jueves, 18 de octubre de 2012

indice de fluidez



Indice de Fluidez

Objetivo: Comprobar la fluidez que tiene un silicon al pasar por un calor especifico aplicando a su vez un esfuerzo mecanico.
Material:
o   Plastómero
o   Silicon
o   Cortador
o   Equipo de seguridad
o   Balanza analitica
o   Cronometro
Teoria:
Es una medida indirecta de la masa, moléculas y de la Procesabilidad de los termoplásticos.
Esta propiedad se utiliza particularmente para indicarla uniformidad de la tasa y flujo del polímero en un proceso de transformación y como una herramienta básica para el control de la calidad y la aceptación de los productos entrantes.
De acuerdo con la norma ISO 1133 y ASTM D1238, el MFI es el peso del polímero fundido a través de una boquilla estándar (2.095 x 8 mm) a una temperatura dada y con un peso estándar aplicado al pistón, que empuja la muestra.


El índice de fluidez consiste en tomar una cantidad de polímero a unatemperaturaconocida arriba de su Tg y obligarlo con la fuerza de gravedad y un peso dado a travésde un orificio por un tiempo determinado.

Su formula es :
g/10min(--Kg)



Procedimiento:
1.- Cortamos las baritas de silicon de 5cm cada trozo hasta tener 10 para que al momento de introducirlas todo el material esten dentro del plastómero.
2.- Colocamos un trozo de silicon dentro del plastómero y enseguida procedimos a poner el peso sobre la muestra para que ejersa la fuerza necesaria para que salga el fluido por la boquilla. Al hacer esto se debe de tomar tiempo y registrarlo junto con su muestra.
3.- Al terminar de salir la muestra se corta y se deja sobre el porta muestra para que se enfrie y poderla pesar.
4.-  Se repiten los pasos 2 y 3 con las 10 muestras correspondientes.
*NOTA: el plastómero que estabamos utilizando creo un corto y quemo el cable que va hacia la resistencia. Por este motivo suspendimos la realizacion de esta practica obteniendo solo una muestra correcta.
Resultados:
Esta muestra fue del primer intento, salio así con bolitas debido a la presion que se le ejercia al peso que se le aplicaba al material.






Primera muestra correcta con un tiempo de 58seg y un peso de 1727.7 mg



Imágenes durante la práctica:






Conclusiones:
No pudimos lograr la práctica con éxito debido a nuestro accidente pero lo más importante es que conocimos el funcionamiento en un plastómero y lo que se necesita con respecto al material a utilizar. Así que conocimos el funcionamiento y aunque no alcanzamos a sacar resultados con una cantidad numérica como teórica e hipotética esta práctica nos ilustro su funcionamiento.


*Poliuretano*


Síntesis Del Poliuretano

Objetivo: Realizar la sintetización con diferentes porciones de Poliol y MDI respectivamente para obtener como producto una  espuma.

Material:
o   Balanza analítica
o   Pipetas
o   Aluminio
o   Equipo de protección
o   Poliol
o   MDI
o   Agitador
o   Cajas de petri

Porción
Poliol
MDI
2:1
5 g
2.5 g
3:1
4.5 g
1.5 g
4:1
4 g
1 g

Procedimiento:
1.- Elaboramos pequeñas cajitas de aluminio para allí colocar las diferentes porciones de las sustancias.
2.- Pesamos el Poliol y el MDI respectivamente, colocando en cada cajita a cada una de sus mediciones.
3.- En las cajas de petri vertimos primero el Poliol y enseguida el MDI, al mismo tiempo en que se vertía esta segunda sustancia se necesita estar agitando para evitar una equivocada reacción. Al estar haciendo esto se necesita una buena mezcla para que todo se utilice y de el resultado esperado.
4.- Cuando estos comienzan a reaccionar se puede observar con claridad como es que se van espumando.
5.- Los mismos pasos se repiten para las 3 porciones.
*NOTA: Nuestra sintetización resulto buena, pero al dejarla en un lugar semi-humedo para que terminaran de reaccionar correctamente se contrajeron quedando no tan espumados como se esperaba.

Teoría:
Poliuretanos
Son polímeros muy versátiles que pueden ser utilizados en diferentes aplicaciones. Se Preparan por reacción de un isocianato, un macroglicol (tipo poliéster o poliéter) y un extendedor de cadena (glicol o amina): adicionalmente también se pueden incluir otros aditivos, tales como cargas y resinas de diferente naturaleza.

Polioles
Son polímeros de cadenas cortas que aportan en sus puntas grupos OH. Reciben el nombre de Poliol por este carácter de polímero corto.
Mientras que los polioles utilizados en la fabricación de espumas flexibles, recubrimientos, adhesivos y elastómeros, generalmente tienen una funcionalidad (f) de 2 ó 3 (dos o tres grupos OH), los polioles utilizados en la fabricación de espumas rígidas tienen una funcionalidad de 4 o superior.
Los polioles más comúnmente utilizados para la fabricación de espumas rígidas están sintetizados sobre la  base de sacarosa (f = 8), sorbitol (f = 6), pentaeritritol   (f = 4), y poliaminas alifáticas o aromáticas tales como etilendiamina, dietilentriamina, tolilendiamina y productos de condensación de anilina y formaldehído.
Los poliéteres-polioles se sintetizan por la adición de óxido de propileno u óxido de etileno, a un Poliol base, (como podría ser la sacarosa). La adición de óxido de etileno produce un alcohol primario, mientras que el óxido de propileno produce un alcohol secundario. Pese a que la reacción de un alcohol primario con isocianato es dos o tres veces más rápida que con un alcohol secundario, estos últimos son más resistentes al agua, poseen mejor solubilidad a los agentes de espumado (fluorocarbonados) y mejor compatibilidad con los isociantos, por lo que suelen ser más utilizados.
http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pu/materiasprimas.htm suelen   ser más utilizados.
MDI (Difenilmetano-4, 4’-diisocianato): EL MDI es un isocianato aromático que se obtiene por reacción de condensación de formaldehido y anilina, con posterior fosgenación.
El proceso de poliadición del isocianato es posible debido a la elevada reactividad del grupo –N=C=O con compuestos que contienen hidrógenos activos, tales como los alcoholes, el agua, las aminas y los ácidos carboxílicos. Debido a la facilidad de reacción del MDI con el agua, es recomendable conservarlo en atmosfera anhídrida, ya que el efecto deletéreo de dicha reacción daría lugar a una deficiente reticulación y a la total degradación del poliuretano.

rua.ua.es/dspace/.../1/Sánchez%20Adsuar,%20Mª%20Salvadora.pdf




Resultados:

     
Poliol                                                     




MDI











Caracterización del Poliuretano
Teoría sobre las siguientes pruebas
Pruebas a la flama
Las pruebas de flamabilidad, sirven para clasificar a los materiales plásticos de acuerdo a su comportamiento cuando se someten a la flama.


Pruebas mecánicas
Las propiedades mecánicas de un material describen el modo en que este responde a la aplicación de una fuerza o carga. Solamente se pueden ejercer tres tipos de fuerzas mecánicas que afecten a los materiales: compresión, tensión y cizalla. En la figura se muestra la acción esas tres fuerzas:                 Los tres tipos de tensión son:   

Las prue­bas mecánicas consideran estas fuerzas por separado o combinadas. Las pruebas de tracción, compresión y cizalla sirven sola para medir una fuerza, mientras que las de flexión, impacto y dureza implican dos o más fuerzas simultáneas.

Resistencia a la tracción y elongación de rotura
La resistencia a la tracción o tenacidad es el máximo esfuerzo que un material puede resistir antes de su rotura por estiramiento desde ambos extremos con temperatura, humedad y velocidad especificadas.
El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente.

Resistencia a la abrasión
Se llama resistencia a la abrasión a la habilidad de un material para resistir acciones mecánicas como frotamiento, rascado, molienda, arenado o erosión que tiende progresivamente sa­car material de su superficie. Las normas ASTM son la D 1044 y la D 1242.
La abrasión, desgaste de superficies, se relaciona con la fricción. Propiedad compleja, es di­fícil de analizar y medir. Pese a que varias máquinas se han propuesto para los ensayos acele­rados, ninguno es aún satisfactorio.
En los plásticos, la abrasión o resistencia al uso es importante en casos como cojinetes, rodamientos y engranajes.







Ø Comportamiento a la flama

Poliuretano 1:1


Combustibilidad
        
         Difícil
ü Fácil

Color a la Flama

Naranja/Rojizo con 3cm de altura

Duración de la Flama

          Autoextinguible
ü Continua ardiendo


Alteración de la Masa

         Se funde
         Funde y gotea
ü Carboniza


Color de humo

         Blanco
ü Negro


Olor de vapores

         Muy picante (cloro)

Identificación


         Poliuretano




Poliuretano 1:1

Ø Pruebas de Apariencia
Es rígido, tiene una superficie lisa con porosidades y es completamente opaco.

Ø Pruebas Mecánicas
Uña.- Si se marcó pero muy poco.
Alambre.- Quedo marcado el trayecto hecho con el alambre.
    Clavo.- Se marco bastante y empezó a desmenuzarse.

Ø Pruebas Térmicas
Si se logro a marcar muy bien el ombligo al hacer esta prueba pero llegamos a la conclusión gracias a nuestra profesora que solo se marco por ser un espumante pero no significa que por tener ombligo es termoplástico al contrario ya que estamos tratando con un termofijo.

Ø Pruebas de Cortar Muestra
Se desmenuza es decir, estamos utilizando un termofijo.


Ø Prueba de Densidad
Flota tanto con el agua sola y al poner jabón en el agua igual.




Ø Comportamiento a la flama

Poliuretano 2:1


Combustibilidad
        
         Difícil
ü Fácil

Color a la Flama

Rojiza con un poco de amarillo y una altura aproximada de 3-4 centímetros.


Duración de la Flama

          Autoextinguible
ü Continua ardiendo


Alteración de la Masa

         Se funde
         Funde y gotea
ü Carboniza


Color de humo

         Blanco
ü Negro


Olor de vapores

         Cloro (picante)

Identificación


         Poliuretano



Poliuretano 2:1

Ø Pruebas de Apariencia
Es flexible, tiene una superficie rugosa y es completamente opaco.

Ø Pruebas Mecánicas
Uña.- Si alcanza a rasgar.
Alambre.- Fue con el que más quedo marcado.
    Clavo.-  Se marco ligeramente.

Ø Pruebas Térmicas
Si se logro a marcar muy bien el ombligo al hacer esta prueba pero llegamos a la conclusión gracias a nuestra profesora que solo se marco por ser un espumante pero no significa que por tener ombligo es termoplástico al contrario ya que estamos tratando con un termofijo.

Ø Pruebas de Cortar Muestra
Se desmenuza es decir, estamos utilizando un termofijo.


Ø Prueba de Densidad
Flota tanto con el agua sola y al poner jabón en el agua igual.





Ø Comportamiento a la flama

Poliuretano 3:1


Combustibilidad
        
         Difícil
ü Fácil

Color a la Flama

Rojizo naranja con una altura de 6cm.


Duración de la Flama

          Autoextinguible
ü Continua ardiendo


Alteración de la Masa

         Se funde
         Funde y gotea
ü Carboniza


Color de humo

         Blanco
ü Negro


Olor de vapores

         Cloro (picante)

Identificación


         Poliuretano




Poliuretano 3:1

Ø Pruebas de Apariencia
Es flexible, tiene una superficie un poco rugosa y a la vez con partes lisas y pequeñas porosidades y es opaco.

Ø Pruebas Mecánicas
Uña.-  No rasga ni queda marcado.
Alambre.- Sí deja marcada la muestra.
    Clavo.-  Se rasga pero no lo modifica mucho.

Ø Pruebas Térmicas
Si se logro a marcar muy bien el ombligo al hacer esta prueba pero llegamos a la conclusión gracias a nuestra profesora que solo se marco por ser un espumante pero no significa que por tener ombligo es termoplástico al contrario ya que estamos tratando con un termofijo.

Ø Pruebas de Cortar Muestra
Se desmenuza es decir, estamos utilizando un termofijo.

                    
Ø Prueba de Densidad
Flota tanto con el agua sola y al poner jabón en el agua igual.




Ø Comportamiento a la flama

Poliuretano 4:1


Combustibilidad
        
         Difícil
ü Fácil

Color a la Flama

Rojizo amarillento con una altura de 7cm.


Duración de la Flama

          Autoextinguible
ü Continua ardiendo


Alteración de la Masa

         Se funde
ü Funde y gotea
    Carboniza


Color de humo

         Blanco
ü Negro


Olor de vapores

         Picante muy fuerte

Identificación


         Poliuretano




Poliuretano 4:1

Ø Pruebas de Apariencia
Es flexible, tiene una superficie lisa con algunas porosidades y es completamente opaco.

Ø Pruebas Mecánicas
Uña.-  Se rasga un poco y como la muestra es delgada se empieza a romper.
Alambre.- Rasga con mayor facilidad.
    Clavo.-  Solo se rasgo.

Ø Pruebas Térmicas
Si se logro a marcar muy bien el ombligo al hacer esta prueba pero llegamos a la conclusión gracias a nuestra profesora que solo se marco por ser un espumante pero no significa que por tener ombligo es termoplástico al contrario ya que estamos tratando con un termofijo.

Ø Pruebas de Cortar Muestra
Se desmenuza es decir, estamos utilizando un termofijo.


Ø Prueba de Densidad
Flota tanto con el agua sola y al poner jabón en el agua igual.



Ø Prueba de Porosidad
Medición de porosidad en las 4 muestras.
# Poro
Largo
(mm)
Ancho
(mm)
Relación
L/A (mm)
1
0.46
0.30
1.53
2
0.30
0.23
1.30
3
0.30
0.23
1.30
4
0.38
0.21
1.80
5
0.23
0.20
1.15
6
0.30
0.23
1.30
7
0.38
0.19
2.0
8
0.30
0.23
1.30
9
0.30
0.15
2.0
10
0.46
0.23
2.0
11
0.30
0.15
2.0
12
0.46
0.30
1.53
13
0.21
0.15
1.40
14
0.23
0.08
2.87
15
0.28
0.21
1.33
16
0.30
0.15
2.0
17
0.46
0.24
1.91
18
0.23
0.17
1.35
19
0.25
0.16
1.56
20
0.27
0.14
1.90
21
0.15
0.07
2.14
22
0.23
0.08
2.87
23
0.54
0.14
3.85
24
0.36
0.13
2.75
25
0.38
0.20
1.90
26
0.34
0.23
1.47
27
0.15
0.46
0.30
28
0.51
0.50
1.02
29
0.36
0.15
2.4
30
0.36
0.29
1.24
Media
0.326
0.207
1.782
Muestra 1:1
Muestra 2:1
# Poro
Largo
(mm)
Ancho
(mm)
Relación
L/A (mm)
1
0.35
0.28
1.25
2
0.28
0.21
1.33
3
0.24
0.15
1.60
4
0.53
0.43
1.23
5
0.36
0.23
1.56
6
0.23
0.20
1.15
7
0.35
0.14
2.50
8
0.39
0.32
1.21
9
0.26
0.16
1.62
10
0.60
0.30
2.00
11
0.23
0.14
1.64
12
0.16
0.09
1.77
13
0.20
0.14
1.42
14
0.46
0.36
1.27
15
0.39
0.26
1.50
16
0.45
0.25
1.80
17
0.55
0.26
2.11
18
0.50
0.28
1.78
19
0.36
0.20
1.80
20
0.54
0.22
2.45
21
0.30
0.20
1.50
22
0.20
0.14
1.42
23
0.44
0.16
2.78
24
0.34
0.30
1.13
25
0.36
0.25
1.44
26
0.29
0.10
2.90
27
0.75
0.18
4.16
28
0.66
0.38
1.73
29
1.12
0.33
3.39
30
0.46
0.20
2.3
Media
0.411
0.229
1.859


Muestra 3:1

# Poro
Largo
(mm)
Ancho
(mm)
Relación
L/A (mm)
1
0.56
0.16
3.50
2
0.37
0.21
1.76
3
0.46
0.29
1.58
4
0.36
0.16
2.25
5
0.38
0.23
1.65
6
0.41
0.23
1.78
7
0.37
0.30
1.23
8
0.21
0.15
1.40
9
0.16
0.14
1.14
10
0.26
0.15
1.73
11
0.30
0.16
1.87
12
0.53
0.23
2.30
13
0.35
0.21
1.66
14
0.23
0.14
1.64
15
0.21
0.09
2.33
16
0.56
0.10
5.60
17
0.32
0.10
3.20
18
0.33
0.14
2.35
19
0.30
0.23
1.30
20
0.35
0.22
1.59
21
0.73
0.21
3.47
22
0.36
0.12
3.0
23
0.32
0.17
1.88
24
0.54
0.24
2.25
25
0.25
0.11
2.27
26
0.24
0.14
1.71
27
0.27
0.14
1.92
28
0.23
0.13
1.76
29
0.22
0.15
1.46
30
0.52
0.16
3.25
Media
0.35
0.173
2.161

Muestra 4:1
# Poro
Largo
(mm)
Ancho
(mm)
Relación
L/A (mm)
1
0.63
0.60
1.05
2
0.78
0.69
1.13
3
0.46
0.32
1.43
4
0.99
0.93
1.06
5
0.65
0.57
1.14
6
0.63
0.55
1.14
7
0.58
0.54
1.07
8
0.60
0.52
1.15
9
0.53
0.46
1.15
10
0.72
0.56
1.28
11
0.55
0.47
1.17
12
0.53
0.37
1.43
13
0.91
0.76
1.19
14
0.58
0.47
1.23
15
0.90
0.63
1.42
16
0.83
0.69
1.20
17
0.70
0.56
1.25
18
0.70
0.60
1.16
19
0.73
0.71
1.02
20
0.77
0.69
1.11
21
0.63
0.58
1.08
22
0.70
0.69
1.01
23
0.75
0.64
1.17
24
0.52
0.50
1.04
25
0.53
0.46
1.15
26
0.62
0.33
1.87
27
0.58
0.21
2.76
28
1.23
0.91
1.35
29
0.78
0.76
1.02
30
0.70
0.56
1.25
Media
0.693
0.577
1.25


Ø Prueba de Cenizas


1:1
2:1
3:1
4:1
Peso Inicial (mg)
120.9 mg
104.1 mg
319.1 mg
154.5 mg
Temperatura
51°
31.9°
152°
40°
Peso
Final ( mg )
30.1 mg
24 mg
117.1 mg
66.2 mg
Ceniza Total
%
75.10%
76.94%
63.30%
57.15%

Ø Prueba de Solubilidad

Objetivo
Observar cómo se comportan los poliuretanos a diferentes tipos de ácidos
Procedimiento
1)   Tomamos 16 frascos.
2)   Tomamos un acido acético, tolueno, propanol y acetona.
3)   Agregamos cada uno de los ácidos a sus cuatro frascos correspondientes.
4)   Se cortaron cuatro muestras de cada síntesis de poliuretano (1:1, 4:1, 3:1, 2:1).
5)   Se pusieron cada muestra en diferente ácido.
6)   Se dejaron reposar aproximadamente  dos días y se observaron los cambios.
7)   Se dejo aproximadamente tres días y se tomo otra lectura de cambios.
8)   Se repitió el proceso de observación.


 Imágenes
      







Teoría
   El mecanismo por el cual un TPU lineal cambia de forma sólida a líquida en la presencia de un solvente cuando la solución es preparada, puede ser descrito como sigue:
  • El TPU se hincha primero progresivamente y, debido a la absorción del solvente por el sólido, toma el aspecto de una solución viscosa y finalmente se forma una solución homogénea.
  • La hinchazón corresponde a la penetración del solvente en las moléculas del TPU, seguida por la absorción y la combinación del TPU con el solvente.
  • Tal combinación origina una separación progresiva de las macromoléculas, rompiendo las uniones intermoleculares (puentes de hidrógeno) y destruyendo las fuerzas que forman la estructura inicial.
  • Tales fuerzas son mucho más débiles en la fase cristalina (segmento suave) que en la fase amorfa (segmento duro).
  • Cuando todas las uniones se rompen, las macromoléculas se pueden mover fácilmente y se obtiene una solución homogénea.
Dependiendo de la mezcla del solvente y de la cantidad dada de fuerzas intermoleculares, la capacidad de separar y romper las uniones que unen las macromoléculas será diferente. Si tales uniones no se rompen (debido a una mala agitación, o a poca solubilidad en la mezcla del solvente), la solución final tenderá a regresar a su estructura inicial, y eventualmente formará una solución no homogénea (solución gelatinosa).






Resultados              
Solvente
Lectura 1
Lectura 2
Lectura 3
Acido Acetico 2:1
Actuó como esponja, Perdida de color
Se hincho y perdió color
Se hincho, perdió color y tubo una desintegración
Acido acético 4:1
Ningún cambio
No hubo cambios
No se hincho, color amarillo huevo
Acido acético 3:1
Ningún cambio
Hubo un poco de hinchamiento
Absorbió muy poco y el color es amarillo
Acido acético 1:1
Como esponja
Perdida de color un hinchamiento y poco desgaste
Se hincho perdida de color tubo una  desintegración 
Tolueno          2:1
Actuó como esponja, Perdida de color
Perdida de color
Perdió color se hincho poco se desintegro poco
Tolueno          4:1
Comenzó a interactuar con el polímero
Hubo n hinchamiento y tubo desgaste
Se hincho se desintegro y se hiso transparentoso
Tolueno          3:1
Perdida de color
Tubo un hinchamiento y perdida de color
Se hincho demasiado se hiso transparente no se
desintegro
Tolueno          1:1
Actuó como esponja
Se hincho y perdió color
No se desintegro se hiso blancoso se hincho muy
Poco 
Acetona          2:1
Actuó como esponja, Perdida de color
Hubo un hinchamiento y perdida de color
Absorbió mucho se desintegro se hiso transparente 
Acetona         4:1
Absorbió todo el liquido
Hinchamiento y perdida de color
Absorbió mucho se hiso blancoso  se desintegro
Acetona         3:1
Absorbió. Actuó como esponja, Perdida de color
Hinchamiento perdida de color
Absorbió mucho se desintegro poco, se hiso
transparente
Acetona         1:1
Actuó como esponja
Perdió color y tubo algo de hinchamiento
Casi no absorbió se hiso transparentoso
Y no se desintegro
Propanol       2:1
Actuó como esponja, Perdida de color
Perdió color hubo poco hinchamiento y tubo poco desgaste
No absorbió  se hiso transparente, hubo una desintegración
Propanol        4:1
Perdió color
Hubo un hinchamiento y perdió color
Absorbió mucho color blancoso no se desbarato
Propanol        3:1
Actuó como esponja, Perdida de color
Hubo un hinchamiento y perdida de color
Absorbió mucho t tomo un color trasparentoso no parece haber desbaratado
Propanol        1:1
Actuó como esponja
Hubo muy poco hinchamiento y perdida de color
Se hiso transperentoso y absorbió poco 




Conclusión
Se observaron que algunos poliuretanos tuvieron un gran hinchamiento y solubilidad  mientras que otros obtuvieron pocos cambios como el ácido acético 4:1 3:1 tolueno 2:1 tolueno 1:1 propanol 2:1, 1:1 acetona 1:1-