analisis de polimeros

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METÓDICA ANÁLISIS POLIMEROS

1. Preparación muestra

2. Separación componentes no poliméricos

3. Ensayos Físicos

4. Análisis Elemental

5. Ensayos Químicos

6. Métodos Espectroscópicos

Análisis Polímeros

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1. 1. PREPARACIÓN MUESTRA SÓLIDAPREPARACIÓN MUESTRA SÓLIDA

Muestra en polvoCorteSerradoTrituración

Molinos especiales muestra molida separa resto muestra

Enfriar muestras con N2 líquido aumentar fragilidad


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2. SEPARACION COMPONENTES2. SEPARACION COMPONENTES

NATURALEZA POLIMERO

2.1. Disolución/Precipitación

2.2. Extracción Sólido/Líquido

Termoplástico

Termoestable


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2.1. DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN

Elección disolvente polímero

Polímero Aditivos orgánicos + Aguas

TurbiaTurbiaTransparente

FiltraciónCentrifugación

+

Precipitante Cargas minerales

Muestra + Disolvente Disolución

polímero

Aditivos org.

Cargas minerales


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CARACTERÍSTICAS PRECIPITANTE

Miscible disolvente

Disolventeaditivos

No disolventepolímero

Éter etílico

acetona

alcanos

alcoholes

Pruebas miscibilidad tubo ensayo


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VENTAJAS

Eliminación cptos. inorgánicos

No preparaciónmuestra

Análisiscuantitativo

DESVENTAJAS

Polímeros solubles

Gran volumendisolventes

MÉTODO DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN


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2.2 EXTRACCIÓN SÓLIDO/LÍQUIDO

Similar análisis orgánico convencional

a. Ebullición a reflujob. 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

Eliminación aditivos orgánicos

Volumen disolvente pequeño

Separaciónselectiva

DESVENTAJAS

No separa aditivos inorgánicos

Extracción colas bajo PM

Tiempos extracción largos


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3. ENSAYOS FISICOS

Ensayos Preliminares

EnsayosEspecíficos

Comportamiento al calorComportamiento combustión

SolubilidadEnsayo Beilnstein

Tg, TmDensidad

Absorción agua


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ENSAYOS PRELIMINARES

COMPORTAMIENTO CALOR: PIRÓLISIS

Observación pH vapores

pH básico

PoliamidasResinas urea/

melamina

pH ácido

Poliacetato viniloAcetato celulosa

pH función mecanismo degradación polímero

pH muy ácido

Policloruro viniloTeflónCaucho clorado


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COMPORTAMIENTO LLAMA

Inflamabilidad

Combustión

Autoextinción

Desprendimiento gases

Color llama

Formación gotas

Formación hollín

HinchaReblandeceFundeCarbonizaResiduo


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CLASIFICACION COMPORTAMIENTO LLAMAGRUPO A

NO ARDE O ARDE CON DIFICULTAD

MANTIENE LA FORMA O CARBONIZA LENTAMENTE

POLIFLUOR

CARBONADOS

DESPRENDE OLOR FORMALDEHIDO

UREA -FORMALDEHIDO

MELAMINA-FORMALDEHIDO

FENOL-FORMALDEHIDO



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GRUPO BLLAMA VERDE

OLOR GOMA QUEMADA : POLICLOROPRENO

OLOR ACRE : POLICLORURO VINILO

AUTOEXTINGUIBLE

OLOR ACETICO

CHISPAS DE LA LLAMAACETATO DE CELULOSA

OLOR DULCECENIZA NEGRA POLICLORURO VINILIDENO



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GRUPO C

ARDEN CON FACILIDAD

ARDE RÁPIDAMENTE

LLAMA BLANCA

NITRATO CELULOSA

OLOR CERA

FUSIÓN MUESTRA

PE

PP



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PRUEBAS SOLUBILIDAD

XILENO

PE, PP.

THF

Nº alto polímeros termoplásticos

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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ENSAYO BEILSTEIN

Detección cloro

Cobre en contacto material clorado en calientedesprende CuCl2.

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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ENSAYOS ESPECIFICOS

Medida Densidad

Picnometría

Tubo gradientedensidad

camisa agua

regla

mezcla líquidos

calibradores


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CONTENIDO AGUA

Presencia agua efecto adverso propiedades polímeros

METODO KARL - FISHER

VALORACION AGUA REACTIVO ESPECIAL

Necesidad secado muestras eliminación agua

Algunos casos deseable conocer contenido agua

Disolución metanólica de yodo, dióxido azufre y piridina

Algunos cptos (cetonas y aldehidos) interfieren reactivo


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ANALISIS ELEMENTAL

FUSION CON SODIO

REDUCCION ELEMENTOS ESTADO IONICO

MUESTRA POLIMEROPURA

+ NaCalentamiento

llama lograrfusión

MeOH

Eliminación Na


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ACIDIFICAR CON A. ACETICO + ACETATO DE PLOMO

PRECIPITADO NEGRO (SULFURO PLOMO)

ANALISIS ELEMENTAL

ELEMENTOS IDENTIFICARAZUFRE

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 soluble en NH4OH

YODO PRECIPITADO amarillo insoluble en NH4OH


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ENSAYOS QUIMICOS

1. Indice ácidez

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 KOHM = masa muestra

VALORACION TIPICA, FENOFTALEINA COMO INDICADOR


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ENSAYOS QUIMICOS

2. Indice saponificación

Polímeros con grupos saponificables (ácidos, ésteres, anhídridos)

Nº mg KOH necesario para reaccionar con grupos saponificables en 1 g de material

I. S. = 56.1(N1V1 -N2V2)/M V1 = volumen KOHV2 = volumen HClN1 = normalidad KOHN2 = normalidad HClM = masa muestra

HIDRÓLISIS MATERIAL PREVIA VALORACION


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ENSAYOS QUIMICOS

Condiciones hidrólisis en función de la resistencia hidrólisis material

Material a reflujo con KOH etanólica o etilenglicol monoetil éter

Exceso de KOH se valora con HCl

I. S. Depende de:

posición grupos cadena polimérica

impedimentoestérico

cristalinidad

tacticidad


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ENSAYOS QUIMICOS

3. Indice hidroxilo

Información del nº hidroxilos libres (alcohol y fenol)

Acetilación con anhídrido acético en piridinao Anhídrido ftálico (aldehídos, aminas 1ª y 2ª, fenoles)

mg KOH equivalente al anhídrido acético que reaccionan con 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. Indice de yodo

Medida del grado de insaturación, adición yodo dobles y triples enlaces

Método Wijs: ICl3 + CH3COOH glacial

Adición disolución acuosa 20% IK y valoración con Na2S2O3

I.I. = 126.9(V N blanco - V N ensayo)

V = V tiosulfatoN = Normalidad tiosulfato


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