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ANÁLISIS DE POLIMEROS
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METÓDICA DE ANÁLISIS DE LOS POLIMEROS
1. Preparación de la muestra
2. Separación de los componentes no poliméricos
3. Ensayos Físicos
4. Análisis Elemental
5. Ensayos Químicos
6. Métodos Espectroscópicos
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1. PREPARACIÓN MUESTRA SÓLIDA
Tener
Muestra en polvo
CorteSerrado
Trituración
Molinos especiales muestra molida se separa restomuestra
Enfriar las muestras con N2 líquido para aumentar sufragilidad
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2. SEPARACION COMPONENTES
NATURALEZAPOLIMERO
2.1. Disolución/Precipitación
2.2. Extracción Sólido/Líquido
Termoplástico
Termoestable
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Elección disolvente del polímero
Polímero Aditivos orgánicos + Aguas
TurbiaTransparente
FiltraciónCentrifugación
+
Precipitante Cargasminerales
Muestra + Disolvente Disoluciónpolímero
Aditivos org.
Cargasminerales
2.1. DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN
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Miscibledisolvente
Disolventeaditivos
No disolventepolímero
Éter etílico
acetona
alcanos
alcoholes
Pruebas miscibilidad tubo ensayo
CARACTERÍSTICAS PRECIPITANTE
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VENTAJAS VENTAJAS
Eliminacióncptos. inorgánicos
No preparaciónmuestra
Análisiscuantitativo
DESVENTAJASDESVENTAJAS
Polímerossolubles
Gran volumendisolventes
MÉTODO DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN
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2.2 EXTRACCIÓN SÓLIDO/LÍQUIDO
Similar análisis orgánico convencional
a. Ebullición a reflujo
b. Extracción Sohxlet
No disolvente polímero
Aplicación
Polímeros no solubles
Análisis puntual algún aditivo orgánico
Extracción
sólido/líquido
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EXTRACCION SÓLIDO/LÍQUIDO
VENTAJAS
Eliminaciónaditivos orgánicos
Volumendisolvente pequeño
Separación
selectiva
DESVENTAJASDESVENTAJAS
No separaaditivos inorgánicos
Extracción colasbajo PM
Tiemposextracción largos
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3. ENSAYOS FISICOS3 ENSAYOS FÍSICOS
EnsayosPreliminares
EnsayosEspecíficos
Comportamiento al calor
Comportamiento combustiónSolubilidadEnsayo Beilnstein
Tg, TmDensidad Absorción agua
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ENSAYOS PRELIMINARES
COMPORTAMIENTO AL CALOR: PIRÓLISIS
Observación pH vapores
pH básico
PoliamidasResinas urea/
melamina
pH ácido
Poliacetato vinilo Acetato celulosa
pH función mecanismo degradación polímero
pH muy ácido Policloruro viniloTeflón
Caucho clorado
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ENSAYOS PRELIMINARES
COMPORTAMIENTO LLAMAInflamabilidad
Combustión
Autoextinción
Desprendimiento gases
Color llama
Formación gotas
Formación hollín
HinchaReblandeceFundeCarbonizaResiduo
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CLASIFICACION DEL COMPORTAMIENTO LLAMA
GRUPO A
NO ARDE O ARDECON DIFICULTAD
MANTIENE LA FORMA OCARBONIZA LENTAMENTE
POLIFLUOR
CARBONADOS
DESPRENDE OLORFORMALDEHIDO
UREA -FORMALDEHIDO
MELAMINA-FORMALDEHIDO
FENOL-FORMALDEHIDO
ENSAYOS PRELIMINARES
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GRUPO BLLAMA VERDE
OLOR GOMA QUEMADA : POLICLOROPRENO
OLOR ACRE : POLICLORURO VINILO
AUTOEXTINGUIBLE
OLOR ACETICO
CHISPAS DE LA LLAMA
ACETATO DE CELULOSA
OLOR DULCECENIZA NEGRA POLICLORURO VINILIDENO
ENSAYOS PRELIMINARES
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GRUPO C
ARDEN CON FACILIDAD
ARDE RÁPIDAMENTE
LLAMA BLANCA
NITRATO CELULOSA
OLOR CERA
FUSIÓN MUESTRA
PE
PP
ENSAYOS PRELIMINARES
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ENSAYOS PRELIMINARES
PRUEBAS SOLUBILIDAD
XILENO
PE, PP.
THF
Nº alto polímerostermoplásticos
AC. FÓRMICO
Poliamidas
DMF
Poliuretanos
AGUA
Polialcohol vinílico, Poliácido acrílico
Poliacrilamida, Polióxido etileno, et.
ALGUNOS TERMOPLASTICOS NO SE DISUELVEN EN
DISOLVENTES HABITUALES.
SUPERAR LA TEMPERATURA DE FUSION.
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ENSAYOS PRELIMINARES
ENSAYO BEILSTEIN
Detección cloro
Cobre en contacto material clorado en calienteForma CuCl2. debido al desprendimiento de cloro
Aparición llama muy luminosa color verde
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ENSAYOS ESPECIFICOS
Puntos Transición
Polímerosamorfos
Reblandecen (Tg)Fluyen (Intervalo amplio Tª)
Polímeroscristalinos Reblandecen (Tg)Fluyen (Intervalo estrecho Tª)
Polímerostermoestables No fluyen
Se degradan a Tªs > Tª flujo
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ANALISIS ELEMENTAL
FUSION CON SODIO
REDUCCION ELEMENTOS ESTADO IONICO
MUESTRA POLIMEROPURA + Na (s)
Calentamientollama lograr fusión
MeOH
Eliminación Na
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20
ACIDIFICAR con A. ACETICO + ACETATO DE PLOMO
PRECIPITADO NEGRO (SULFURO PLOMO)
ANALISIS ELEMENTAL
ELEMENTOS IDENTIFICAR AZUFRE
FLUOR
ACIDIFICAR con A. ACETICO + CaCl2 saturada
PRECIPITADO GELATINOSO
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CLORO
ANALISIS ELEMENTAL
ACIDIFICAR CON HNO3 diluido + AgNO3
BROMO
HALOGENOS
PRECIPITADO BLANCO soluble en NH4OH
PRECIPITADO amarillo no muy solubleen NH4OH
YODO PRECIPITADO amarillo insoluble en NH4OH
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ENSAYOS QUIMICOS
1. Índice acidez
Polímeros con grupos ácido carboxílico
Nº mg KOH necesario para neutralizar 1 g de material
I. A. = 56.1 V N / MV = volumen KOHN = normalidad KOH
M = masa muestra
VALORACION TIPICA, FENOFTALEINA COMO INDICADOR
l l
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ENSAYOS QUIMICOS
2. Índice de saponificaciónPolímeros con grupos saponificables(ácidos, ésteres, anhídridos)
Nº mg KOH necesario para reaccionar con grupossaponificables en 1 g de material
I. S. = 56.1(N1V1 -N2V2)/M V1 = volumen KOHV2 = volumen HCl
N1 = normalidad KOHN2 = normalidad HClM = masa muestra
HIDRÓLISIS MATERIAL PREVIA VALORACION
Análisis Polímeros
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ENSAYOS QUIMICOS
Condiciones de hidrólisis en función de la resistencia a la
hidrólisis del material
Material a reflujo con KOH etanólica o etilenglicol monoetil éter
Exceso de KOH se valora con HCl
I. S. Depende de:
posición gruposcadena polimérica
impedimentoestérico
cristalinidad
tacticidad
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ENSAYOS QUIMICOS
3. Índice de hidroxiloInformación del nº hidroxilos libres (alcohol y fenol)
Acetilación con anhídrido acético en piridina
o Anhídrido ftálico (aldehídos, aminas 1ª y 2ª, fenoles)
mg KOH equivalente al anhídrido acético que reaccionancon OH en 1g muestra
I. OH. = 56.1(N1V1 -N2V2)/M
V1 = volumen KOH blancoV2 = volumen KOHN1 = normalidad KOH blancoN2 = normalidad KOHM = masa muestra
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ENSAYOS QUIMICOS
4. Índice de yodoMedida del grado de insaturación,adición yodo dobles y triples enlaces
Método Wijs: ICl3 + CH3COOH glacial
I.I. = 126.9(V N blanco - V N ensayo)
V = V tiosulfatoN = Normalidad tiosulfato