polimeros [sintesis de polimetacrilato de metilo]

I n s t i t u t o P o l i t é c n i c o N a c i o n a l

E s c u e l a N a c i o n a l D e C i e n c i a s B i o l ó g i c a s

Q u í m i c o Fa r m a c é u t i c o I n d u s t r i a l

Corona Ramírez Yessika Mariela – Eq.10

Cruz Dimas Edmundo – Eq.10

Díaz Paredes Alejandra – Eq.10

Castro Loa Fernando Adrian – Eq.11

Domínguez Pérez Itzel Yomara – Eq.11

S í n t e s i s d e

P o l i - m e t a c r i l a t o d e M e t i l o

P o l í m e r o s

F u n d a m e n t o s T e ó r i c o s

Polímero Es una macromolécula constituida por la unión repetida de monómeros a través de enlaces covalentes, provocada por una reacción de polimerización.

Monómero Son unidades pequeñas responsables de la unión covalente del polímero.

Polímero

Monómero

P o l í m e r o s

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Po

lí

me

ro

s

Clasificación de los Polímeros

Por Composición

Por Tipo de Reacción

Por sus Propiedades físicas

Por su Estructura molecular

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Clasificación de los polímeros - Por Composición

H o m o p o l í m e r o s

C o p o l i m e r o s

Aleatorio

Alternado

Bloque

Injertado

Co

mp

os

ic

ió

n

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Clasificación de los polímeros - Por Tipo de Reacción de Polimerización

Ti

po

d

e

Re

ac

ci

ón

Reacción por Crecimiento en Pasos

Vía Radicales Libres

Reacción en Cadena [Adición]

Es una serie de reacciones consecutivas donde una depende de la anterior. Se consume el reactivo y se produce uno similar pero de cadena más larga.

Monovalentes Divalentes Trivalentes

Especies con e- libre(s)

Es una serie de reacciones que son independientes. Se forma el polímero solo si el monómero tiene más de un grupo funcional.

Vía Catiónica

Vía Aniónica

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Clasificación de los polímeros - Por Tipo de Reacción de Polimerización Reacción en Cadena [Adición] – Vía Aniónica y Catiónica

Un monómero con un doble enlace puede ser polimerizado de forma Aniónica y Catiónica

Dependiendo de la densidad electrónica del doble enlace que depende de los grupos sustituyentes

Los atractores de electrones disminuyen la densidad, por ello favorecen la polimerización Aniónica.

Mientras que los grupos que tienen repulsión hacia los electrones favorecen la polimerización

Catiónica

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Clasificación de los polímeros - Por Tipo de Reacción de Polimerización Reacción en Cadena [Adición] – Vía Aniónica y Catiónica

Vía Catiónica

Es efectiva con monómeros que contengan un grupo donador de electrones capaz de estabilizar al carbocatión intermediario.

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Clasificación de los polímeros - Por Tipo de Reacción de Polimerización Reacción en Cadena [Adición] – Vía Aniónica y Catiónica

Vía Aniónica

En cambio los monómeros con sustituyentes atractores de electrones se pueden polimerizar con catalizadores aniónicos.

El punto clave es la adición nucleofílica de un anión al monómero.

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Clasificación de los polímeros - Por Tipo de Reacción de Polimerización Reacción en Cadena [Adición] – Vía Radicales Libres

Radical Libre

Es un átomo o molécula que tienen por lo menos un electrón sin aparear (libre) que no se encuentra formando un par electrónico en un orbital molecular. Esta estructura es muy inestable a lo que se le debe su alta reactividad.

Mecanismo de Reacción Vía Radicales Libres

Iniciación: Requiere la formación de un radical reactivo que sea capaz de adicionarse al monómero. Propagación: Se verifica el ataque al centro activo monomérico al monómero en cada una de las sucesivas etapas, formando en cada caso un nuevo radical libre Terminación: Se verifica la desactivación de los radicales libres por una reacción distinta a la de propagación.

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Clasificación de los polímeros – Estructura molecular del Polímero

Termoplásticos

Fibras

Elastómeros

Resinas Termo-Endurecibles, Termo-Fijos ó Termoestables

Es

tr

uc

tu

ra

Duros a temperatura ambiente . Suaves y viscosos cuando se calientan.

Forman Hilos delgados producidos por extrusión de un polímero fundido a través de un molde o hilador.

Polímeros amorfos Presentan la capacidad de estirarse Recuperan su forma original.

Polímeros altamente entrecruzados Se solidifican cuando se calientan y se hacen insolubles

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Clasificación de los polímeros – Estructura molecular del Polímero

Termoplásticos

PET

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Clasificación de los polímeros – Estructura molecular del Polímero

Fibras

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Clasificación de los polímeros – Estructura molecular del Polímero

Elastómeros

P o l í m e r o s

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Clasificación de los polímeros – Estructura molecular del Polímero

Resinas Termo-Endurecibles, Termo-Fijos ó Termoestables

Resina de Epoxi

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Clasificación de los polímeros – Propiedades físicas de los Polímeros

-Forman enlaces covalente -Tienen Interacciones Intermoleculares [Fuerzas de Van der Waals] provocando que las cadenas se empaqueten de manera regular. - Tienen zonas Cristalinas y Amorfas; el predomino de una sobre la otra determina el grado de cristalinidad.

Cristalino

• Duros y durables • Cuando se calientan se fusiona (Tf) ,para dar un material amorfo.

No Cristalinos ó Amorfos

• Duros a temperatura ambiente • Cuando se calientan, el polímero se hace en suave y flexible hasta un punto llamado temperatura de transición vítrea (Tv)

P o l í m e r o s

R e a c c i ó n

Iniciador – Mecanismo del Peróxido de Benzoílo El iniciador aumentará la velocidad de la reacción al adicionarse a la molécula de Metacrilato de Metilo por vía de Radicales Libres.

2 2 2

P o l í m e r o s

R e a c c i ó n

Adición del Iniciador y Polimerización de la molécula [Propagación] Se adiciona el Iniciador a la molécula de metacrilato, lo que provoca un movimiento de electrones, rompiendo enlaces π, haciendo así que en presencia de más moléculas de metacrilato de metilo se adicionen a la estructura tomando cada vez más la forma del polímero.

P o l í m e r o s

R e a c c i ó n

Final de la Polimerización [Terminación]

Se llevan a cabo estas adiciones hasta que se tiene n tamaño en la molécula y finalmente se obtiene el polímero.

n

P o l í m e r o s

P a r t e E x p e r i m e n t a l

25mL de Metil Metacrilato de Metilo + 1.5g NaOH

20mL de Metil Metacrilato de Metilo + 1g de NaOH.

Filtrar Adicionar 2g de Peróxido de Benzoílo.

Tapar y Agitar durante 10min. (lentejas presentan color amarillo - verdoso)

Agitar durante 15 min.

Eliminación del Inhibidor - Solución 1

Preparación de la Solución A

Nota: Es conveniente que se prepare una sola solución A para toda la sección ya que es muy poco lo que se utilizará

P o l í m e r o s

P a r t e E x p e r i m e n t a l

Polimerización

T u b o 1 T u b o 2 T u b o 3

10mL de Solución 1 filtrada 6mL de Solución 1 filtrada 2mL de Solución 1 filtrada

7 gotas de Solución A - Trazas de Hidroquinona

Envolver en papel Aluminio Envolver en papel Aluminio Envolver en papel Aluminio

Baño maría Baño maría por 1 hora Baño maría por 1 hora

Viscosidad Viscosidad Viscosidad

0.5mL de Solución A 2 gotas de CHCl3

Si no presenta cambio guardar en un frasco

Si no presenta cambio guardar en un frasco

Formación del Solido [Romper el Tubo de Ensaye]

- -

Nota: Evitar que el producto entre en contacto con el agua antes de que se solidifique.

P o l í m e r o s

P a r t e E x p e r i m e n t a l

Riesgos y Toxicidad de los Reactivos

S u s t a n c i a R i e s g o s y T o x i c i d a d

Metacrilato de metilo Inflamable , reactivo e irritante El contacto puede irritar ojos, piel, nariz y la garganta

Hidroquinona Irritante para la piel y puede causar daño a los ojos, causando decoloraciones y posibles problemas en la visión

Cloroformo Nocivo e irritante Riesgo de absorción por la piel, en los ojos irritación en las mucosas y dificultades respiratorias al inhalar.

Peróxido de Benzoílo Explosivo, inflamable e irritante Alto riesgo de explosión por fricción u otras fuentes de ignición. Provoca irritación en la piel