GENERAL Producir espuma de poliuretano usando como reactivos isocianato y poliol. ESPECFICOS Analizar las diferentes etapas que intervienen en la formacin de la espuma de poliuretano rgido. Realizar un anlisis comparativo entre las muestras obtenidas en cada reactor los cuales poseen diferentes concentraciones. Estudiar la influencia de la proporciones estequiometricas en las propiedades fsicas del poliuretano.

Fue en 1937, cuando el qumico alemn, Otto Bayer, logr la primera sintetizacin del poliuretano. Pero su fabricacin a nivel industrial, comenz en los inicios de la dcada de los 40`.

En esta reaccin se forman macromolculas a partir de componentes bsicos del mismo tipo o diferentes, que poseen por lo menos dos grupos reactivos. Durante el proceso se desprenden productos secundarios simples y de bajo peso molecular como el agua, el cido clorhdrico y otras sustancias similares. Por policondensacin se producen plsticos

La reactividad se puede observar en una simple inspeccin visual y est dividida en los siguientes tiempos, medidos en segundos: Tiempo de crema: 5 - 15 s. Formacin de monmeros y polmeros. Tiempo de hilo: 30 - 70 s. Estructuracin, formacin de redes cristalinas. Tacto Libre: 10 - 50 s despus del tiempo de hilo. Formacin de piel, finalizacin de la reaccin.

Los poliuretanos termoestables ms habituales son espumas, muy utilizadas como aislantes trmicos y como espumas resilientes.

El poliuretano termoplstico se caracteriza por su alta resistencia a la abrasin, al desgaste, al desgarre, al oxgeno, al ozono y a las bajas temperaturas.

Espumas en caliente: son las espumas que liberan calor durante su reaccin, fabricadas en piezas de gran tamao, destinadas a ser cortadas posteriormente. Espumas en fro: son aquellas que apenas liberan calor en la reaccin, se utilizan para crear piezas a partir de moldes; como rellenos de otros artculos; como aislantes, etc.

Aislamiento trmico Aislamiento acstico Impermeabilidad Seguridad frente al fuego Resistencia mecnica Estabilidad qumica

LAVADO Y SECADO DE LOS REACTORES

PESADO DE LOS REACTIVOS

MEZCLADO Y AGITACIN DEL POLIO Y EL ESOCIANATO

CARACTERIZACIN

FORMACIN DE LA ESPUMA

POLIOL(A): Son alcoholes polihdricos con varios grupos hidroxilo. La frmula qumica general es CnH2n+2On. ISOCIANATOS(B): Los isocianatos inorgnicos son las sales del cido isocinico HNCO, que contienen el anin NCO-. Los isocianatos orgnicos son compuestos qumicos que contienen el grupo funcional RN=C=O.

Reactores estacionarios (Latas vacas) Balanza digital

Agitador de vidrio

Vaso de precipitado de 50 mL

Cronometro

Corta frio

Alicate

Cuchillo

Durmetro SHORE tipo A

Es ctr sc i i fr rr j (Es s r i tific r s i v stig r l c sici

ctr sc i I ) c st str .

Excitacin electrnica Excitacin rotacional Excitacin que induce cambios del spin nuclear Excitacin de deformacin de enlace Ionizacin

Tabla 1. El espectro electromagnticoRegin Rayos x, rayos csmicos Ultravioleta

Longitud de onda 286 (Kcal/mol) 286 -82 Kcal 82 - 36 Kcal 36 - 14,3 Kcal 14,3 - 1,8 Kcal 1,8 - 0,1 Kcal 10-4

Tipo de excitacin

Electrnica Electrnica

Visible Infrarrojo prximo Infrarrojo Infrarrojo lejano Microondas Radiofrecuencia

Deformaciones de enlace Deformaciones de enlace Deformaciones de enlace

1 cmmetros

Kcal Kcal

RotacionalTransiciones de spin nuclear yelectrnico

10

-6

ono ro ador a o de referen ia

egi tro

a o in identeFuente de radia in ele tro agnti a

ubo de ue tra

a o tran itido

Fot etro

Figura 1

iagra a e que ti o de un e pe trofot etro en illo

Transmitancia (%) 100 80 60 40 20 0

4000

3500

3000

2500

2000

1800

1600

1400

1200 1000

800

600

recuencia (cm-1)

igura 2. Espectro infrarrojo del n-hexano

SEGN LAS ESPECIFICACIONES DEL PROVEEDOR: A/B = 0,9 DEBIDO A LA CAPACIDAD DEL REACTOR: A +B = 20 g

EXPERIMENTO Poliol (A) (g) Isocianato (B) (g) Peso Reactor (g)

1 9,425 10,575 10,685

2 ( 15% exceso 3 ( 15% exceso de A) de B) 10,389 9,161 10,550 32,100 50'' 7,720 12,050 10,550 32,100 40'' 3' 12'' 4' 12''

4=1 9,480 10,520 10,550 32,100 31'' 2' 35'' 3' 40''

Vaso precipitado (g) 32,100 Cambio de Color Tiempo de subida Tacto libre 1' 58'' 2' 30''

2' 47'' 3' 20''

Altura 1 Altura 2 Altura 3 Altura 4 Altura (cm) (cm) (cm) (cm) Promedio EXPERIMENTO 1 4,400 4,200 4,100 4,500 4,300 2 2,400 2,500 2,700 2,600 2,550 3 4,600 4,600 4,600 4,700 4,625 4 3,500 3,600 3,700 3,800 3,650 Diametro 1 Diametro 2 Diametro 3 Diametro 4 Diametro (cm) (cm) (cm) (cm) Promedio (cm) EXPERIMENTO 1 6,400 6,300 6,200 6,300 6,300 2 6,200 6,100 6,300 6,400 6,250 3 6,000 6,000 6,000 6,100 6,025 4 6,100 6,200 6,100 6,300 6,175 Volumen Densidad EXPERIMENTO Peso (g) (cm3) Densidad (g/cm3) (Kg/m3) 1 5,850 134,042 0,044 43,643 2 4,180 78,233 0,053 53,430 3 5,270 131,861 0,040 39,966 4 4,440 109,309 0,041 40,619

1 16,000 20,000 17,000 16,000 21,000 11,000 15,000 12,000 10,000 16,000 11,000 12,000 16,000 15,000 11,000 16,000 9,000 14,000 25,000 22,000 15,250

DURMETRO TIPO SHORE A 2 ( 15% exceso de A) 3 ( 15% exceso de B) 14,000 11,000 15,000 10,000 20,000 15,000 24,000 14,000 19,000 15,000 14,000 16,000 15,000 17,000 18,000 16,000 27,000 15,000 24,000 16,000 12,000 15,000 10,000 14,000 20,000 16,000 25,000 28,000 15,000 25,000 24,000 24,000 30,000 15,000 14,000 17,000 17,000 12,000 26,000 25,000 19,150 16,800

4=1 12,000 16,000 18,000 16,000 26,000 24,000 14,000 16,000 20,000 24,000 20,000 17,000 18,000 23,000 20,000 14,000 13,000 12,000 11,000 20,000 17,700

La dureza y densidad de las espumas de poliuretano est directamente relacionada con la relacin en cantidad de sus materias primas. El exceso de isocianato retarda el tiempo de subida de la espuma. La espuma analizada por espectroscopia infrarroja, mostro que se formaron los enlaces tpicos de las espumas de poliuretano rgida. El aumento de temperatura favorece al crecimiento de la espuma de poliuretano rgida.

ORICA CHEMICALS, Poliuretano rgido. Conceptos generales, en la elaboracin de poliuretano, [en lnea], http://bdigital.eafit.edu.co/bdigital/PROYECTO/P668.4239A662/capitul o1.pdf

http://polimero-poliuretano.blogspot.com/ ESPECTROSCOPA INFRARROJA, generalidades, [en lnea], http://www.fq.uh.cu/dpto/qf/docencia/pregrado/estruc_2/ir/descargas/ 1_ir_tecnica.pdf