polimeros [sintesis de polimetacrilato de metilo]
DESCRIPTION
Conceptos generales sobre la formación de Polimeros plásticos.TRANSCRIPT
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
F u n d a m e n t o s T e ó r i c o s
Po
lí
me
ro
s
Clasificación de los Polímeros
Por Composición
Por Tipo de Reacción
Por sus Propiedades físicas
Por su Estructura molecular
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
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.
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
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.
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
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
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
Clasificación de los polímeros – Estructura molecular del Polímero
Termoplásticos
PET
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
Clasificación de los polímeros – Estructura molecular del Polímero
Fibras
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
Clasificación de los polímeros – Estructura molecular del Polímero
Elastómeros
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
Clasificación de los polímeros – Estructura molecular del Polímero
Resinas Termo-Endurecibles, Termo-Fijos ó Termoestables
Resina de Epoxi
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
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