Analisis de Polimeros 2009

7/15/2019 Analisis de Polimeros 2009

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ANÁLISIS DE POLIMEROS



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



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



2. SEPARACION COMPONENTES

NATURALEZAPOLIMERO

2.1. Disolución/Precipitación

2.2. Extracción Sólido/Líquido

Termoplástico

Termoestable



Elección disolvente del polímero

Polímero Aditivos orgánicos + Aguas

TurbiaTransparente

FiltraciónCentrifugación

+

Precipitante Cargasminerales

Muestra + Disolvente Disoluciónpolímero

Aditivos org.

Cargasminerales

2.1. DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN



Miscibledisolvente

Disolventeaditivos

No disolventepolímero

Éter etílico

acetona

alcanos

alcoholes

Pruebas miscibilidad tubo ensayo

CARACTERÍSTICAS PRECIPITANTE



VENTAJAS VENTAJAS

Eliminacióncptos. inorgánicos

No preparaciónmuestra

Análisiscuantitativo

DESVENTAJASDESVENTAJAS

Polímerossolubles

Gran volumendisolventes

MÉTODO DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN



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



EXTRACCION SÓLIDO/LÍQUIDO

VENTAJAS

Eliminaciónaditivos orgánicos

Volumendisolvente pequeño

Separación

selectiva

DESVENTAJASDESVENTAJAS

No separaaditivos inorgánicos

Extracción colasbajo PM

Tiemposextracción largos



3. ENSAYOS FISICOS3 ENSAYOS FÍSICOS

EnsayosPreliminares

EnsayosEspecíficos

Comportamiento al calor

Comportamiento combustiónSolubilidadEnsayo Beilnstein

Tg, TmDensidad Absorción agua



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




COMPORTAMIENTO LLAMAInflamabilidad

Combustión

Autoextinción

Desprendimiento gases

Color llama

Formación gotas

Formación hollín

HinchaReblandeceFundeCarbonizaResiduo



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




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




GRUPO C

ARDEN CON FACILIDAD

ARDE RÁPIDAMENTE

LLAMA BLANCA

NITRATO CELULOSA

OLOR CERA

FUSIÓN MUESTRA

PE

PP





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.




ENSAYO BEILSTEIN

Detección cloro

Cobre en contacto material clorado en calienteForma CuCl2. debido al desprendimiento de cloro

Aparición llama muy luminosa color verde



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



ANALISIS ELEMENTAL

FUSION CON SODIO

REDUCCION ELEMENTOS ESTADO IONICO

MUESTRA POLIMEROPURA + Na (s)

Calentamientollama lograr fusión

MeOH

Eliminación Na



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



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



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



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



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



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



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

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