UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEYUCATÁN

INGENIERIA QUIMICA INDUSTRIAL

Ciencia de PolímerosPractica 1

“Polimerización interfacial por condensación de nylon 6-10”

Profesor

Dr. Alejandro Ávila

Karla Chikani CabreraDiego Perera Solís

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Introducción

 El nylon 610 es un polímero cuyo nombre se debe a los  reactivos utilizados durante su formación, que son la  hexametiléndiamina con seis  (6) átomos  de carbono y el cloruro de un ácido dicarboxílico con diez (10) átomos de carbono. Una de las propiedades de este polímero es que se forman hilos que pueden formar fibras muy resistentes, que se pueden usar ya sea para elaborar ropa, paracaídas, cepillos, peines, etc.

El nylon 610 se forma en la interface entre las dos disoluciones inmiscibles entre si, ya que  el cloruro  de  sebacilo (o  sebacoílo) está  disuelto  en hexano y  la hexametilendiamina se encuentra disuelta en una solución de hidróxido de sodio.

La reacción que procede es la siguiente:

Objetivo:

Preparar nylon 6-10 por polimerización por condensación.

Materiales:

25 ml de hexametilendiamina al 0.5M en NaOH al 0.5M (1.5 g de la diamina mas 0.5 g de NaOH en 25 ml de agua). La diamina se pesa en un tubo de ensayo grande y se funde en un baño maría a temperatura 40-50 °C; una vez fundida se agrega la solución de NaOH y agitar.

25 ml de Cloruro de Sebacoilo al 0.2 M en hexano (disuelva de 0.75 a 1ml de cloruro en 25 ml de hexano)

Fenolftaleína 2 probetas de 25 ml 1 tubo de ensayo 2 vasos de precipitado de 50 ml, 2 de 250 ml 1 termómetro

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1 parrilla de calentamiento 2 varillas de vidrio, guantes 1 espátula 1 vidrio de reloj 1 pizeta

Seguridad:

La diamina y el cloruro son irritantes para la piel y el sistema respiratorio. La sosa es corrosiva. El hexano es inflamable.

Procedimiento:

1. Con guantes coloque la diamina en un vaso de 250 ml y agregue unas gotas de fenolftaleína.

2. Lentamente vierta el cloruro formando una segunda capa sin mezclar con la diamina.3. Tome la película que se forma en la interface en el centro del vaso.4. Enrolle el hilo del polímero en una varilla de vidrio.5. Lave completamente el polímero en agua antes de tocarlo.6. Los reactivos remanentes deben mezclarse para formar el polímero antes de tirarlos.

Resultados:

Se obtuvieron 32.1 g de nylon húmedo con hexano. Se pesó directamente luego de haberlo extraído del vaso de precipitado.

Una vez secado se obtuvo un peso de 25 g de nylon.

Discusiones:

Así como se esperaba al mezclar ambas soluciones, al cabo de unos segundos se formó el polímero; el cual se extrajo con la varilla de vidrio enrollándolo alrededor de ella. Al final se tomó el peso del polímero sin secar con trazas de hexano y luego de secarlo en el horno, se volvió a tomar su peso. Como se esperaba se obtuvo menos peso que el reportado la primera pesada debido a la presencia del hexano.

Conclusiones:

Se obtuvo nylon por medio de la polimerización por condensación de la mezcla de soluciones de hexametilendiamina y cloruro de sebacoilo tal como indica la teoría. El peso obtenido fue considerablemente adecuado.

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Preguntas

1. ¿Cuál es la estructura del nylon 6-10?

2. ¿Para qué sirve?

Con este polímero podemos formar hilos y estos a su vez pueden formar fibras muy resistentes, que se pueden usar ya sea para elaborar ropa, paracaídas, cepillos, peines, etc.

3. ¿Cuál es la estructura de sus monómeros?

4. ¿Cuál es la polimerización por condensación?, ¿tiene otro nombre?

Es de condensación porque hay una molécula que se elimina, en este caso es el ácido clorhídrico, aunque no tenga el grupo funcional no se considera de adición, porque algunos polímero de condensación no necesariamente tienen el grupo funcional dentro de la cadena.

Es una polimerización de pasos.

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5. Calcular el porcentaje de conversión

n=1.167 g de polimero1.5 g demonomero

=0.778

Nylon 6,6

En el video se habla acerca de un tipo de nylon, el nylon 6-6.

El nylon es de suma importancia ya que sirve para hacer sogas, cables y reforzar llantas.

El tipo de nylon que vimos en el video se produce utilizando los monómeros de ácido adipico (que es de color blanco) y hexametilendiamina.

Cuando se lleva a cabo esta reacción los dos monómeros reaccionan y liberan agua. Para producir el ácido adipico se utiliza ciclohexano que se oxida con aire y ácido nítrico.

Para producir la hexametilendiamina se usa el adiponitrilo y se hidrogena.

En el video podemos ver que todos los productos que se necesitan para llevar a cabo la polimerización se encuentran cerca de la planta donde se lleva a cabo el proceso de producción. Por ejemplo el lugar donde se compra el ciclohexeno, la planta de oxidación, de igual manera la planta donde se produce ácido nítrico que se utiliza para producir ácido adipico. Igualmente la planta de hidrogenación de la cual se obtiene el hexametildiamina y finalmente la planta de polimerización.

Los dos polímeros se ponen en contacto para que den un tipo de nylon, llamado nylon salt, podemos notar en el video que hay una extrema vigilancia para que el proceso ocurra de manera ordenada.

Después de obtener el nylon salt, se conduce agua hacia él. Cabe mencionar que esta agua se encuentra a una presión de 18 atm y 208 ºC estas condiciones pueden ser modificadas dependiendo del tipo de propiedades que se deseen obtener del nylon.

Luego de agregar los aditivos necesarios, el nylon es enfriado y cortado en pequeños trozos.

Comparando con el trabajo en el laboratorio:

En la práctica se utilizó hexametilendiamina, la diferencia radica en que en vez de utilizar ácido adipico, se utilizó cloruro de sebacoilo. Como la cadena de este monómero es de 10 carbonos, el nylon que se obtuvo es diferente, se le llama nylon 6,10. La temperatura a la que se llevó a cabo este proceso fue temperatura ambiente, no se ajustaron condiciones para que el proceso se pudiera llevarse a cabo.

Otra diferencia apreciable ocurrió al momento en que los monómeros reaccionaron, pues en lugar de liberar agua se libreo HCl.

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