Identificación de Plásticos Sin Codigo de Marcado

 

  ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECÁNICA MECÁNICA ELECTRICA Y MECATRÓNICA

MATERIALES DE FABRICACIÓN II PRACTICA N°:

4

GRUPO N°

:

03

TEMA

:

IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES PLÁSTICOS POR COMBUSTIÓN FLEXIBILIDAD SOLUBILIDAD Y DENSIDAD.

PROFESOR

:

ALUMNO

:

ING. EMILIO CHIRE R.  -Canales Soto Juan Jonel -Gallegos Berrocal Alessandro Ramiro

 

1.  Resumen

2.  Objetivos

  El objetivo principal de esta práctica se basó en observar e identificar los



diferentes tipos de plásticos y sus características físicas y químicas, a través de 3 diferentes ensayos, poniendo a prueba diferentes muestras de materiales  plásticos, siempre bajo el régimen ddee seguridad establecido establecido en el laboratorio. laboratorio.   Determinar la densidad de los plásticos por dos medios prácticos.



3.  Introducción

La identificación de plásticos por método simple consiste en aplicar diversas pruebas

que, harán notar las distintas propiedades con las que cuenta el plástico. Los ensayos aplicados fueron los de combustión, densidad, flexibilidad y solubilidad en disolvent es. Cuando se hablan de polímeros es necesario recalcar, que existe una grandísima variedad de materiales disponibles y esto genera una gran variedad de propiedades para cada tipo de plástico. En la prueba de combustión se calientan los plásticos con una llama de soplete y se observa las características expedidas tanto por el humo, la llama y el mismo mi smo platico. Es importante observar la manera en que se quema. En los plásticos es importante mencionar que lo que define la manera de combustión de un polímero p lástico es la  propagación que se puede encontrar de dentro ntro del mismo polímero as asíí como aditivos y  plastificantes. Se observan el color de la flama, la cantidad y color de humo, humo, la

combustibilidad el tipo de fusión y el olor del humo. Normalmente los materiales  poliméricos cuentan cuentan con menor re resistencia sistencia a altas tem temperaturas peraturas que los otros tipos de materiales. En el ensayo de densidad se aprecia la flotabilidad de un recorte de plástico sobre el

agua, si el plástico permanece por encima del agua es una indicación de que su densidad es menor a la del agua y si se hunde quiere decir que la densidad es mayor. Por tanto se  puede concluir concluir si el polímero cue cuenta nta con mayor o m menor enor densidad que 1 . Una de las características principales de los polímeros es que cuenta con menor densidad que los materiales de tipo cerámicos y metálicos. Para probar las propiedades de flexibilidad de un plástico se le aplica una fuerza de doblez y se busca la formación de grietas en la superficie así como quebrantamiento

total del material o, completamente lo contrario observar si resiste el doblez. A los  polímeros se les puede asign asignar ar muchas prop propiedades iedades de resis resistencia tencia mecánica, normalmente un material duro tiene poca resistencia a la flexibilidad y se quiebra, si

este es el caso se le categoriza como rígido, si por el contrario es un material que no opone resistencia a los cambios de forma pero resiste ser doblado tantas veces como quiera se categoriza como flexible. Entre medio de estas est as dos categorías se pueden encontrar los tipos semirrígidos o sem iflexibles. 

 

Por ultimo en el ensayo de solubilidad se coloca acetona en un envase y dentro de este se colocan pequeños recortes de materiales poliméricos y se tratan de observar deformaciones en la superficie del plástico así como decoloración del mismo plás tico. Así como con la flexibilidad la resistencia química depende de los tipos de plástico que

se encuentren, puede haber una variedad de resultados puesto que algunos resistirán a los solventes y otros no. Por ejemplo un material semicristal no se considera resistente al acetona y un material amorfo se empieza a disolver al poco rato de estar en contacto con una sustancia disolvente. 4.  Base teórica

El uso del plástico en ingeniería requiere tener en cuenta que para reparar materiales  plásticos se debe tener conocimientos del material que se está tratando ya que para cada caso existe diferentes tipos de procesos de reparación de los l os mismos. [1] Es muy importante saber los componentes que conforman cada material plástico para  poder generar soluciones rápidas, teniendo en cuenta el sistema (SPI o ISO 1043) en el que se encuentren, en el campo ingenieril muchas veces encontraremos que los materiales  plásticos se encuentran en el sistema ISO 1043. En algunos otros casos en donde el  plástico no se use de una manera industrial, se encontrará el plástico en el sistema SPI (Sociedad del Plástico Industrial) y en ocasiones los fabricantes no detallaran la composición polim de algunos plásticos. Es de pormarca. eso que reconocimiento de piezas plásticas sin código [2]existen diversos métodos de 4.1 Clasificación de diversos materiales plásticos mediante métodos sencillos de identificación. [3]

Esta práctica consta de varios ensayos, la realización de uno de ellos, en la mayoría de los casos, nos permitirá identificar el material plástico ensayado. Por lo que se hace necesario realizar varios ensayos y anotar la información i nformación obtenida en ellos. Los ensayos a realizar son los siguientes:   ENSAYO DE COMBUSTIÓN   ENSAYO DE DENSIDAD   ENSAYO DE FLEXIBILIDAD

  

  ENSAYO DE SOLUBILIDAD EN ACETONA



4.2 Ensayo de Combustión [4]

Las pruebas por combustión no son definitivas y pueden dar resultados equivocados dependiendo de la presencia de determinados aditivos, como retardantes a la flama, que  pueden modificar modificar el comportamiento ddel el producto. Se propone llevar a cabo el siguiente procedimiento: [5] 1. Observe la muestra  Esto proporciona mucha información. Por ejemplo, el color del plástico puede dar algunas pistas. Algunos polímeros sólo pueden tener cierto rango de colores, en especial los plásticos termofijos. Otros tienden ti enden a ser mas brillantes (polipropileno), mientras mi entras que otros son tanto brillantes como transparentes (los acrílicos, el SAN, el poliestireno poliestir eno cristal o de propósito general, el policarbonato, y más).

 

2. Sienta la muestra al tacto  

Mediante el tacto se puede saber mucho de los plásticos, aunque para ello se requiere cierta experiencia. Después de tocar varios tipos de plásticos en varias ocasiones se adquiere cierta sensibilidad. Las poliolefinas tienen una textura muy distintiva distinti va y son fáciles de reconocer. Las presencia de fibra de vidrio vidri o o de otros materiales reforzantes alteran la textura y dureza de la muestra, por lo que en ocasiones, es posible detectar si el plástico tiene reforzante. 3. Corte un fragmento de la muestra   Si el pedazo cortado forma pedazos desmenu desmenuzables zables se trata generalmente de un material termofijo, mientras que si el pedazo consiste en largas astillas es probable que se trate de un material termoplástico. Si el pedazo cortado formó pedazos desmenuzables, desmenuzables, se deduce que es un material termofijo. Las pruebas continúan de la siguiente manera 4. Exponga el material a la flama

Coloque la muestra a la flama y huela los gases que emana. Tenga cuidado al hacer esto. Revise que la flama esté apagada antes de inhalar. No inhale los gases directamente, coloque la muestra lejos de su nariz (20-30 centímetros) e inhale ttan an poco como pueda, no inhale profundamente. Tenga cuidado al agarrar la muestra, puede estar muy caliente y quemar. Tenga cuidado en caso de que la l a muestra esté goteando. Si se presenta que la muestra se quema y el fuego se extingue solo, el olor semeja el del fenol, la muestra es negra o café; es probable que se trate de una resina fenolformaldehído. Si la muestra se quema, el fuego se extingue solo, el olor de los gases es picante o irritante y la muestra tiene un color claro; probablemente sea una resina fenolformaldehído epóxida. Si la muestra se quema, el humo presenta un olor a pescado y tiene un color claro o  blanco; puede ser una resina urea-fo urea-formaldehído rmaldehído o melamin melamina-formaldehído. a-formaldehído. En eeste ste caso haga una prueba raspando la muestra con la uña. Si la muestra se raya, probablemente sea una resina urea-formaldehído.

Figura 1. Ensayo por combustión

 

Tabla 1. Resultados realizados por el ensayo por combustión

4.3 Ensayo de Densidad 4.3.1 Ensayo de Identificación de plásticos por medios densos [6]

La clasificación por densidad con un sistema de flotación se realiza comparando las densidades del material plástico y sustancias líquidas de densidad conocida. Si un plástico flota en una solución con una densidad de 0.94 g/cm³, puede ser un plástico de polietileno de densidad media o baja. Si la muestra flota en una solución de 0.92 g/cm³, puede tratarse de un polietileno de baja densidad o polipropileno. Si se hunde en todas las soluciones  por debajo de una densidad de 2.00 g/cm³, la muestra será un plástico de fluorcarbono. La presencia de cargas u otros aditivos y el grado de polimerización pueden dificultar la identificación de los plásticos por la densidad relativa, pues pueden hacer que cambie  bastante la densidad de un plástico. Poliolefinas, iónomeros y poliestirenos de baja densidad flotarán en el agua (que tiene una densidad de 1.00 g/cm³).

 

 

densos sos Figura 2. Separación de plásticos por medios den

Figura 2.1. Resultados teóricos de ensayo de densidad

4.3.2 Ensayo de Determinación de la densidad a partir de su volumen. [1]

Para determinar la densidad de un sólido se puede calcular por medio del cociente de la masa y el volumen de la muestra. Para ello se calcula la masa por medio de una balanza y para el cálculo del volumen se aproxima las muestras a figuras conocidas y se calcula el área de la base por la altura usando un vernier.

Figura 3.1. Balanza electrónica

Figura 3.2. vernier o pie de rey

4.4 Ensayo de Flexibilidad [7]

Para identificar las propiedades de flexibilidad de los plásticos se les aplica una fuerza de doblez y se observa el comportamiento del plástico que resulta en algunos casos la formación de grietas , rotura de la muestra o ser muy mu y flexibles siendo resistentes al doblez. De esta manera se clasifican en plásticos rígidos r ígidos y flexibles.

 

En los últimos años, una gran variedad de materiales de resina sintética (de plástico) se ha convertido en una excelente opción para su uso en una diversidad de productos, cuyas aplicaciones determinan el tipo de plástico en base a sus características. Por ejemplo, el polietileno (PE) es barato y fácil de moldear, por lo tanto se utiliza para envases, film de embalaje, y otras aplicaciones de uso diario. En contraste, el  policarbonato (PC) es es resistente al calo calor, r, transparente y tiene una alta resistencia resistencia mecánica, en consecuencia, consecuencia, se usa para CDs y DVDs, en la electricidad y electrónica, así como en equipos de transporte, la óptica y los campos médicos

Tabla 2. Resultados de flexión de algunos plásticos.

4.5 Ensayo de Solubilidad en Acetona

Las pruebas para determinar la solubilidad o insolubilidad de los plásticos son métodos sencillos de identificación. Con la excepción de las poliolefinas, los acetales, las  poliamidas y los fluorplásticos, se puede considerar que todos los materiales termoplásticos son solubles a temperatura ambiente, el PET por ejemplo es impenetrable a los solventes químicos mientras el PP se disuelve en tolueno caliente. Los termoestables  por su parte, son son resistentes a los disolventes.[8]

 

  algunos lgunos plásticos. Tabla 3. Solubilidad en acetona de a

5.  Procedimiento Experimental

En la práctica de laboratorio se trabajó con el Ensayo por Combustión, Densidad y Solubilidad. Para el ensayo por combustión se trabajará con los tipos de plástico de la tabla 1. los cuales serán: serán: PET, PEAD, P PVC, VC, PEBD, P PP, P, PS. 5.1. Materiales y equipos para ensayo de combustión (MESA 1)  

Probetas de diferentes plásticos contenidas en frascos enumerados del 1 al 6. 

  Mechero Pinzas    Tiras de papel indicador de Ph     Vaso precipitado con agua     Guantes    

Figura 4. Probetas de plástico para ensayo de combustión.

Se encendió el mechero con un encendedor eléctrico, teniendo en cuenta medidas de seguridad. PASO 1:

Figura 4.1 Mechero encendido

 

PASO 2: Antes de haber realizado la combustión de cada plástico primero se tomó en cuenta las siguientes características:

a. La cantidad y color del humo que produce, la observación se realizará mientras el  plástico arda. El color puede variar desde blancuzco hasta negro y la cantidad de humo desde casi inapreciable hasta una gran cantidad.  b. Color de la llama, llama, varía entre azulad azulado, o, amarillo-anaranjado y verdoso. c. Combustibilidad se observa si la llama se extingue cuando se retira el mechero, si arde con dificultad, si chisporrotea o es una llama intensa. d. Tipo de fusión, se debe observar si el plástico se funde fácilmente y gotea, si se descompone,, si toma consistencia de goma o si se carboniza. (se debe mantener la llama descompone durante 8 ó 10 segundos). e. PH de los gases, Se humedece humedece el papel pH en agua destilada y se expone al humo justo después de apagar la llama. Después se comparan los colores resultantes con los de la tabla 1. f. Olor de la combustión Este es un ensayo muy subjetivo, pero intentaremos clasificar el olor en: picante e irritante, a cuerno quemado, a vela, a gas natural....  PASO 2: Luego se sujetó con las pinzas una probeta al azar y se llevó a la llama ll ama durante unos segundos hasta que la probeta de plástico comenzó a arder con el fuego.

Figura 4.2 Probeta de plástico en ensayo de combustión

Es necesario limpiar las pinzas con un cepillo de dientes de acero cada vez que se efectúe  pruebas con las probetas ya que estas dejan residuos que se adhieren a las pinzas que  pueden afectar afectar los resultados de los nuevos ensayos.

Figura 4.2.1 Limpieza de las pinzas

 

  Se hizo lo mismo del paso 2 con cada probeta observando las características que presenten cada una al ser sometidas a la llama del mechero. Observamos las características que se muestran en la tabla t abla 1. PASO 3:

Figura 4.3 Características de la combustión del plástico

Figura 4.3.1 Características de la combustión del plástico

Figura 4.3.2 Características de la combustión del plástico

Figura 4.3.3 Características de la combustión del plástico

PASO 4: Se humedeció la tira de pH en

el vaso precipitado.

PASO 5: Se expuso las cintas peachímetras al humo de la combustión de cada plástico

y verificamos el cambio de color en cada una, luego pusimos en comparación con los colores característicos de cada pH.

 

Figura 5.1 Características de cada  pH 

 

Figura 5.2 Características de cada  pH 

Figura 5.3 Características de cada  pH 

PASO 6: Anotar todos los datos obtenidos en la tabla 4 Cantidad y Color de la Combustibili dad color de llama humo

Tipo de fusión

pH del humo

Olor

Tipo de plásti co

1

Bastante, Blancuzco

Contorno verde

Se ablanda

5 ácido

Asfixia nte

PVC

2

Sin Humo

Amarilla, centro azul

3

Negro hollín

4

Humo negro Anaranjada con hollín

Pro beta N°

5

6

con Amarilla

Llama autoextinguib le Continua ardiendo tras quitar el mechero Continua ardiendo tras quitar el mechero Continua ardiendo tras

7 A vela PP Funde rápido y neutro apagad a gotea Se vuelve  pastoso

Gas 6 natural casi neutro

PS

Gotea

6 casi

PET

Dulzón

neutro quitar el mechero Goteo Humo negro Anaranjada Continua 7 A vela PEBD con Hollín ardiendo tras continuo neutro apagad quitar el a mechero 7 A vela PEAD Funde Muy poco, Anaranjada Continua  blanco de centro azul ardiendo tras rápido y neutro apagad a quitar el gotea mechero Tabla 4. Resultados de ensayo de combustión c ombustión 

 

5.2. Materiales y equipos para ensayo de densidad (MESA 2)              

Pellets de diferentes polímeros contenidos en un frasco (Cada frasco estuvo enumerado) Muestras de diferentes plásticos 4 Vasos de precipitado (1 con alcohol isopropílico, 1 con aceite y 1 con acetona y 1 con agua) Pie de rey o vernier Regla graduada Calculadora Balanza

5.2.1  Procedimiento de ensayo de densidad por medios densos.

Se introdujo cada tipo de pellets en los diferentes líquidos (alcohol isopropílico, aceite, agua y acetona) luego se separaron los que flotaban f lotaban de los que no flotaban y se los anotó en la tabla 5. PASO 1:

Figura 6. Pellet sumergido en aceite de maiz 

Figura 6.1 Pellet sumergido en acetona  

PASO 2. Luego

Figura 6.2 Pellet sumergido en alcohol isopropílico 

se seleccionó a los pellets que se hundieron y se les hizo el test del alambre de cobre. (Las probetas de pellets fueron la 2,4 y 6)

Figura 7. Test de alambre de cobre para PVC.  

 

Al termino del test de alambre de cobre para cada probeta se procedió a reconocer que tipos de llama producian cada probeta. Luego se anoto los resultados en la tabla 5. PASO 3.

PASO 4. Los pellets que

presentaron llama anaranjada se sumergen en la acetona

PASO 5. Los pellets que flotaron en acetona se sumergieron en alcohol y se anotan

los resultados en la tabla 5. PASO 6. A los que flotaron

en alcohol fueron sumergidos en aceite aceite de maiz. TEST DE AGUA

FLOTAN

HUNDEN

1. PEBD 3. PP 5. PEAD TEST DE ALAMBRE DE COBRE LLAMA NARANJA  LLAMA VERDE 6. PVC 4. PS 2. PET

2. PET 4. PS 6. PVC TEST DE ALCOHOL HUNDEN FLOTAN 5. PEAD

TEST DE ACETONA REACCIONA    NO REACCIONA

4. PS

2.

1. PEBD 3. PP  TEST DE ACEITE FLOTA   NO FLOTA 3. PP

1. PEBD

PET 

TEST DE CALOR 2. PET Table 5. Toma de datos de ensayo de densidad por medios densos  

 N° de Tipo de muestra  polímero 1 PEBD 2 PP 3 PET 4 PS 5 PEAD 6 PVC Table 5.1 Resultados de ensayo de densidad por medios densos 

5.2.2  Procedimiento de ensayo de densidad a partir del volumen. PASO 1. Con ayuda del vernier se procedió a medir las muestras de cada tipo de plástico

y se calculó su volumen mediante una calculadora. PASO 2. Luego se pesó las muestras en la

balanza electrónica.

 

PASO 3. Finalmente se colocaron los datos obtenidos en la

tabla 6 y se comparo con los

datos teóricos de la tabla 2.1. Para hallar la densidad se necesita saber la siguiente formula:  = /  De los cuales D: Densidad m: masa v: volumen

PON TU TABLA EN ESTE ESPACIO Y LE PONES TÍTULO  NO MODIFIQUES NADA MARICON SI NO LAS CAGAS Y LUISA NO TE HARA CASO