etc. la búsqueda de polímeros sintéticos era el paso natural a seguir. al procesar polímeros naturales ocombinarlos con químicos para hacer sustancias útiles. secreciones de un insecto asiático. un polímero es como una cadena en la que cada unión es una unidad básica. N” Tienen cadenas de gran tamaño formadas por la unión covalente de varias unidades manométricas (macromolécula). ámbar que es la resina fosilizada de árboles y alquitrán obtenido de la destilación de materiales orgánicos como madera. O. y/o silicio. en el que el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander ofreció una recompensa de 10. hecha de carbono. pueden estar en cualquier lado de la materia. Estos polímeros se llamaron “Polímeros naturales modificados" o "Polímeros semi-sintéticos”. Más tarde. En el siglo XIX ocurrió el primer desarrollo. generalmente hidrocarburos. poliuretanos.. Pero debido a su difícil recolección. Algunos polímeros son sustancias naturales de origen vegetal y animal. MATERIALES POLIMEROS: Son materiales de origen tanto natural como sintético. Los poliésteres. un nitrato de celulosa de baja nitración tratado previamente con alcanfor y una cantidad mínima de disolvente de alcohol. Macromolécula y polímero son términos equivalentes. la colofonia de la savia de árboles del pino. El primero y más famoso de éstos es el caucho vulcanizado. que la savia del árbol del hevea (látex) podría calentarse con el azufre para alterar las propiedades físicas del látex permanentemente. Charles Goodyear descubrió. Compuesto orgánico. conocidas como macromoléculas. oxígeno. natural o sintético. evitando sus limitaciones naturales.000 dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural. carey de tortuga. el primero se utiliza para referirnos a propiedades relativas a la escala molecular mientras que el segundo se emplea más para referirnos al material y sus propiedades macroscópicas. por ejemplo. poliamidas. desarrolló un método de procesamiento a presión de la piroxilina. Historia e importancia de los polímeros La definición más simple de un polímero es la repetición de muchas unidades pequeñas. formados por moléculas de gran tamaño. el caucho natural y las proteínas. Polímeros de origen natural son. necesarios para la fabricación de paracaídas. por ejemplo para el polietileno. En la década del 30. el inventor del nylon. Las substancias naturales estaban generalmente disponibles. formando un termoplástico al que llamaron polietileno (PE). por ejemplo para resinas de fenol-formaldehído. Las reacciones transcurren desarrollando considerables cantidades de calor (exotérmicas) y en general se inician por acción de catalizadores. para esta época. una espuma blanca y rígida. Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemania fue el poliestireno (PS). Las fibras naturales como la seda no se conseguían en largos tamaños. POLIMERIZACIÓN Y ESTRUCTURA MOLECULAR Para la fabricación de Polímeros sintéticos en escala industrial se emplean principalmente las siguientes reacciones: • Polimerización por adición. la fuente de látex se agotaba y el caucho sintético se volvió una necesidad. sustitutivo del caucho. la industria del polímero ha crecido. el primer plástico totalmente sintético de la historia. por consiguiente. Pero el concepto no se aceptó totalmente hasta el trabajo de Walace Carothers. Desde entonces.Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógeno por uno de cloruro se produjo el cloruro de polivinilo (PVC). entonces el nylon fue la solución.comercial. extendiéndose rápidamente a la industria textil en la fabricación de medias y otros tejidos combinados con algodón o lana. • Policondensación. Al nylon le siguieron otras fibras sintéticas como por ejemplo el orlón y el acrilán. El primer uso del nylon fue la fabricación de paracaídas para las fuerzas armadas estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial. los materiales sintéticos no eran tan necesarios. El hecho que los polímeros eran moléculas grandes fue propuesto primero por Staudinger en 1920. acrílico y poliestireno. Como consecuencia de la guerra. Estos resultados incentivaron a los químicos y a la industria a buscar otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear polímeros. ureaformaldehído. Al agregarles diversos aditivos se logra un material más blando. es usado básicamente para embalaje y aislante térmico. y se ha diversificado y convertido en una de las industrias que más rápido crece en los Estados Unidos y en el mundo. a partir de moléculas de fenol y formaldehído y lo bautizó con el nombre de baquelita (o bakelita). un plástico duro y resistente al fuego. . manteles. pero las aplicaciones no siempre eran comercialmente factibles o aprovechables. ha cambiado. cloruro de vinilo. la tecnología para producir los polímeros sintéticos de los químicos se estaba desarrollando rápidamente. Hacia los años 50 aparece el polipropileno (PP). Fue hasta la Segunda Guerra Mundial que la industria de los polímeros tomó un cambio significativo ya que. un material muy transparente comúnmente utilizado para vasos y potes. El poliestireno expandido (EPS). cortinas y juguetes. en 1929 que trabajaba para la empresa Dupont y descubrió que dos sustancias químicas como la hexametilendiamina y el ácido adípico. químicos ingleses descubrieron que el gas etileno polimerizaba bajo la acción del calor y la presión. especialmente adecuado para tubería de todo tipo. comúnmente usado para ropa impermeable. formaban polímeros que inyectados a través de agujeros y estirados formaban hilos que podían tejerse. En esta reacción química.Los procedimientos que pueden efectuarse son: 1. y la cadena polimérica se forma por la apertura de este. Simplemente. los polímeros termoestables son . Los termoplásticos se ablandan con el calor. Los polímeros formados por polimerización por adición son frecuentemente termoplásticos al natural. La polimerización por adición tiene tres pasos básicos: iniciación. Durante la fase de iniciación de la polimerización de polietileno. Los medios de polimerización afectarán la reacción de calor del polímero formado. poseen grandes cadenas moleculares lineales y ramificadas. la propagación. aunque en las ataduras tetraédricas de la realidad dan un arreglo de zigzag a la molécula. Los monómeros unidos en cadenas largas tienen una configuración lineal muy similar a una cadena del sujetapapeles. los enlaces dobles en los monómeros del etileno se rompen y se empiezan a juntar entre ellos. poseen gran ductilidad y conformidad al ser calentados. formando también casi siempre moléculas de bajo peso molecular como agua. 2. una molécula pequeña es eliminada. causando la reacción al cese. En la policondensación la reacción sucede entre monómeros que porten dos o más grupos funcionales. Los polímeros comunes en este grupo incluyen algunos poliésteres y formaldehído de urea. Policondensación Es el procedimiento clásico para la fabricación de resinas solidificables. que se pueden calentar y hacerse blandos y también ponerse duros cuando son sometidos a un cambio brusco de temperatura. propagación y terminación. adicionando un monómero seguido de otro. involucra la suma continúa de monómeros pegados en las cadenas. que puede ser calor. la polimerización por adición describe el proceso de "monómeros" uniendo uno por cada adición adelante y al final del último monómero. La segunda fase. Polimerización por adición La polimerización por adición puede darse en monómeros que contengan al menos un doble enlace. Una reacción de la polimerización puede cesar apagando la reacción. amoniaco u otras sustancias volátiles. por ejemplo para resinas fenólicas. Por último. CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS Los polímeros se pueden clasificar en tres grandes grupos como son los termoestables. Estos polímeros pueden ser termoplásticos al natural. Un catalizador es necesario para empezar a acelerar la reacción. igualmente. Son de fácil procesamiento y pueden reelaborarse o reciclarse. con ayuda de un iniciador de la reacción. termoplásticos y elastómeros. el arreglo de los monómeros dentro de la molécula afectará las características físicas del polímero formado. durante la terminación todos los monómeros pueden ser usados. menor estabilidad dimensional. . Insolubles para la mayoría de los solventes. impacto y tracción. Su proporción en la solución determina si el material final es termoplástico o termoestable. su fusión no es posible.mas resistentes pero a su vez son frágiles ya que poseen cadenas moleculares rígidas fuertemente enlazadas. Se forman por policondensación de los fenoles (ácido fenólico o fenol) y el formaldehído o formol. son aquellos que solamente son blandos o "plásticos" al calentarlos por primera vez. y los poliuretanos. Entre loselastómeros se encuentran el poliisopreno o caucho natural. Se usan en: Paneles aislantes. Es un material compacto y duro. Polímeros Termoestables Los polímeros termoestables. La formación de estos enlaces es activada por el grado de calor. Aislantes Adhesivos Buena rigidez dieléctrica Posee colores oscuros( Negro o Gris) Elevada rigidez dieléctrica Buena resistencia a las corrientes de fuga superficiales Buena resistencia a la humedad Buena resistencia a los disolventes Buena resistencia al arco eléctrico Arden con dificultad y con un humo muy negro Similares a las bakelitas Pueden colorearse Ventajas: resistencia muy elevada a las corrientes de fuga superficiales Desventajas: Menor resistencia a la humedad. encuentran aplicación en entornos de mucho calor. Esto se debe a su estructura molecular. Elastómero es una palabra que significa simplemente "caucho". Después de enfriados no pueden recuperarse para transformaciones posteriores. que constituye una red con enlaces transversales. el polibutadieno. Resistencia al calor. Aplicación y Características Aislante Eléctrico: Resistencia al Arco eléctrico. para luego recuperar su forma original sin una deformación permanente. Características de algunos polímeros termoestables más comunes Nombre Formación Su nombre común es Bakelitas. 1. el poliisobutileno. pues no se ablandan y se carbonizan a altas temperaturas. el tipo y cantidad de catalizadores y la proporción de formaldehído en el preparado base. la humedad. Adhesivos Resinas Fenólicas Resinas de Poliéster Se obtienen por poliesterificación de poliácidos con polialcoholes Resinas Ureicas Se obtienen por policondensación de la urea con el formaldehído. de forma reticular tridimensional. Lo particular de los elastómeros es que pueden ser estirados hasta muchas veces sus propias longitudes. Este último es el estabilizador de la reacción. Incombustible e infusible ( No se funde): Barnices. los más consumidos en el mundo. etc. Barnices aislantes Recubrimientos varios: pantallas metálicas. etc.) Aislamiento térmico y eléctrico (cables. en los bobinados de los motores) Adhesivos. después de los naturales. estos ultimos peligrosos al contacto con la piel. etc. vagones.) Aislamiento sonoro. Alto punto de reblandecimiento Escasa fluidez Insolubles a los disolventes comunes Poco factor de pérdidas a alta frecuencia Alta resistencia mecánica. en cualquiera de sus formas y aplicaciones. Resinas Epóxicas Se obtienen por reacción del difenilolpropano y la epiclorhidrina. alambres. Una vez endurecidas. Uno de sus usos mas difundidos es la construcción con este material de transformadores de medida para tensiones de hasta 80 Kv. Se considera que los adhesivos epóxicos son. piezas de conexión eléctricas. por lo general el poliol se almacenan en tanques de color azul y el isocianato en tanques de color naranja Resinas de Melamina Se forman por policondensación de la fenilamina y del formol. elementos activos de máquinas eléctricas. No se desprenden gases durante su endurecimiento El material no se contrae una vez terminado el proceso de endurecimiento Se emplean puras o diluidas con carga. .) Adhesivos uretánicos y Lacas.Poliuretano Se crea a partir de la union de polioles e Isocianatos. Se usan en: Planchas para la construcción de carrocerías (automotores. aislamiento eléctrico y rigidez dieléctrica Se usan en: el campo de las comunicaciones. Color rojizo o castaño. ácidos. debido al escaso factor de pérdidas a alta frecuencia. se adhieren a casi todos los cuerpos Se utilizan a temperatura ambiente o algo mas elevada Buena resistencia mecánica Buena resistencia a los agentes químicos Se usan en: Revestimiento e impregnación aislante (por ejemplo. Según las cantidades en que se adicionan los constituyentes y las condiciones en que se efectúan las reacciones se obtienen resinas sólidas. como material para los equipos de radiofonía y componentes de televisores. Altamente resistentes al desgaste Inalterables a los agentes químicos (solventes. etc. viscosas o líquidas. Muchos polímeros pueden llegar a ser quebradizos a bajas temperaturas debido a un fenómeno llamado transición vítrea. . el del medio es una cadena de polibutadieno. por polimerización vinílica catiónica. cubiertas de neumáticos. El primero es una larga cadena de poliestireno. al igual que el poliisopreno. Polibutadieno Los neumáticos se hacen a menudo con mezclas de polibutadieno y de otras clases de caucho. en ser inventados.2. Elastómeros Los elastómeros son sustancias poliméricas que poseen la particularidad que se pueden deformar en gran medida sin que lleguen a la zona de deformación plástica. porque éste tiene mejor resistencia a las bajas temperaturas que otros elastómeros. que están unidos formando grandes cadenas. los cuales son duros y frágiles. mangueras.SBS Poliisobutileno Se utiliza para hacer artefactos como cámaras para neumáticos y balones de básquet. el poliisobutileno y los poliuretanos: Características de algunos elastómeros Nombre Características Es un caucho duro. a veces llamado caucho butilo. Las correas. y el último es otra larga sección de poliestireno. las moléculas son llevadas a una alineación y con frecuencia toman el aspecto de una distribución cristalina. El poliisobutileno. muy similar al caucho natural. es el único caucho que puede mantener el aire por largos períodos. Su cadena principal está constituida por tres segmentos. y otros donde la durabilidad sea un factor importante Poliestirenobutadien oestireno. desordenadas y entrelazadas. o caucho. Es adecuado para las aplicaciones que requieren exposición a bajas temperaturas. juntas y otras piezas de automóvil se hacen de polibutadieno. Fue uno de los primeros tipos de elastómeros sintéticos. es un polímero vinílico. Es especial porque es el único caucho impermeable a los gases. Se hace a partir del monómero isobutileno. No fue necesario un gran esfuerzo de imaginación para llegar a él. Los elastómeros son compuestos químicos cuyas moléculas consisten en varios miles de moléculas llamados monómeros. el polibutadieno. Cuando son estirados. pero cuando se las deja de tensionar retornan espontáneamente a su desorden natural. Usos Se usa para hacer objetos tales como suelas para zapatos. y otras veces PIB. Entre los polímeros que son elastómeros se encuentran el poliisopreno o caucho natural. con un tipo de copolímero llamado copolímero en bloque. Esta forma de volver a su estado natural de desorden distingue a los elastómeros de los polímeros termoestables. las cuales son altamente flexibles. un estado en que las moléculas están enredadas. es decir fatiga. PS. lo cual influye en su proceso de fusión. usualmente alrededor de la mitad de la temperatura de fusión correspondiente. no existe un punto de fusión preciso. solidificación. Algunos ejemplos son: PE. POM. y puede determinar las propiedades físicas y mecánicas. hasta convertirse finalmente en un fluido muy viscoso. Otra característica de estos materiales es su tendencia a absorber agua. Arreglo cristalino En los polímeros cristalinos. Contienen átomos. Al enfriarse. Son generalmente opacos (no permiten paso de luz). o condiciones ambientales pueden reducir los márgenes de resistencia del material. Arreglo Amorfo se Sus moléculas. las cadenas son muy largas y fácilmente se enmarañan. Variaciones en los esfuerzos mecánicos. sus cadenas tienden a enlazarse muy ordenadamente por lo que produce un empaquetamiento muy compacto. átomos e iones no tienen órdenes de gran alcance. PET. ABS. ya sea del ambiente o por inmersión. Polímeros Termoplásticos Las resinas termoplásticas son fácilmente conformables al aplicarles temperatura y presión. punto de fusión y fuerza. moléculas e iones en un determinado arreglo. Poseen un punto característico de fusión. PMMA. las moléculas se encuentran ordenadas en las tres dimensiones. Hay dos tipos de arreglo molecular en los termoplásticos que afectan el desempeño del polímero. PP. Arreglo Molecular de polímetros termoplásticos En general.3. PA. Entre los ejemplos se encuentran: PVC. SAN. Son generalmente transparentes La fusión se realiza en un intervalo de temperatura. PC . que se denomina cristalización. en su grado de translucidez u opacidad. entre otras características. La temperatura máxima de trabajo para los productos moldeados son bastante más bajas que la temperatura de ablandamiento o de fusión. los termoplásticos se pueden clasificar con referencia a su arreglo molecular. A medida que la temperatura aumenta el material pasa de un estado sólido a uno pastoso. minería. delgados. No resiste a fuertes agentes oxidantes como ácido nítrico. claridad. ventanas. la resistencia a grasa y aceites. Tuberías para gas. Resinas de Polímeros Termoplásticos A continuación se muestran las características de los polímeros termoplásticos más comunes en la industria. también se usa para tubería y otros. helados. verdes o cristal. resistente a la humedad. también es usado en la manufactura de tapas flexibles. Polietileno de alta densidad (PE-HD) Cloruro de polivinilo (PVC) Es resistente a las bajas temperaturas. Aplicaciones Botellas plásticas para bebidas. tiene alta resistencia a la tensión. alta resistencia química. lavable y no absorbe la humedad. y además en alambres y cables por sus buenas propiedades de aislamiento eléctrico. capas. baja reactividad. flexible. botellas de champú. aceite automotor. recipientes de aderezo. etc. Versatilidad. ya que posee mayor densidad. agroquímicos. fuerza/dureza. tales como bolsas plásticas y publicitarias. resistencia a la humedad. entre otros tipos de bolsas y tapas. semidelgados. Nombre Polietileno Tereftalato (PET) Generalidades Es claro. Un volumen pequeño se usa ahora para la fabricación deguardabarros para bicicletas. láminas de drenaje y uso sanitario. aceites. Bolsas para supermercados. y buenas propiedades eléctricas.4. Envases para pintura. alfombras. Típicamente el LHPE es usado en la manufactura de películas flexibles. Es utilizado en películas flexibles y relativamente trasparentes. medicinas. botellas y el empaque rígido de líquidos. envases muy transparentes. para alimentos congelados y para dulces. tubería médica y muchas más aplicaciones. Además de sus buenas propiedades físicas. Se usa en aislamiento de cables. Es Impermeable e Inerte (al contenido). envasestransparentes. Resistencia a la grasa y al calor. Empaque de comida. shampoo. Polietileno de Baja Densidad (LDPE) Fácil de procesar. telefonía. Este polímero tiene mejores propiedades mecánicas que el PE-BD. se concentran en tuberías. Tiene un bajo punto de fusión. Presenta fácil procesamiento y buena resistencia al impacto y a la abrasión. bajo costo. facilidad de mezclar. agua potable. compresión y tracción. No tóxico. la resistencia a los químicos. . fuerza y dureza. formadas por inyección soplado. La inmensa mayoría de este plástico termina en las botellas de bebida. el PVC tiene una transparencia excelente. lácteos. fácil de sellar y bajo costo Bolsas para pan. Envases para: detergentes. Las aplicaciones rígidas. bolsas de sangre. Propiedades Claridad. ácido sulfúrico. Algunos métodos de pruebas muy sencillas se muestran a continuación con el fin de dar las pautas necesarias para identificar fácilmente los tipos básicos de polímeros termoplásticos. tejidos. botellas. combinación de resinas. Moldeo por soplado: recipientes huecos (botellas) Producción de fibras. componentes automotrices y películas transparentes. IDENTIFICACIÓN DE PLÁSTICOS Los materiales termoplásticos pueden ser reutilizados mediante diferentes procesos de reciclaje. empaquetamientos. etc. equipo de laboratorio. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos.Polipropileno (PP) Poliestireno (PS) Otras resinas como ABS. arcialmente cristalino. Hay dos versiones el expansible o espumado (unicel) y el de cristal. Las resinas de polímeros pueden identificarse por las siguientes pruebas fundamentales: o o o o o Marca normalizada Aspecto físico Efectos de calor Prueba Belstein Solubilidad . Utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen empaques para alimentos. Generalmente es claro. El uso de este código indica que el empaque en cuestión está hecho de una resina diferente a las seis listadas o de más de una de dichas resinas y que es usado en una combinación de varias capas. El PS es un plástico muy versátil que puede ser rígido o formado. Es muy poco resistente al vapor de agua. Las pruebas de laboratorio pueden servir para determinar los componentes de un material desconocido. Es el polímero termoplástico. contenedores. Tiene menos densidad que el PE-BD. PC. y es mas resistente a altas y a bajas temperaturas. etc. contenedores de comidas rápidas. algunas botellas de jugos y salsa de tomate. Su temperatura de reblandecimiento es más alta. vasos rígidos. así como contra álcalis y ácidos. oxigeno y tiene relativamente bajo punto de fusión. Moldeo por inyección: juguetes. claridad. bandejas y vasos. parachoques de automóviles. Cajas de videocasetes. de compact disc. fácil Protección en: procesamiento. para los cuales. el paso más importante lo constituye la clasificación de los materiales. Extrusión: de perfiles láminas y tubos. duro y quebradizo. Depende de la resina o Botellas de agua reutilizables. aislamiento y bajo costo. tanto tejidas (tapetes) como no tejidas. tapas. Versatilidad. Aspecto físico El aspecto físico o visual puede dar una pista para identificar los materiales plásticos. y produce grandes cantidades de hollín. Los códigos son moldeados o impresos sobre el fondo de la mayoría de contenedores plásticos. será un termoplástico. El PVC tiene un olor muy agrio al quemar porque el cloruro de hidrógeno es un derivado ardiente. El polietileno. Si sigue duro y se carboniza simplemente se tratara de un termoestable. Los métodos de fabricación y aplicación del producto también describen un plástico. . calandrado. Efectos del calor Cuando se calientan muestras de plástico en tubos de ensayo. Marca normalizada La Sociedad de la Industria de Plásticos (SPI) introdujo el código para la identificación de las resinas en 1988 en el afán de reciclar y dejar de contribuir a la contaminación y así establecer un sistema uniforme para todo Estados Unidos. De las resinas termoplásticas más comunes. que los productos acabados. se consume más lentamente. Los materiales termo estables no se funden. como se muestra en la Tabla No 3. poliacetales y poliamidas tienen un tacto ceroso característico. Algunos termoplásticos en cambio. se pueden identificar los olores característicos de determinados plásticos. Habitualmente. El polietileno se consume con una llama azul trasparente y gotea al fundirse. sin embargo. produce un humo blanco. La manera particular de quemarse puede dar una pista al respecto. politetrafluoretileno. El punto de fusión real es otro elemento identificador. se quema rápidamente. Los termoplásticos se producen generalmente en forma de pellets. los gases alimentan la llama. o en pellets. funden a menos de 195ºC. el poliestireno y los celulósicos se suelen emplear en la industria de recipientes y envasados. Este código. El PET se quema rápidamente. El Poliestireno (PS) y sus copolímeros desprenden humo negro (carbono). para la clasificación a gran escala. por otro lado. y expide olores a parafina y cuando se extingue la llama. identifica los termoplásticos del 1 al 7 dentro de un triángulo de flechas. El PP. los materiales termoplásticos se extruyen o se someten a conformado por inyección.o Densidad relativa 1. Los plásticos termoendurecibles se suelen moldear por compresión (por trasferencia). la identificación visual no es lo suficientemente práctica. Las sustancias como polietileno. tiene un olor de gas fuerte. el polietileno tereftalato (PET) y polipropileno (PP) tienen una textura translúcida. El cloruro de Polivinilo (PVC) puede encenderse pero él mismo se extinguirá en cuanto la fuente de fuego esté alejada. 3. cerosa. refiriéndose a cada plástico con propiedades y aplicaciones específicas. Los materiales termoestables se suelen obtener como polvos o resinas. Si el material se ablanda y la punta caliente se hunde. También se puede presionar sobre la superficie de un plástico con un soplete de soldadura eléctrico. granulados. moldeo por soplado y moldeo al vacío. 2. Es más difícil identificar los plásticos como materia prima sin mezclar. La presencia de cargas u otros aditivos y el grado de polimerización pueden dificultar la identificación de los plásticos por la densidad relativa. son resistentes a los disolventes. Para esta prueba hay que calentar un alambre de cobre limpio en una llama de Bunsen hasta que se ponga incandescente. que dan positivo en el ensayo de halógeno. hidrógeno. el PET por ejemplo es impenetrable a los solventes químicos mientras el PP se disuelve en tolueno caliente. o detectores infrarrojos de onda larga múltiple que puede . Si un plástico flota en una solución con una densidad de 0. puede tratarse de un polietileno de baja densidad o polipropileno. Si se hunde en todas las soluciones por debajo de una densidad de 2. que logran separar los materiales con corrientes de aire fuertes para mover los finos y materiales contaminantes de poco peso. Prueba de beilstein La prueba de Beilstein es un método simple para determinar la presencia de un halógeno (cloro. Densidad relativa La clasificación por densidad con un sistema de flotación se realiza comparando las densidades del material plástico y sustancias líquidas de densidad conocida. Después se pone en contacto rápidamente el alambre caliente con la muestra de ensayo y se retorna el alambre a la llama. 5. Solubilidad Las pruebas para determinar la solubilidad o insolubilidad de los plásticos son métodos sencillos de identificación. puede ser un plástico de polietileno de densidad media o baja. Una llama verde demuestra la presencia de halógeno. la muestra será un plástico de fluorcarbono. iónomeros y poliestirenos de baja densidad flotarán en el agua (que tiene una densidad de 1. 7. translucidos u opacos. Si la prueba es negativa. que identifican átomos de cloro en el PVC. Poliolefinas. es posible que el polímero esté compuesto solamente de carbono. Se usan también detectores de rayos x. Si la muestra flota en una solución de 0. las poliamidas y los fluorplásticos.00 g/cm³. detectores ópticos que distingan colores. infrarrojos de onda larga simple para determinar la opacidad y clasificar en lotes transparentes. se puede considerar que todos los materiales termoplásticos son solubles a temperatura ambiente.4.00 g/cm³).94 g/cm³. oxigeno o silicio. los acetales. 6.92 g/cm³. Los plásticos que contienen cloro como ya se había dicho anteriormente son policlorotrifluoretileno. bromo y yodo). fluor. Con la excepción de las poliolefinas. PVC. pero no tanto para mover los materiales más pesados. pues pueden hacer que cambie bastante la densidad de un plástico. Otros métodos Algunos métodos más automatizados pueden ser la clasificación por densidad en seco con insufladores. policloruro de vinilideno y otros. Los termoestables por su parte. Alambre de cobre en contacto con PVC: produce una llama color verde. con el fin de ver la propiedad que tienen los polímeros. PVC Puede encenderse. 5. Olor de gas fuerte. Llama blanca. PP Se consume más lentamente. 6. alcohol isopropil. 3. 4. Comportamiento al calor Se utilizo un mechero casero para poder ver que reacciones tenían los tipos de polímeros al ser expuestos al calor: 1. 2. Descripción de los procedimientos En el primer experimento se sumergio distintas muestras de los tipos de polímeros en 4 soluciones: agua destilada. Los gases alimentan la llama. Se quema rápidamente. No se evapora. es decir ver si flota o no.4. PET: Se quema rápidamente. PS Desprenden humo negro. Color de humo es plomo. Expide olores de parafina (vela). Gotea al fundirse. Produce grandes cantidades de hollín. Se extingue en cuanto la fuente de fuego está alejada. aceite vegetal y glicerina. . se quema. debido a la presencia del elemento halógeno “cloro”. PE Llama azul. Se extingue la llama. Se desea fabricar una manija plástica para un sartén de cocina. 4. Su bote está hundiéndose a 2 Km de la playa y usted no es un buen nadador. 5. ¿Cuál de éstos agarraría? ¿Por qué? Yo particularmente escoria la numero 6 (poliestireno expandido) ya que posee menor densidad en comparación con los demás plásticos. 3.EXCEPTO el teflón es capaz de resistir temperaturas de unos 300º C durante largos periodos . 2. Preguntas de aplicación de conceptos 1. 2. los cuales tienen bajo punto de fusión .PP. ¿Qué plástico se debería evitar? Bueno se debería evitar plásticos como PET. 6 (los mismos utilizados en la práctica).PS .Fotos 5.etc. Se da cuenta que hay seis bloques grandes de plástico marcados con los números 1. sin apenas sufrir modificaciones. Algunas veces los contenedores plásticos son hechos al mezclar dos polímeros y no solo uno. ¿Que ocurriría con la prueba de densidad del agua si se mezclan LDPE/PEBD y PP? ¿Y si PET y HDPE/PEAD se mezclan? La mezcla de LDPE y PP no se mostrará en la prueba de la densidad del agua yaque sus densidades son muy similares. De lo que usted observo en el laboratorio. aprender más de ellos. 2. se puede utilizar en muebles. Es resistente a la mayoría de los ácidos y las bases. Debido que al colocar una muestra de los polímeros termoplásticos en cada solución de alcohol y agua se observa que estos materiales flotan y se sumergen de igual manera debido ah su similitud de densidades. y explique. . piezas de automóvil y. Una mezcla de PET y HDPE va a cambiarla densidad en función de la cantidad de cada uno está presente en la mezcla 6. toma la botella y se encuentra que esta se desintegro parcialmente. Al siguiente día de haber realizado el cambio. Es resistente (insoluble) a muchos disolventes orgánicos 3. Aprendimos mucho más sobre los polímeros y sus aplicaciones. fibras textiles. ocasionalmente. Usted decide cambiar el envase de vidrio del removedor de uñas por uno más económico de plástico. Conclusiones de la practica 1. analizar y estudiar sus propiedades finalmente saber cómo aplicarlos industrialmente en aplicaciones. una vez reciclado. mencione aproximadamente la densidad de la solución de alcohol isopropil y agua. PET ( Polietileno Tereftalato) Es el plástico más habitual de envases de alimentos y bebidas. alfombras. 5. Lo observado en el laboratorio podemos concluir que la densidad del alcohol isopropil y del agua es similar. ¿Qué plástico fue usado en esta botella? ¿Cuál es el ingrediente reactivo del removedor de uñas? El embace que se pudo haber usado para guardar el removedor de esmalte de uñas es un embace hecho de Polietileno de alta densidad (PE-HD) que no resiste a fuertes agentes oxidantes como ácido nítrico. Aprendimos de una manera didáctica a reconocer materiales. El PET. ácido sulfúrico Ya que los removedores de esmalte de uñas usa acetona diluida como su principal ingrediente activo 4. en nuevos envases de alimentos. Recomendaciones a. 7. c. Si se recicla se pueden obtener material para fabricar señales luminosas. etc. cepillos. bastidores de bicicletas. forro para cables. se emplea para hacer canalones de carretera. cables de batería.000 años en descomponerse. frutas. HDPE (Polietileno De Alta Densidad) Es versátil y resistente. Si se recicla se puede emplear para obtener tubos. PVC (VINÍLICOS O CLORURO DE POLIVINILO) Es muy resistente. entre otros. flexible y transparente. champús. Puede tardar en descomponerse más de 150 años. Puede llegar a tardar en descomponerse hasta 1. Igualmente. Puede tardar hasta 1. Su tiempo de descomposición supera los 150 años. d. yogur y bolsas de basura. tuberías o baldosas. Incluye el poliestireno expandido. se puede ver en envases de leche. bandejas de carne. LDPE (POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD) Es un plástico fuerte. Su bajo punto de fusión hace posible que se derrita en contacto con el calor. detergentes.000 años. escobas. e.b. . f. botellas de detergentes. PP (POLIPROPENO) Su alto punto de fusión permite envases capaces de contener líquidos y alimentos calientes. entre otros materiales. Si se recicla se puede utilizar de nuevo en contenedores. sobres. envases de yogures etc. PS (POLIESTIRENO) Es empleado en platos y vasos de usar y tirar. muebles de jardín. papeleras. también denominado corcho blanco o poliespán.000 años. También es el papel film y los envases de yogures. pero está en desuso en los últimos años. zumos. Se puede ver en botellas de agua y de champús. que se pueden encontrar en algunas botellas o bolsas de plástico de un solo uso. Puede tardar en descomponerse entre 100 y 1. hueveras. En caso de que se recicle. Se emplea sobre todo para envases de productos de limpieza del hogar. Tabla con los datos obtenidos: TIPO DE POLI MER O Material utiliza do Propiedades fisicas Soluciones (flota o no flota) Agua destila da Alcoh ol isopro pil Aceite vegetal Glice rina Nombre del polímero A Botell a - Componentes de parafina Flexible en algunas partes Ha sido soplado Cristalina Amorfa Flota No flota Flota No flota PET B Botell a de Cham pú - Rígido Algo cerosa Flota No flota No flota No flota PE-HD C Tubo - Rígido Opaco Tosco No tan suave No flota No flota No flota No flota PVC D Bolsa - Flexible Resistencia a la tensión Suave Liviano Flota Flota Flota Flota LDPE E Jugue tes - No tóxico Flexible en algunas zonas.8. Opaco Flota No flota No flota Flota PP . textoscientificos. 1999. J.A.br/index.F Caja de CD - Muy rígido Flexible Frágil Tiene dos zonas: plástica y elástica. 1998. México. • Budinsky. No flota No flota No flota Flota PS 1. U. México. Thomson Editores..C. “Materiales de Ingeniería y sus Aplicaciones”. 1998.A.S. y otro..com. Limusa Editores. R. • Flim. • Anderson. 1979. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”. Mc Graw -Hill. y otros. Bibliografía http://www. Tipo de fractura: desplazamiento en placas. “Engineering Materials”. y otro. K. . Donal R. “Ciencia de los Materiales”. Prentice – Hall.com/polimeros/estructura • ASKELAND.htm • http://www. México.jorplast.