Informe final de Polimeros (Obtención de un polímero).pdf

5
Obtención de Polímeros Johanna Castillo 1 • Alexander Chamba 1 • Andrés Coronel 1 • Freddy Marcillo 1 1 Escuela de Ingeniería Química, Universidad Técnica Particular de Loja, Loja, Ecuador ¿ RESUMEN En el presente trabajo, se muestra en detalle el proceso y mecanismo de reacción para la obtención de un polímero de polivinil acetato de boro, llamado comercialmente como “Slime” en el área de la petroquímica, se presenta las principales propiedades físicas observables del polímero además del cambio de la estructura en los enlaces químicos y finalmente las conclusiones de la parte experimental del procedimiento estándar de obtención de un nuevo polímero.                                                  Palabras claves: polímero, polivinil acetato de boro, mecanismo de reacción. ABSTRACT In this work it is shown in detail the process and reaction mechanism for obtaining a polyvinyl acetate polymer boron, commercially known as "Slime" in the petrochemical area, the main observable physical properties of the polymer also presented structure change in chemical bonds and finally the conclusions of the experimental part of the standard process for obtaining a new polymer.                  Keywords: polymer, polyvinyl acetate boron reaction mechanism   1 INTRODUCCIÓN  Los polímeros, provienen de las palabras griegas Poly y Meros, que significa muchas partes, son grandes moléculas formadas por la unión de muchas pequeñas moléculas llamadas monómeros. [1] Al número de unidades (monómeros) que se repite en un polímero, se le llama grado de polimerización. Los polímeros pueden ser líquidos o sólidos, sus propiedades dependen del tipo de monómeros que los forman, la longitud de las cadenas, la manera como se unen esas cadenas entre sí para formar estructuras tridimensionales, etc. Muchas de las sustancias orgánicas presentes en la materia viva y materiales sintéticos son polímeros. Cuando un polímero fluye y se puede someter a un proceso de moldeo, extrusión o laminado, se le denomina plástico. Hay dos tipos de plásticos: los termoplásticos, que pueden suavizarse o volver a moldearse por calentamiento y los termoestables, que no se pueden volver a moldear. Muchos pegamentos comunes son polímeros. Por ejemplo: los adhesivos vinílicos que se utilizan para pegar madera, papel, etc., tienen como componente principal al alcohol polivinílico. [2] El pegamento o cola blanca suelen estar basados en mezclas de cadenas polivinílicas (con base en el alcohol polivinílico), frecuentemente con acetato de polivinilo y estabilizantes en una disolución acuosa. La adición de un compuesto como el tetraborato de sodio, conocido como bórax, Na 2 B 4 O 7 .10 H 2 O, puede establecer enlaces débiles con cadenas polivinílicas vecinas que hace que se formen un polímero elastómero con propiedades similares a la de la plastilina donde las cadenas lineales polivínilicas se ligan con iones boratos procedentes del bórax, como se muestra en la Fig.1. [3]

Transcript of Informe final de Polimeros (Obtención de un polímero).pdf

Page 1: Informe final de Polimeros (Obtención de un polímero).pdf

Obtención de Polímeros  

Johanna Castillo1 • Alexander Chamba1 • Andrés Coronel1 • Freddy Marcillo1   1Escuela de Ingeniería Química, Universidad Técnica Particular de Loja, Loja, Ecuador 

¿

RESUMEN 

En el presente trabajo, se muestra en detalle el proceso y mecanismo de reacción para la obtención de un 

polímero de polivinil acetato de boro, llamado comercialmente como “Slime” en el área de la petroquímica, 

se presenta las principales propiedades físicas observables del polímero además del  cambio de la estructura 

en los enlaces químicos y finalmente las conclusiones de la parte experimental del procedimiento estándar 

de obtención de un nuevo polímero.                                                   Palabras claves: polímero, polivinil acetato de boro, mecanismo de reacción. 

ABSTRACT In this work it is shown in detail the process and reaction mechanism for obtaining a polyvinyl acetate polymer 

boron, commercially known as "Slime" in the petrochemical area, the main observable physical properties of the 

polymer also presented structure change in chemical bonds and finally the conclusions of the experimental part 

of the standard process for obtaining a new polymer. 

                 Keywords: polymer, polyvinyl acetate boron reaction mechanism  

 

1   INTRODUCCIÓN   

Los   polímeros, provienen de  las palabras griegas Poly  y Meros, que  significa muchas partes,  son  

grandes moléculas  formadas  por  la  unión  de muchas  pequeñas moléculas  llamadas monómeros.  [1] Al 

número de unidades (monómeros) que se repite en un polímero, se le llama grado de polimerización.  

Los polímeros pueden ser líquidos o sólidos, sus propiedades dependen del tipo de monómeros que 

los  forman,  la  longitud  de  las  cadenas,    la manera  como  se  unen  esas  cadenas  entre  sí  para  formar 

estructuras  tridimensionales,  etc.  Muchas  de  las  sustancias  orgánicas  presentes  en  la  materia  viva  y 

materiales sintéticos son polímeros.  

Cuando un polímero fluye y se puede someter a un proceso de moldeo, extrusión o laminado, se le 

denomina  plástico.  Hay  dos  tipos  de  plásticos:  los  termoplásticos,  que  pueden  suavizarse  o  volver  a 

moldearse por calentamiento y los termoestables, que no se pueden volver a moldear. Muchos pegamentos 

comunes son polímeros. Por ejemplo: los adhesivos vinílicos que se utilizan para pegar madera, papel, etc., 

tienen como componente principal al alcohol polivinílico. [2]  

El pegamento o cola blanca suelen estar basados en mezclas de cadenas polivinílicas (con base en el 

alcohol polivinílico),  frecuentemente con acetato de polivinilo y estabilizantes en una disolución acuosa.  

La adición de un compuesto como el tetraborato de sodio, conocido como bórax, Na2B4O7.10 H2O, 

puede establecer enlaces débiles con cadenas polivinílicas vecinas que hace que se  formen un polímero 

elastómero con propiedades similares a la de la plastilina donde las cadenas lineales polivínilicas se ligan con 

iones boratos procedentes del bórax, como se muestra en la Fig.1. [3] 

                                   

Page 2: Informe final de Polimeros (Obtención de un polímero).pdf

 

 

 

                                                   + 

 

 

 

 

        Alcohol polivínilico                                      Ión borato                                         Polímero de cola blanca  

 

Figura 1. Reacción de química para la cola blanca [4]. 

 

2   ESQUEMA 

 

Figura 2. Esquema general para la elaboración de un polímero (Autores) 

 

3   METODOLOGÍA 

La presente práctica de obtención de un polímero se realizó en los Laboratorios de química aplicada 

de la Universidad Técnica Particular de Loja, Loja, Ecuador. Para la obtención de un polímero primeramente 

se colocó en un matraz 40g de Bórax en 130ml de agua tibia a 50°C, se agito hasta que este se disolviera. 

En  un  vaso  de  precipitación  se  colocó  40g  de  pegamento  y  agregamos  poco  a  poco  20ml 

aproximadamente de agua, mientras agitamos hasta la disolución, a esta se le agrego la disolución de bórax 

y se agito por 5 minutos observado la reacción producida. Se obtuvo una masa de polímero moldeable a la 

que se la extendió sobre una superficie plástica para eliminar el exceso de agua. 

Finalmente se manipulo la masa de polímero dándole forma esférica  y eliminando el excedente de 

agua para que la bolita tenga mayor rebote al momento de ser lanzada.

Page 3: Informe final de Polimeros (Obtención de un polímero).pdf

 4   RESULTADOS  1. Reacciones  

El mecanismo para la obtención del polímero, se llevó a cabo en cuatro pasos. 

‐ Paso. 1. El entrecruzamiento entre las cadenas del polímero de alcohol polivinílico (PVA) se produjo 

mediante la adición de bórax, Na2B4O7 x 10H2O (tetraborato de sodio).  

‐ Paso. 2. El pegamento PVA contiene, entre otras cosas, el alcohol de polivinilo (también  llamado 

polietanol). El PVA presentó la estructura [CH2CH(OH)]n. 

‐ Paso. 3. El bórax formó un ión borato en solución, este presento la siguiente estructura: [B(OH)4]−. 

‐ Paso. 4.   El  ión borato provocó dentro   de  la reacción, enlaces débiles con  los grupos O‐H en  las 

cadenas del polímero permitiendo vincular las cadenas juntas, produciendo el polivinil acetato de 

boro, como se muestra a en Fig. 3. [1‐3] 

 Fig. 3. Polímero de interés, polivinil acetato de boro. Producido por MarvinSketch. [4] 

 

2. Propiedades 

En Tabla 1, se detallan algunas propiedades físicas cualitativas del polímero realizado, de acuerdo a 

la observación de los autores. 

 

 

Tabla 1. Algunas propiedades físicas observables. 

 

Propiedad  Aspecto/si/no  Analogía 

Consistencia Solida cuando se 

enfría Plastilina 

Color  Blanco  Goma/laca 

Plasticidad  Si  Plastilina 

Deformidad Lenta  Si  Miel 

Brusca  Si  Gelatina 

Elasticidad  No  ‐ 

Cristalino  No  ‐ 

Olor  Goma  Goma 

Viscosidad  Si  Gel seco 

Page 4: Informe final de Polimeros (Obtención de un polímero).pdf

  5   CONCLUSIONES 

La  presente  práctica  estuvo  dada  como  una  forma  de  evidenciar  de  manera  experimental  la 

formación de un copolímero donde utilizamos como base del experimento un polímero ya estructurado que 

nos facilitó determinar   los componentes iniciadores que para este caso son dos diferentes; la formación 

del nuevo polímero estuvo dado por el cambio de propiedades del polímero, base que fue el acetato de 

polivinilo (pegamento blanco), la pérdida de elasticidad fue la más evidente convirtiéndose en un polímero 

con una mayor rigidez que podemos deducir que se debe al entrecruzamiento de las cadenas polivínilicas 

con el ión de borato debido a la disociación de sodio del bórax.  

Además  pudimos  determinar  que  el  cambio  de  estructura  con  lleva  también  a  un  cambio  en  el 

comportamiento de los polímeros tanto en sus características físicas y químicas que pueden ser resultado 

de las características individuales o características totalmente independientes. 

 

6   RECOMENDACIONES  

‐ Es  necesario  que  las  proporciones  de  los  reactivos  sean  equitativas  para  no  tener  una  reacción 

incompleta. 

‐ No existe riesgo tóxico del polímero obtenido sin embargo es necesario no tener contacto directo con 

la boca o los ojos. 

‐ Para tener una mejor consistencia y mayor rebote de la pelota, es recomendable dejar secar mayor 

tiempo para que la esfera se compacte y tenga mayor intensidad de rebote. 

 

7   TRABAJO DE INVESTIGACIÓN 

¿Cuál es la composición del pegamento? 

El  pegamento  blanco  ocupado  durante  la  práctica  suelen  estar  basados  en  mezclas  de  cadenas 

polivinílicas  (con  base  en  el  alcohol  polivinílico),  frecuentemente  con  acetato  de  polivinilo  cuya 

composición química es CH3 ‐ COO ‐ CH=CH2. 

 

¿Cuál es la composición del bórax? 

El Bórax es un componente inorgánico cuya composición química es Na2B4O7∙10H2O, y su nomenclatura 

química es  borato de sodio o tetra borato de sodio. [5] 

 

¿Qué reacción de polimerización se produce? 

El polímero de acetato de poli vinil‐boro, se produce a través de una reacción de adición, por  lo tanto 

requiere de una reacción para realizarse, a través de una polimerización de radicales libres. 

 

¿Qué polímero se obtiene? 

Finalmente, se obtiene el polímero de acetato poli vinil de boro. 

 

¿Qué propiedades tiene el polímero obtenido? 

Es físicamente solido cuando se ha enfriado  además conserva el color del acetato de poli vinil y con una 

plasticidad muy pequeña y una viscosidad equivalente a la de un gel seco. 

 

Page 5: Informe final de Polimeros (Obtención de un polímero).pdf

¿Qué tipo de polímero es, dar al menos 3 clasificaciones? 

Por su tipo de formación el acetato de poli vinil‐boro puede ser un considerado un copolímero, debido a 

su estructura seria un polímero entrecruzado, por su comportamiento frente al calor es un termoestable 

debido a su endurecimiento por acción del calor. [6] 

 

8   REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA  [1]Barboza,  E.  (2008,  Junio).  Polímeros  y  biomoléculas.  Retrieved  Julio  3,  2015,  from  Monografías: 

http://www.monografias.com/trabajos11/polim/polim.shtml [2] COBAT.  (n.d.). Colegio  de  bachilleres  de  estado  de  Tlaxcala. Retrieved  Julio 3, 2015,  from ELABORACIÓN DE  LA 

SUPERGOMA (BLOQUE V): http://www.actiweb.es/laboratorioplantel11/archivo4.pdf 

[3] Fernandez , J. M. (n.d.). Polímero de cola blanca. Retrieved Julio 3, 2015, from Aulas Virtuales del IES Jorge Manrique: http://aulas.iesjorgemanrique.com/calculus/quimica/practicaslab/alkyl/alkyl.html 

[4] Paredes, S.  (2011, Abril 26). Fabricando Blandi Blub. Retrieved  Julio 3, 2015,  from Cluster Divulgación científica: http://cluster‐divulgacioncientifica.blogspot.com/2011/04/fabricando‐blandi‐blub.html 

[5]  Rieche,  Alfred  (1965).  “Química  orgánica  técnica”.  Acribia.  Zaragoza. http://www.cienciaenaccion.org/es/2014/experimento‐222/fabricacion‐slime‐polimero‐sintetico‐entrecruzado.html [6] Shakashiri, Bassam H. (1983) Chemical Demostrations Tomo 1. Wisconsin University Press