proyecto 5
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Escuela:
Sec. Gral. Arcelia Ghenno Vázquez.
Nombre de la alumna:
Esthefania Morales.
Nombre de la profesora:
Martha Elena Carreto Meneses.
Materia:
Química 3. Proyecto 1 Bloque 5.
Grado &&’ Grupo:
3° “B”
¿Cómo se sintetiza un
material elástico?
Introducción:
¿Que son los polímeros?
Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o varias
unidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.
Un polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por
el centro, al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas
serían los monómeros y la cadena con las monedas sería el polímero.
La parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las
unidades químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero,
por ejemplo el monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a
lo largo de toda la cadena.
Polietileno = etileno-etileno-etileno-etileno-etileno-……
En función de la repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se
clasifican en:
Homopolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por el
mismo monómero a lo largo de toda su cadena, el polietileno, poliestireno o
polipropileno son ejemplos de polímeros pertenecientes a esta familia.
Copolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2
monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena, el ABS o el SBR son
ejemplos pertenecientes a esta familia.
La formación de las cadenas poliméricas se producen mediante las diferentes
polireacciones que pueden ocurrir entre los monómeros, estas polireacciones se
clasifican en:
Polimerización
Policondensación
Poliadición
En función de cómo se encuentren enlazadas o unidas (enlaces químicos o
fuerzas intermoleculares) y la disposición de las diferentes cadenas que
conforma el polímero, los materiales poliméricos resultantes se clasifican en:
Termoplásticos
Elastómeros
Termoestables
En función de la composición química, los polímeros pueden ser inorgánicos
como por ejemplo el vidrio, o pueden ser orgánicos como por ejemplo los
adhesivos de resina epoxi, los polímeros orgánicos se pueden clasificar a su vez
en polímeros naturales como las proteínas y en polímeros sintéticos como los
materiales termoestables.
Existen diferentes parámetros que miden las propiedades de los polímeros
como el radio de giro, la densidad del polímero, la distancia media entre las
cadenas poliméricas, la longitud del segmento cuasi-estático dentro de las
cadenas poliméricas, etc...
Entre las propiedades que definen las propiedades de los polímeros, las más
importantes son:
La temperatura de transición vítrea del polímero
El peso medio molecular del polímero
La temperatura de transición vítrea determina la temperatura en la cual el
polímero cambia radicalmente sus propiedades mecánicas, cuando la
temperatura de transición vítrea es ligeramente inferior a la temperatura
ambiente el polímero se comporta como un material elástico (elastómero),
cuando la temperatura de transición vítrea es superior a la temperatura
ambiente el polímero se comporta como un material rígido (termoestable).
El peso molecular medio determina de manera directa tanto el tamaño del
polímero así como sus propiedades tanto químicas como mecánicas
(viscosidad, mojado, resistencia a la fluencia, resistencia a la abrasión…),
polímeros con alto peso molecular medio corresponden a materiales muy
viscosos.
Existen un gran abanico de materiales cuya composición se basan en
polímeros, todos los plásticos, los recubrimientos de pintura, los adhesivos, los
materiales compuestos, etc... Son ejemplos de materiales basados en polímeros
que utilizamos en nuestro día a día.
Objetivo:
El propósito de este proyecto:
Es que el alumno identifique el uso que se le da a los polímeros y lo indispensables que pueden ser.
¿Cómo se sintetiza un material elástico?Se pueden sintetizar con ayuda de la polimerización:
La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se denomina polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción
de polimerización para dar lugar al polímero, ésta se clasifica como "polimerización por pasos" o como "polimerización en cadena". En cualquier caso, el tamaño de la cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo
de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hable de masa promedio del polímero.
La polimerización en etapas (condensación) necesita al menos monómeros bifuncionales.
Ejemplo: HOOC--R1--NH2Si reacciona consigo mismo, entonces:
2 HOOC--R1--NH2 <----> HOOC--R1--NH· + ·OC--R1--NH2 + H2O <----> HOOC--R1-NH--CO--R1--NH2 + H2O
Tacticidad de poliestireno, atáctico, sindiotáctico, isotáctico.La estructura puede ser lineal o también ramificada (aparte de poder presentar
entrecruzamientos). También pueden adoptar otras estructuras, por ejemplo radiales.
Polimerización del estireno para del poliestirenon indica el grado de polimerización.
Por otra parte, los polímeros pueden ser lineales, formados por una única cadena de monómeros, o bien esta cadena puede presentar ramificaciones de mayor o
menor tamaño. También se pueden formar entrecruzamientos provocados por el enlace entre átomos de distintas cadenas.
La naturaleza química de los monómeros, su masa molecular y otras propiedades físicas, así como la estructura que presentan, determinan diferentes
características para cada polímero. Por ejemplo, si un polímero presenta entrecruzamiento, el material será más difícil de fundir que si no presentara
ninguno.
Los enlaces de carbono en los polímeros no son equivalentes entre sí, por eso dependiendo del orden estereoquímica de los enlaces, un polímero puede ser: a táctico (sin orden), isotáctico (mismo orden), o sindi táctico (orden alternante) a
esta conformación se la llama tacticidad. Las propiedades de un polímero pueden verse modificadas severamente dependiendo de su estereoquímica.
En el caso de que el polímero provenga de un único tipo de monómero se denomina homopolímero y si proviene de varios monómeros se llama copolimero oheteropolímero. Por ejemplo, el poliestireno es un homopolímero, pues proviene de un único tipo de monómero, el estireno, mientras que si se parte de estireno y
acrilonitrilo se puede obtener un copolímero de estos dos monómeros.En los heteropolímeros los monómeros pueden distribuirse de diferentes maneras,
particularmente para polímeros naturales, los monómeros pueden repetirse de forma aleatoria, informativa (como en los polipéptidos de las proteínas o en los poli nucleótidos de los ácidos nucleicos) o periódica, como en el peptidoglucano o en
algunos polisacáridos.
Caucho. Antecedentes:El caucho es un polímero elástico, cis-1,4-polisopreno, polímero del isopreno o 2-
metilbutadieno. C5H8 que surge como una emulsión lechosa (conocida como látex)
en la savia de varias plantas, pero que también puede ser producido
sintéticamente. La principal fuente comercial de látex son las euforbiáceas, del
género Hevea, como Hevea brasiliensis. Otras plantas que contienen látex son el
ficus euphorkingdom heartsbias y el diente de león común. Se obtiene caucho de
otras especies como Urceola elastica de Asia y la Funtumia elastica de África
occidental. También se obtiene a partir del látex de Castilla elástica, del Kalule
patenium argentatum y de la Gutta-percha palaquium gutta. Hay que notar que
algunas de estas especies como la gutta percha son isómeros trans que tienen la
misma formulación química, es el mismo producto pero con isomeria diferente.
Estas no han sido la fuente principal del caucho, aunque durante la Segunda
Guerra Mundial, hubo tentativas para usar tales fuentes, antes de que el caucho
natural fuera suplantado por el desarrollo del caucho sintético.
En la actualidad el Hevea se cultiva en grandes plantaciones, en algunos casos
propiedad de grandes industrias del neumático, en las que se utilizan injertos de
variedades genéticamente modificadas para optimizar la producción de látex. Las
zonas de mayor producción son China, México, Vietnam y Brasil. Hubo grandes
plantaciones de Heveas en África tropical, Guinea, Liberia y Congo, pero
actualmente el predominio de la producción pertenece al Sudeste asiático.
Técnicas de moldeo del caucho
Moldeo por compresión
Artículo principal: Moldeo por comprensión.
El moldeo por compresión es una técnica en la cual la materia prima -en forma de
polvo- es introducida en un molde calefactado a una temperatura de entre 140 °C
y 160 °C, y sometida a una elevada presión. El calor y la presión se mantienen
hasta que la reacción finaliza. Al cabo de unos minutos -determinados a partir del
espesor de la pieza- se produce la plastificación y curado dentro del mismo molde,
para luego retirar la pieza terminada.
Este método de moldeo es utilizado para producir interruptores de electricidad y
portafusiles, electrodomésticos, maquinarias, medidores de gas y luz, entre otras
aplicaciones.
Moldeo por transferencia
Artículo principal: Moldeo por transferencia.
En el moldeo por transferencia el proceso es similar al anterior, con la diferencia
que la materia prima se precalienta antes de ser introducida en el molde y
transferida hidráulicamente. Este sistema se usa generalmente en moldes con
movimientos y que tenga hoyos, insertos, postizos, etc.
Moldeo por inyección
Artículo principal: Moldeo por inyección.
En el moldeo por inyección la materia prima es colocada en una tolva, y por
gravedad cae dentro de la máquina que, a través de un tornillo calefactado, se
inyecta a presión dentro del molde cerrado, con una temperatura inferior a la de la
materia prima inyectada. Después de unos segundos se retira la pieza terminada.
La presión de la inyección es alta, dependiendo del material que se está
procesando.
El moldeo por inyección es un proceso rápido, muy apto para producir gran
cantidad de productos idénticos. Desde componentes de ingeniería de alta
precisión hasta bienes de consumo de uso común.
Proceso de deshumificación
La des humificación es un proceso mediante el cual, a través de un sistema
automático, se coloca la materia prima a utilizar a niveles deseados de humedad
que son propios de cada material y del producto que se desea fabricar.
Todas las materias primas higroscópicas deben ser sometidas a procesos de des
humificación.
Atemperadores de molde
Los atemperadores son sistemas por medio de los cuales es posible aumentar o
disminuir la temperatura del molde durante el proceso de premoldeado. La
temperatura que debe alcanzar el molde en esta instancia depende de la materia
prima que se va a utilizar. En la mayoría de los casos la información sobre la
temperatura de premoldeado es suministrada por el fabricante.
¿Qué es un polímero de condensación?Los polímeros de condensación son macromoléculas formadas mediante la
reacción entre grupos funcionales complementarios, normalmente de distinta naturaleza como un grupo carboxilo y un alcohol, con la eliminación generalmente
de una molécula pequeña como el agua. El grupo resultante de dicha reacción pasa a formar parte de la cadena principal del polímero, repitiéndose a lo largo de
ella. Existen muchos polímeros de condensación conocidos, como por ejemplo:
poliamidas, proteínas (lana, seda), poliésteres, poliuretanos, resinas fenol/formaldehido, celulosa, poli acetales. Entre muchos otros.
¿Qué es un polímero de adición?
Los polímeros de adición son polímeros en los que en su reacción no se produce
la liberación de compuestos de masa molecular baja. Se lleva a cabo la
polimerización en este tipo de polímeros, cuando está presente un catalizador, que
provoca la unión de un polímero detrás del otro, hasta el final de la reacción. Es
decir, un polímero de adición se forma cuando tiene un catalizador y también una
temperatura favorable para su formación, pues dichos factores harán que el
alguno abra su doble enlace, de manera que quede una valencia libre de cada
átomo de carbono participante, pudiendo así añadirse moléculas de monómeros,
hasta llegar a conseguir un polímero concreto.
Dicha reacción implica siempre que se produzca una ruptura de las uniones entre
monómeros, o también una apertura entre ellas, con el fin de permitir la formación
de una cadena.
Hay cinco reacciones diferentes por adición:
Polimerización de tipo vinilo: Es la reacción de adición en la cual tiene lugar
la suma de pequeñas moléculas de igual tipo debido a la apertura del doble
enlace sin que se produzca eliminación de alguna parte de la molécula.
Polimerización de tipo epóxido
Polimerización alifática de tipo diazoo
Polimerización de tipo a-aminocarboxianhidro: es un tipo de reacción de
adición donde moléculas pequeñas de un mismo tipo se unen entre sí debido a
la ruptura del anillo por la eliminación de una parte de la molécula.
¿Qué es un isopreno?El isopreno o metilbutadieno es un compuesto orgánico con fórmula CH2=C(CH3)-CH=CH2.
A temperatura ambiente es un líquido incoloro muy volátil, debido a su bajo punto de
ebullición y altamente inflamable y de fácil ignición. En contacto con el aire es altamente
reactivo, capaz de polimerizarse de forma explosiva si se calienta. Es un hidrocarburo que
puede dar lugar a polímeros llamados isoprenoides o terpenos.2
Se emplea frecuentemente en la industria y en grandes cantidades se trata de un
contaminante y tóxico que puede hacer daño al medio ambiente. En algunos países
como Estados Unidos el departamento de transporte considera el isopreno un material
peligroso que necesita de marcas especiales.
¿Qué es un cloropreno? Cloropreno es el nombre común del compuesto orgánico 2-cloro-1,3-butadieno,
con una fórmula molecular C4H5Cl. La estructura molecular se muestra en la ficha.
Se usa como monómero en la producción del policloropreno, un caucho sintético.
El policloropreno se conoce también como Neopreno, la marca comercial con la
que DuPont lo desarrolló y lo comercializa actualmente.
Hasta 1960, el cloropreno se producía mediante la síntesis acetilénica. En esta
síntesis, el cloruro de hidrógeno y el acetileno reaccionan según:
Esta síntesis tiene algunas desventajas, como el alto consumo energético y la
gran inversión inicial necesaria.
La síntesis moderna del cloropreno por parte de todos los fabricantes usa
el butadieno de forma diferente. Un átomo de cloro se adiciona a 1,3-butadieno
dando 3,4-dicloro-1-buteno. Posteriormente se elimina un átomo de hidrógeno de
la posición 3 y otro de cloro de la 4 como HCl y se forma un doble enlace entre
los carbonos 3 y 4 de la molécula, obteniéndose cloropreno.
¿Por qué el caucho cambia sus propiedades cuando se le agrega azufre a la estructura?
Amasando bien el caucho con azufre y calentándolo a una temperatura superior a 100 ºC, el azufre se combina químicamente con el caucho y el producto que resulta tiene propiedades mucho más útiles; no se deforma por el calor, no es
quebradizo en frío y sobre todo, no es pegajoso. A demás, si se estira un trozo, recupera después de la tensión su forma primitiva. Los anillos del S8 se abren y se
combinan con los dobles enlaces de las moléculas de caucho formando puentes
de cadenas de azufre de una molécula de caucho a otra y dando lugar a una trama total. Este proceso se llama vulcanización. Distintas sustancias como el negro de
humo y óxidos de zinc y plomo, y muchos productos orgánicos, actúan de acelerones de la vulcanización, dando además un caucho más tenaz y duradero (cámaras para ruedas de automóvil). El caucho natural se considera como un
polímero del isopreno.
¿Qué significa PET?PET o PETE (Polietileno tereftalato): Es el plástico típico de envases de alimentos
y bebidas. Una vez reciclado se puede utilizar en muebles, alfombras, fibras
textiles o piezas de automóvil.
¿Qué significa LDPE? LDPE (Polietileno de baja densidad): Este plástico fuerte, flexible y
transparente se puede encontrar en algunas botellas, bolsas,
muebles o alfombras. Tras su reciclado se puede utilizar de nuevo en
contenedores sobres, tuberías o baldosas.
¿Qué significa HDPE? HDPE (Polietileno de alta densidad): Gracias a su versatilidad y
resistencia química se utiliza sobre todo en envases de leche o
zumos, en productos de limpieza de hogar o químicos industriales.
Se recicla de muy diversas formas, como en tubos, botellas de
detergentes y limpiadores, etc.
Experimento: Materiales:
250ml. De Resistol liquido blanco.
3 Sobres de bórax.
Vaso de precipitados.
3 Vate lenguas.
Soporte universal.
Mechero de bunsen.
Agua.
Colorante.
Procedimiento:1. En un vaso de precipitado de 500ml. Agrega 250ml. De agua.
2._ Agrega de 12-14g de bórax más una pequeña porción de
colorante y agita con tu espátula la mezcla hasta que el bórax
se disuelva por completo.
3._ Cuando se disuelva el bórax agrega poco a poco el
pegamento al agua e ir agitando al mismo tiempo hasta formar
una masa platica.
4._ Sacar la masa del agua y en partes iguales repártela a los
miembros del equipo
5._ Ya teniendo tu porción de masa, empieza a elaborar con
tus manos y ve si rebota.!
Conclusión:Los polímeros (del griego poly: «muchos» y mero: «parte», «segmento»)
son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de
moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales,
entre los más comunes de estos y entre los polímeros sintéticos encontramos
el nailon, el polietileno y la baquelita
La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se
denomina polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción
de polimerización para dar lugar al polímero, esta se clasifica como
"polimerización por pasos" o como "polimerización en cadena". En cualquier caso,
el tamaño de la cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo
de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa
molecular distinta, de ahí que se hable de masa promedio del polímero...
Clasificación:
Polímeros naturales. Existen en la naturaleza muchos polímeros y
las biomoléculas que forman los seres vivos son macromoléculas poliméricas.
Por ejemplo, las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos (como
la celulosa y laquitina), el hule o caucho natural, la lignina, etc.
Polímeros semisintéticos. Se obtienen por transformación de polímeros
naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc.
Polímeros sintéticos. Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir
de los monómeros. Por ejemplo, el nailon, el poli estireno, el Policloruro de
vinilo (PVC), el polietileno, etc.
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Jueves
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material elástico? &’
Caucho
Cuestionario
Video
Practica de laboratorio