1
(Gp:) METÓDICA ANÁLISIS POLIMEROS
Preparación muestra
Separación componentes no poliméricos
Ensayos Físicos
Análisis Elemental
Ensayos Químicos
Métodos Espectroscópicos
Análisis Polímeros
2
1. PREPARACIÓN MUESTRA SÓLIDA
Muestra en polvo
Corte
Serrado
Trituración
Molinos especiales muestra molida separa resto muestra
Enfriar muestras con N2 líquido aumentar fragilidad
Análisis Polímeros
3
(Gp:) 2. SEPARACION COMPONENTES
(Gp:) NATURALEZA
POLIMERO
(Gp:) 2.1. Disolución/Precipitación
(Gp:) 2.2. Extracción Sólido/Líquido
(Gp:) Termoplástico
(Gp:) Termoestable
(Gp:) Análisis Polímeros
4
(Gp:) 2.1. DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN
(Gp:) Elección disolvente polímero
(Gp:) Polímero
(Gp:) Aditivos orgánicos + Aguas
(Gp:) Turbia
(Gp:) Transparente
(Gp:) Filtración
Centrifugación
(Gp:) +
(Gp:) Precipitante
(Gp:) Cargas
minerales
(Gp:) Muestra
(Gp:) +
(Gp:) Disolvente
(Gp:) Disolución
(Gp:) polímero
(Gp:) Aditivos org.
(Gp:) Cargas
minerales
(Gp:) Análisis Polímeros
5
(Gp:) CARACTERÍSTICAS PRECIPITANTE
(Gp:) Miscible
disolvente
(Gp:) Disolvente
aditivos
(Gp:) No disolvente
polímero
(Gp:) Éter etílico
(Gp:) acetona
(Gp:) alcanos
(Gp:) alcoholes
(Gp:) Pruebas miscibilidad tubo ensayo
(Gp:) Análisis Polímeros
6
(Gp:) VENTAJAS
(Gp:) Eliminación
cptos. inorgánicos
(Gp:) No preparación
muestra
(Gp:) Análisis
cuantitativo
(Gp:) DESVENTAJAS
(Gp:) Polímeros
solubles
(Gp:) Gran volumen
disolventes
(Gp:) MÉTODO DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN
(Gp:) Análisis Polímeros
7
(Gp:) 2.2 EXTRACCIÓN SÓLIDO/LÍQUIDO
(Gp:) Similar análisis orgánico convencional
(Gp:) Ebullición a reflujo
Extracción Sohxlet
(Gp:) No disolvente polímero
(Gp:) Aplicación
(Gp:) Polímeros no solubles
(Gp:) Análisis puntual algún aditivo orgánico
(Gp:) Extracción
sólido/líquido
(Gp:) Análisis Polímeros
8
(Gp:) EXTRACCION SÓLIDO/LÍQUIDO
(Gp:) VENTAJAS
(Gp:) Eliminación
aditivos orgánicos
(Gp:) Volumen
disolvente pequeño
(Gp:) Separación
selectiva
(Gp:) DESVENTAJAS
(Gp:) No separa
aditivos inorgánicos
(Gp:) Extracción colas
bajo PM
(Gp:) Tiempos
extracción largos
(Gp:) Análisis Polímeros
9
(Gp:) 3. ENSAYOS FISICOS
(Gp:) Ensayos
Preliminares
(Gp:) Ensayos
Específicos
(Gp:) Comportamiento al calor
Comportamiento combustión
Solubilidad
Ensayo Beilnstein
(Gp:) Tg, Tm
Densidad
Absorción agua
(Gp:) Análisis Polímeros
10
(Gp:) ENSAYOS PRELIMINARES
(Gp:) COMPORTAMIENTO CALOR: PIRÓLISIS
(Gp:) Observación pH vapores
(Gp:) pH básico
(Gp:) Poliamidas
Resinas urea/
melamina
(Gp:) pH ácido
(Gp:) Poliacetato vinilo
Acetato celulosa
(Gp:) pH función mecanismo degradación polímero
(Gp:) pH muy ácido
(Gp:) Policloruro vinilo
Teflón
Caucho clorado
(Gp:) Análisis Polímeros
11
(Gp:) ENSAYOS PRELIMINARES
COMPORTAMIENTO LLAMA
Inflamabilidad
Combustión
Autoextinción
Desprendimiento gases
Color llama
Formación gotas
Formación hollín
Hincha
Reblandece
Funde
Carboniza
Residuo
Análisis Polímeros
12
(Gp:) CLASIFICACION COMPORTAMIENTO LLAMA
(Gp:) GRUPO A
(Gp:) NO ARDE O ARDE
CON DIFICULTAD
(Gp:) MANTIENE LA FORMA O
CARBONIZA LENTAMENTE
(Gp:) POLIFLUOR
(Gp:) CARBONADOS
(Gp:) DESPRENDE OLOR
FORMALDEHIDO
(Gp:) UREA -FORMALDEHIDO
(Gp:) MELAMINA-FORMALDEHIDO
(Gp:) FENOL-FORMALDEHIDO
(Gp:) ENSAYOS PRELIMINARES
(Gp:) Análisis Polímeros
13
(Gp:) GRUPO B
(Gp:) LLAMA VERDE
(Gp:) OLOR GOMA QUEMADA : POLICLOROPRENO
(Gp:) OLOR ACRE : POLICLORURO VINILO
(Gp:) AUTOEXTINGUIBLE
(Gp:) OLOR ACETICO
(Gp:) CHISPAS DE LA LLAMA
(Gp:) ACETATO DE CELULOSA
(Gp:) OLOR DULCE
CENIZA NEGRA
(Gp:) POLICLORURO VINILIDENO
(Gp:) ENSAYOS PRELIMINARES
(Gp:) Análisis Polímeros
14
(Gp:) GRUPO C
(Gp:) ARDEN CON FACILIDAD
(Gp:) ARDE RÁPIDAMENTE
(Gp:) LLAMA BLANCA
(Gp:) NITRATO CELULOSA
(Gp:) OLOR CERA
(Gp:) FUSIÓN MUESTRA
(Gp:) PE
(Gp:) PP
(Gp:) ENSAYOS PRELIMINARES
(Gp:) Análisis Polímeros
15
(Gp:) ENSAYOS PRELIMINARES
(Gp:) PRUEBAS SOLUBILIDAD
(Gp:) XILENO
(Gp:) PE, PP.
(Gp:) THF
(Gp:) Nº alto polímeros
termoplásticos
(Gp:) AC. FÓRMICO
(Gp:) Poliamidas
(Gp:) DMF
(Gp:) Poliuretanos
(Gp:) AGUA
(Gp:) Polialcohol vinílico, Poliácido acrílico
(Gp:) Poliacrilamida, Polióxido etileno, et.
(Gp:) ALGUNOS TERMOPLASTICOS NO SE DISUELVEN EN
(Gp:) DISOLVENTES HABITUALES.
(Gp:) SUPERAR LA TEMPERATURA DE FUSION.
(Gp:) Análisis Polímeros
16
ENSAYOS PRELIMINARES
ENSAYO BEILSTEIN
Detección cloro
Cobre en contacto material clorado en caliente
desprende CuCl2.
Aparición llama muy luminosa color verde
Análisis Polímeros
17
(Gp:) ENSAYOS ESPECIFICOS
(Gp:) Puntos Transición
(Gp:) Polímeros
amorfos
(Gp:) Reblandecen (Tg)
Fluyen (Intervalo amplio Tª)
(Gp:) Polímeros
cristalinos
(Gp:) Reblandecen (Tg)
Fluyen (Intervalo estrecho Tª)
(Gp:) Polímeros
termoestables
(Gp:) No fluyen
(Gp:) Se degradan a Tªs > Tª flujo
Análisis Polímeros
18
(Gp:) ENSAYOS ESPECIFICOS
(Gp:) Medida Densidad
(Gp:) Picnometría
(Gp:) Tubo gradiente
densidad
(Gp:) camisa agua
(Gp:) regla
(Gp:) mezcla líquidos
(Gp:) calibradores
(Gp:) Análisis Polímeros
19
(Gp:) CONTENIDO AGUA
(Gp:) Presencia agua efecto adverso propiedades polímeros
(Gp:) METODO KARL – FISHER
(Gp:) VALORACION AGUA REACTIVO ESPECIAL
(Gp:) Necesidad secado muestras eliminación agua
(Gp:) Algunos casos deseable conocer contenido agua
(Gp:) Disolución metanólica de yodo, dióxido azufre y piridina
(Gp:) Algunos cptos (cetonas y aldehidos) interfieren reactivo
(Gp:) Análisis Polímeros
20
(Gp:) ANALISIS ELEMENTAL
(Gp:) FUSION CON SODIO
(Gp:) REDUCCION ELEMENTOS ESTADO IONICO
(Gp:) MUESTRA POLIMERO
PURA
(Gp:) +
(Gp:) Na
(Gp:) Calentamiento
llama lograr
fusión
(Gp:) MeOH
(Gp:) Eliminación Na
(Gp:) Análisis Polímeros
21
(Gp:) ACIDIFICAR CON A. ACETICO + ACETATO DE PLOMO
(Gp:) PRECIPITADO NEGRO (SULFURO PLOMO)
(Gp:) ANALISIS ELEMENTAL
(Gp:) ELEMENTOS IDENTIFICAR
(Gp:) AZUFRE
(Gp:) FLUOR
(Gp:) ACIDIFICAR CON A. ACETICO + CaCl2 saturada
PRECIPITADO GELATINOSO
(Gp:) Análisis Polímeros
22
(Gp:) CLORO
(Gp:) ANALISIS ELEMENTAL
(Gp:) ACIDIFICAR CON HNO3 diluido + AgNO3
(Gp:) BROMO
(Gp:) HALOGENOS
(Gp:) PRECIPITADO BLANCO soluble en NH4OH
(Gp:) PRECIPITADO amarillo no muy soluble
en NH4OH
(Gp:) YODO
(Gp:) PRECIPITADO amarillo insoluble en NH4OH
(Gp:) Análisis Polímeros
23
(Gp:) ENSAYOS QUIMICOS
(Gp:) 1. Indice ácidez
(Gp:) Polímeros con grupos ácido carboxílico
(Gp:) Nº mg KOH necesario para neutralizar 1 g de material
(Gp:) I. A. = 56.1 V N / M
(Gp:) V = volumen KOH
N = normalidad KOH
M = masa muestra
(Gp:) VALORACION TIPICA, FENOFTALEINA COMO INDICADOR
(Gp:) Análisis Polímeros
24
(Gp:) ENSAYOS QUIMICOS
(Gp:) 2. Indice saponificación
(Gp:) Polímeros con grupos saponificables
(ácidos, ésteres, anhídridos)
(Gp:) Nº mg KOH necesario para reaccionar con grupos
saponificables en 1 g de material
(Gp:) I. S. = 56.1(N1V1 -N2V2)/M
(Gp:) V1 = volumen KOH
V2 = volumen HCl
N1 = normalidad KOH
N2 = normalidad HCl
M = masa muestra
(Gp:) HIDRÓLISIS MATERIAL PREVIA VALORACION
(Gp:) Análisis Polímeros
25
(Gp:) ENSAYOS QUIMICOS
(Gp:) Condiciones hidrólisis en función de la resistencia
hidrólisis material
(Gp:) Material a reflujo con KOH etanólica o etilenglicol monoetil éter
(Gp:) Exceso de KOH se valora con HCl
(Gp:) I. S. Depende de:
(Gp:) posición grupos
cadena polimérica
(Gp:) impedimento
estérico
(Gp:) cristalinidad
(Gp:) tacticidad
(Gp:) Análisis Polímeros
26
(Gp:) ENSAYOS QUIMICOS
(Gp:) 3. Indice hidroxilo
(Gp:) Información del nº hidroxilos libres (alcohol y fenol)
(Gp:) Acetilación con anhídrido acético en piridina
o Anhídrido ftálico (aldehídos, aminas 1ª y 2ª, fenoles)
(Gp:) mg KOH equivalente al anhídrido acético que reaccionan
con OH en 1g muestra
(Gp:) I. OH. = 56.1(N1V1 -N2V2)/M
(Gp:) V1 = volumen KOH blanco
V2 = volumen KOH
N1 = normalidad KOH blanco
N2 = normalidad KOH
M = masa muestra
(Gp:) Análisis Polímeros
27
(Gp:) 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 tiosulfato
N = Normalidad tiosulfato
Análisis Polímeros