Practica de Estireno

 

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO/INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALTILLO  

INSTITUTO TECNOLOGICO DE SALTILLO

INGENIERIA EN MATERIALES MATERIALES POLIMERICOS

DOCTORA: REBECA GONZALEZ HERNANDEZ REPORTE DE POLIMERIZACION DEL ESTIRENO CON CATALIZADORES BPO Y AIBN

ALUMNO:

GEORGINA POLETT AGUILAR AQUINO

Materiales Poliméricos.

Polimerización del Estireno.

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POLIMERIZACION DE ESTIRENO CON BPO Resumen. En el siguiente documento se explicara el proceso por el cual el monómero de estireno fue polimerizado. 

Palabras Clave: Polimerización, Estireno, BPO

1. INTRODUCCIÓN. La polimerización es un proceso químico por el que los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso, llamada polímero, o bien una cadena lineal o una macromolécula tridimensional. Se produce la polimerización a través de una gran variedad de mecanismos de reacción que varían en complejidad debido a los grupos funcionales presentes en los m monómeros onómeros y sus efectos estéricos (si tienen cadenas laterales voluminosas o son monómeros con restricción de rotación... pueden afectar a la polimerización). En la polimerización más sencilla, con alquenos, que son relativamente estables debido al enlace entre los átomos de carbono, los polímeros se forman a través de reacciones radicalarias; por el contrario, reacciones más complejas, como las que implican la sustitución en el grupo carbonilo, requieren síntesis más complejas debido a la manera en que reaccionan las moléculas por condensació condensación. n.

2. ANTECEDENTES ANTECEDENTES El poliestireno se sintetizó por primera vez en 1839. En 1917 se patentó que el Peróxido deque Benzoilo es un catalizador para la polimerización de monómeros del mismo tipo el estireno.

 Estireno

Peróxido de de benzoilo

Para realizar la polimerización por radicales libres se necesita el monómero, un iniciador (o catalizador) y un aporte de calor que inicie la reacción química. La polimerización por adición se inicia y progresa según el siguiente esquema:

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donde I  es el iniciador ya activado. •

La reacción termina por alguna de las siguientes vías:

La polimerización del estireno por radicales libres se puede hacer fácilmente en el laboratorio, consiguiendo un material polimérico sólido de propiedades completamente diferentes a los reactivos iniciales. La reacción es exotérmica (17 Kcal/mol) una vez que se ha activado, por lo que hay que prever la evacuación del calor producido. Esto junto con el hecho de que el poliestireno resultante se adhiere fuertemente al vidrio u otro material que lo contiene, son los mayores problemas que aparecen en la realización de este experimento.

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO/INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALTILLO   El estireno se puede utilizar incluso sin destilar, esto es, con los inhibidores de polimerización que lleva el monómero, únicamente hay que añadir un pequeño exceso de iniciador. La polimerización progresa en un tiempo corto, produciéndose normalmente un alto grado de conversión del monómero en polímero y sin que el oxígeno del aire sea un problema. Sin embargo, el poliestireno que se obtiene por este método es amorfo, con una distribución de pesos moleculares muy ancha y de propiedades pr opiedades mecánicas muy pobres.

3. OBJETIVO Sintetizar un poliestireno a partir del monómero (estireno) y un iniciador (peróxido de benzoilo) 

4. PARTE EXPERIMENTAL Materia prima La Tabla indica las características de las materias primas y equipos utilizados.

Tabla 2.1. Concentrado informático referente a las materias y equipos utilizados.

Materias primas/Equipos.

Características.

Solvente reactivo Monómero aromático reactivo que permite modificar las propiedades de viscosidad de la resinas poliéster y

Monómero de estireno

vinil éster.

El peróxido de benzoílo es Peróxido de Benzoilo (BPO).

un compuesto un  compuesto orgánico de la familia de los peróxidos los peróxidos orgánicos. orgánicos. Consiste  Consiste en la unión de dos grupos benzoílo con un grupo peróxido. grupo peróxido.  

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Instrumento para medir la masa de la Balanza analítica.

materia empleada, empleada, Ma Marca rca Ohou Ohous s con capacidad de pesar 10 kg.

Es un aparato de sobremesa, portátil y autónomo, que posee uno o más elementos de calefacción eléctrica, eléctrica, y Placa de calentamiento

que se emplea para calentar recipientes con líquidos, de forma controlada.   controlada.

Es un pequeño tubo cilíndrico de vidrio con un extremo abierto (que puede poseer una tapa) y el otro cerrado y redondeado, que se utiliza

Tubo de ensayo de vidrio

en los laboratorios para contener pequeñas muestras líquidas o sólidas.. sólidas

Pinza para sujetar tubos de ensayo

Instrumento mediante la cual se pueden sujetar diferentes objetos diferentes objetos de vidrio (embudos de laboratorio, buretas laboratorio,  buretas etc.)

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Lámina de metal de forma triangular con los bordes afilados y un mango

Espátula

largo

Vidrio de reloj

Sirve para pesar productos sólidos  sólidos 

Elementos de protección

Guantes, gafas y mascarilla

Metodología experimental. Para empezar el proceso de polimerización del estireno se tuvo que lavar con 10 ml de NaOH al 10% y dejar reposar por un día ya que el monómero tiene un inhibidor que no deja que polimerice. Se extrajo 1 ml de estireno con una aguja del recipiente del que lo contenía y se pasó a un tubo de ensaye de vidrio para posteriormente calentarlo en forma de baño maria en un recipiente que contenía glicerina sobre una placa de calentamiento la cual estaba a una temperatura de 60ª C. Se pesó 0.08 g de BPO en la balanza analítica y se introdujo en el tubo de ensaye  junto con el estireno. Se agitó por unos segundos para homogenizar homogenizar la muestra y se introdujo nuevamente al medio de calentamiento (glicerina) por 20 min. Después de ese tiempo se observó que se empieza a formar un aglomerado (poliestireno) y este fue lavado con ag agua ua destilada la cual se retiraba en un vaso vaso de precipitado el procesos fue repetido por 4 ocasiones hasta que se le quito el olor característico del estireno. Una vez que fue bien lavado se tapó el tubo de ensayo con aluminio la cual se le hizo varios agujeros. El polímero fue dejado secar por 24 horas para posteriormente ser retirado del tubo de ensaye con una espátula de metal m etal y pesado en la balanza analítica.

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Proceso de Lavado del monómero de Estireno

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Extracción de 1 ml de estireno

Se pesó 0.08g de Peróxido de Benzoilo

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Se calentó el estireno con el BPO en la glicerina a 60ªC por 20 min.

Se lavó el polímero con agua destilada

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Se extrajo el polímero para posteriormente ser pesado en la balanza analítica.

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5. RESULTADOS Y DISCUSIONES  Al dejar secar El PS durante 3 días se obtuvo un peso de 0.1111 gramos de polímero. Este contaba con un aspecto blanco y pegajoso el cual se adhirió en el tubo de ensayo al momento de su extracción y pesaje. A continuación se muestra el resultado que arrojó la báscula. Químicamente podemos observar que sucede la siguiente reacción:

Como se observa el polímero a través de la iniciación y propagación se formó por la adición sucesiva de bloques de construcción gracias a la alta reactividad de los radicales libres (en este caso caso formados por peróxido de benzoilo). Los moles contenidos en esta proporción de poli estireno se determinaron de la siguiente manera: 0.1111    100   − 

= 1.11 1.1110 10−3   

Como se observa en la ecuación anterior para obtener los moles del poliestireno se dividió los gramos obtenidos entre el peso molecular del mismo.

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6. CONCLUSIONES Respecto a la práctica de laboratorio hacia la producción de poliestireno (PS) a través de un monómero (estireno) y un agente oxidante (catalizador, peróxido de benzoilo, BPO), se pudo concluir que gracias a esta práctica nos familiarizaremos con la materia prima que se tiene en dicho laboratorio para posteriormente obtener un producto que es muy utilizado en la l a actualidad en distintos productos, así como lo es en; maniquíes, vasos, platos, protectores, etc.  A demás conocimos el procedimiento procedimiento que se emplea para esta esta obtención, conociendoo así los materiales y las cantidades adecuadas para dicha reacción, en esta práctica logramos observar que al calentar glicerina a una temperatura de 60°c como objetivó de empilarlo para baño maria hacia el catalizador BPO, se comenzaría a calentar junto al monómero, la cual al agregarle el estireno y dejarlos por un periodo de tiempo esto comenzaría una reacción muy poco observable a simple vista pero al retirar la probeta del recipiente con glicerina y agregar un poco de etanol con algo de agitación esto se tornaría demasiado notorio, observado la reacción invisible para nuestros ojos en un comienzo. La cual fue f ue limpiada en repetidas ocasiones con el etanol para eliminar productos dañinos para nuestra salud.

7. REFERENCIAS http://www.pslc.ws/spanish/styrene.htm   http://www.pslc.ws/spanish/styrene.htm http://www.textoscientificos.com/polimeros/poliestireno  http://www.textoscientificos.com/polimeros/poliestireno  https://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno  https://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno  8. ANEXOS Ficha técnica del Peróxido de Benzoilo

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Ficha técnica del estireno

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