Practica 5 Quimica Basica Esimez

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

LABORATORIO DE QUÍMICA BÁSICA

PRACTICA NO. 5

OBTENCIÓN DE UNA RESINA FENÓLICA

GRUPO: 1CM14

EQUIPO: 1

Villanueva Solano David

Huerta Quiroz Erik Raziel

López García Edgar Yamil

Ramírez Campillo Cristian Michael

Profesor: Robles Salas Jesús Daniel

Fecha de realización: 09/Enero/2015

Fecha de entrega: 23/Febrero/2015

PRACTICA 5: OBTENCIÓN DE UNA RESINA FENÓLICA

1. OBJETIVO: El alumno conocerá y obtendrá dos tipos de polímeros.

2. CONSIDERACIONES TEÓRICAS

Propiedades de los polímeros

Un polímero es un compuesto molecular que se distingue por tener una masa molar grande, que abarca desde miles a millones de gramos, y por estar formado por muchas unidades que se repiten. Las propiedades físicas de los polímeros, también conocidos como macromoléculas, son muy distintas a las de las moléculas pequeñas comunes, y para estudiarlas se necesitan técnicas especiales.

Entre los polímeros naturales figuran las proteínas, los ácidos nucleicos, la celulosa (polisacáridos) y el hule (poliisopreno). La mayor parte de los polímeros sintéticos son compuestos orgánicos. Los ejemplos más comunes son el nylon, poli[hexametilenadipamida; el dacrón o poli(etilén tereftalato) y la lucita o Plexiglas, poli(metil metacrilato).

El desarrollo de la química de los polímeros empezó en el decenio de 1920 con la investigación del comportamiento desconcertante de ciertos materiales, incluidos la madera, la gelatina, el algodón y el hule.

Por ejemplo, cuando el hule, cuya fórmula empírica conocida es C5H8, se disolvía en un disolvente orgánico, la disolución presentaba varias propiedades poco comunes, como viscosidad alta, presión osmótica baja y una disminución insignificante del punto de congelación.

Estas observaciones sugerían de manera enfática que estaban presentes algunos solutos de masa molar muy grande, pero los químicos de esa época no estaban preparados para aceptar la idea de que pudieran existir dichas moléculas gigantes. En vez de ello, postularon que los materiales como el hule consistían en agregados de unidades moleculares pequeñas, como C5H8 o C10H16, unidas por fuerzas intermoleculares.

Esta creencia errónea persistió durante varios años, hasta que Hermann Staudinger' demostró sin duda alguna que dichos agregados eran, de hecho, moléculas extraordinariamente grandes, y que cada una contenía muchos miles de átomos unidos por enlaces covalentes.

Cuando se logró entender la estructura de estas macromoléculas se abrió el camino para la fabricación de polímeros, que ahora se manifiestan en casi todos los aspectos de nuestra vida diaria. Alrededor de 90% de los químicos actuales, incluidos los bioquímicos, trabajan con polímeros.

Polimerización

La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se denomina polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción de polimerización para dar lugar al polímero, esta se clasifica como "polimerización por pasos" o como "polimerización en cadena". En cualquier caso, el tamaño de la cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hable de masa promedio del polímero.

Existen dos tipos fundamentales de polimerización:

• Polimerización por condensación.

En cada unión de dos monómeros se pierde una molécula pequeña, por ejemplo agua. Debido a esto, la masa molecular del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

La polimerización en etapas (condensación) necesita al menos monómeros bifuncionales. Deben de saber que los polímeros pueden ser maquinables.

Ejemplo: HOOC--R1—NH2

Si reacciona consigo mismo, entonces:

2 HOOC--R1—NH2 <----------> HOOC--R1--NH• + •OC--R1—NH2 + H2O <----------> HOOC--R1-NH--CO--R1—NH2 + H2O

• Polimerización por adición.

En este tipo de polimerización la masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemolítica:

Iniciación: CH2=CHCl + catalizador ⇒ •CH2–CHCl•

Propagación o crecimiento: 2 •CH2–CHCl• ⇒ •CH2–CHCl–CH2–CHCl•

Terminación: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.

Resina fenólica

Las resinas fenólicas, también llamadas " fenoplastos ", son de las primeras resinas que se sintetizaron. Han sido realizados numerosos estudios sobre sus mecanismos de reacción en la síntesis y su reacción con otras sustancias. Se obtienen mediante la reacción de fenoles y aldehidos, siendo el fenol y el formaldehido las materias primas más importantes en la producción de resinas fenólicas.

Hacia el 1872, A.V. Baeyer observó que la reacción de condensación entre fenoles y aldehidos daba lugar a sustancias resinosas. En 1893, G. T. Morgan produjo la primera resina fenol-formaldehido. Sin embargo, fue el trabajo de Fleming L. H. Baekeland y otros colaboradores quienes pusieron impetu en la producción de resinas fenólicas a nivel industrial. Baekeland con sus aplicaciones y patentes (presión y calor de curado en 1908,...) fue reconocido como el pionero de la industria de los plásticos.

La primera resina tipo revestimiento fue producida industrialmente por la compañía Louis Blumer en Zwickan. Para ser capaces de utilizar las resinas en el sector de revestimientos, fue necesario desarrollar resinas modificadas.

En 1910, se fundó en Erkner (cerca de Berlín) la compañía Bakelite para la producción de resinas tipo Bakelite. El desarrollo de los procesos de preparación y curado fueron realizados por M. Koebner, N. Megson y colaboradores.

En 1937, A. Greth y K. Hultzsch desarrollaron resinas fenólicas para aplicaciones en pinturas. A partir de aquí, se realizaron estudios en busca de la obtención de resinas fenólicas para otras aplicaciones.

Las

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