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