1 METÓDICA ANÁLISIS POLIMEROSAnálisis Polímeros METÓDICA ANÁLISIS POLIMEROS Preparación muestra Separación componentes no poliméricos Ensayos Físicos Análisis Elemental Ensayos Químicos Métodos Espectroscópicos
2 1. PREPARACIÓN MUESTRA SÓLIDAAnálisis Polímeros 1. PREPARACIÓN MUESTRA SÓLIDA Corte Serrado Trituración Muestra en polvo Molinos especiales muestra molida separa resto muestra Enfriar muestras con N2 líquido aumentar fragilidad
3 2. SEPARACION COMPONENTESNATURALEZA POLIMERO 2.1. Disolución/Precipitación 2.2. Extracción Sólido/Líquido Termoplástico Termoestable Análisis Polímeros
4 Polímero 2.1. DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN Elección disolvente polímeroAditivos orgánicos + Aguas Turbia Transparente Filtración Centrifugación + Precipitante Cargas minerales Muestra Disolvente Disolución polímero Aditivos org. Análisis Polímeros
5 CARACTERÍSTICAS PRECIPITANTE Pruebas miscibilidad tubo ensayoMiscible disolvente Disolvente aditivos No disolvente polímero Éter etílico acetona alcanos alcoholes Pruebas miscibilidad tubo ensayo Análisis Polímeros
6 MÉTODO DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓNVENTAJAS Eliminación cptos. inorgánicos No preparación muestra Análisis cuantitativo DESVENTAJAS Polímeros solubles Gran volumen disolventes MÉTODO DISOLUCIÓN/PRECIPITACIÓN Análisis Polímeros
7 2.2 EXTRACCIÓN SÓLIDO/LÍQUIDOSimilar análisis orgánico convencional Ebullición a reflujo Extracción Sohxlet No disolvente polímero Aplicación Polímeros no solubles Análisis puntual algún aditivo orgánico Extracción sólido/líquido Análisis Polímeros
8 EXTRACCION SÓLIDO/LÍQUIDOVENTAJAS Eliminación aditivos orgánicos Volumen disolvente pequeño Separación selectiva DESVENTAJAS No separa aditivos inorgánicos Extracción colas bajo PM Tiempos extracción largos Análisis Polímeros
9 3. ENSAYOS FISICOS Ensayos Preliminares EspecíficosComportamiento al calor Comportamiento combustión Solubilidad Ensayo Beilnstein Tg, Tm Densidad Absorción agua Análisis Polímeros
10 COMPORTAMIENTO CALOR: PIRÓLISISENSAYOS PRELIMINARES COMPORTAMIENTO CALOR: PIRÓLISIS Observación pH vapores pH básico Poliamidas Resinas urea/ melamina pH ácido Poliacetato vinilo Acetato celulosa pH función mecanismo degradación polímero pH muy ácido Policloruro vinilo Teflón Caucho clorado Análisis Polímeros
11 Desprendimiento gasesAnálisis Polímeros ENSAYOS PRELIMINARES COMPORTAMIENTO LLAMA Inflamabilidad Combustión Autoextinción Desprendimiento gases Color llama Formación gotas Formación hollín Hincha Reblandece Funde Carboniza Residuo
12 CLASIFICACION COMPORTAMIENTO LLAMA GRUPO ANO ARDE O ARDE CON DIFICULTAD MANTIENE LA FORMA O CARBONIZA LENTAMENTE POLIFLUOR CARBONADOS DESPRENDE OLOR FORMALDEHIDO UREA -FORMALDEHIDO MELAMINA-FORMALDEHIDO FENOL-FORMALDEHIDO ENSAYOS PRELIMINARES Análisis Polímeros
13 OLOR GOMA QUEMADA : POLICLOROPRENOGRUPO B LLAMA VERDE OLOR GOMA QUEMADA : POLICLOROPRENO OLOR ACRE : POLICLORURO VINILO AUTOEXTINGUIBLE OLOR ACETICO CHISPAS DE LA LLAMA ACETATO DE CELULOSA OLOR DULCE CENIZA NEGRA POLICLORURO VINILIDENO ENSAYOS PRELIMINARES Análisis Polímeros
14 ENSAYOS PRELIMINARES GRUPO C ARDEN CON FACILIDAD ARDE RÁPIDAMENTELLAMA BLANCA NITRATO CELULOSA OLOR CERA FUSIÓN MUESTRA PE PP ENSAYOS PRELIMINARES Análisis Polímeros
15 ALGUNOS TERMOPLASTICOS NO SE DISUELVEN ENENSAYOS PRELIMINARES 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. Análisis Polímeros
16 Cobre en contacto material clorado en caliente desprende CuCl2. Análisis Polímeros ENSAYOS PRELIMINARES ENSAYO BEILSTEIN Detección cloro Cobre en contacto material clorado en caliente desprende CuCl2. Aparición llama muy luminosa color verde
17 Fluyen (Intervalo amplio Tª)Análisis Polímeros ENSAYOS ESPECIFICOS Puntos Transición Polímeros amorfos Reblandecen (Tg) Fluyen (Intervalo amplio Tª) cristalinos Fluyen (Intervalo estrecho Tª) termoestables No fluyen Se degradan a Tªs > Tª flujo
18 ENSAYOS ESPECIFICOS Medida Densidad Picnometría Tubo gradientecamisa agua regla mezcla líquidos calibradores Análisis Polímeros
19 Presencia agua efecto adverso propiedades polímerosCONTENIDO 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 Análisis Polímeros
20 Calentamiento llama lograr fusiónANALISIS ELEMENTAL FUSION CON SODIO REDUCCION ELEMENTOS ESTADO IONICO MUESTRA POLIMERO PURA + Na Calentamiento llama lograr fusión MeOH Eliminación Na Análisis Polímeros
21 ACIDIFICAR CON A. ACETICO + ACETATO DE PLOMOPRECIPITADO NEGRO (SULFURO PLOMO) ANALISIS ELEMENTAL ELEMENTOS IDENTIFICAR AZUFRE FLUOR ACIDIFICAR CON A. ACETICO + CaCl2 saturada PRECIPITADO GELATINOSO Análisis Polímeros
22 ACIDIFICAR CON HNO3 diluido + AgNO3CLORO 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 Análisis Polímeros
23 Polímeros con grupos ácido carboxílicoENSAYOS 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 / M V = volumen KOH N = normalidad KOH M = masa muestra VALORACION TIPICA, FENOFTALEINA COMO INDICADOR Análisis Polímeros
24 2. Indice saponificaciónENSAYOS 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 KOH V2 = volumen HCl N1 = normalidad KOH N2 = normalidad HCl M = masa muestra HIDRÓLISIS MATERIAL PREVIA VALORACION Análisis Polímeros
25 Condiciones hidrólisis en función de la resistencia 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 impedimento estérico cristalinidad tacticidad Análisis Polímeros
26 Información del nº hidroxilos libres (alcohol y fenol)ENSAYOS QUIMICOS 3. Indice hidroxilo Información 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 reaccionan con OH en 1g muestra I. OH. = 56.1(N1V1 -N2V2)/M V1 = volumen KOH blanco V2 = volumen KOH N1 = normalidad KOH blanco N2 = normalidad KOH M = masa muestra Análisis Polímeros
27 Medida del grado de insaturación, Análisis Polímeros 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