| A) Si.
Aunque la identificación completa de un compuesto orgánicode alto peso
molecular suele ser un problema más bien complicado; no obstante podemos
establecer un procedimiento escolar de identificación de plásticos que nos
revele las características más generales de los mismos.
Todo análisis de un plástico empieza por ensayos preliminares. Además
de observar características tales como el comportamiento en solubilidad,
densidad, reblandecimiento y fusión; es muy importante el calentamiento en
un tubo de combustión y en la llama
Si estos ensayos preliminares no conducen a una identificación
positiva, hay que examinar en los materiales la presencia de heteroátomos
tales como nitrógeno, halógenos y azufre. Por lo tanto, en un análisis
sistemático hay que empezar ensayando la solubilidad, y proceder a
efectuar ensayos específicos simples. Además hay que tratar de detectar la
posible presencia de cargas orgánicas o inorgánicas, o de otros aditivos
tales como plastificantes o estabilizantes.
Como ayuda en la identificación de plásticos se utiliza la Tabla de
Identificación de Plásticos. Partiendo de las características del material
y de su comportamiento elástico, la Tabla lleva a una serie de ensayos
simples que permiten una mayor diferenciación de los tipos de plásticos.
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA.
Las plásticos como materiales de partida están normalmente en forma de
polvo,gránulos o, muy ocasionalmente, dispersiones. Una vez procesados se
encuentran normalmente en forma de film, planchas o perfiles o productos
diversos. Algunos ensayos preliminares pueden realizarse sobre la muestra
en su forma original. Sin embargo, para la mayor parte de los ensayos es
preferible que la muestra esté finamente dividida o en forma de polvo.
Para reducir el tamaño de las partículas se utiliza un molino. Mediante
enfriamiento total añadiendo hielo seco (CO sólidodo), la mayor parte de
los materiales tenaces y elásticos se vuelven quebradizos y pueden ser
triturados. El enfriamiento evita sobrecalentamientos durante el proceso
de molido.
Con mucha frecuencia, los materiales plásticos procesados contienen
aditivos. En una determinación cuantitativa o en la identificación precisa
de un material plástico hay que separar primero los aditivos. Para tal fin
se utilizan métodos de extracción o precipitación.
Los polímeros lineales pueden aislarse de las cargas y agentes de
refuerzo mediante disolución en disolventes apropiados. Todos los
materiales insolubles quedan de esta forma en suspensión y pueden separase
por filtración. 1a precipitación del polímero disuelto se efectúa
añadiendo gota a gota la solución al precipitante, en volumen cinco a diez
veces superior. El metanol suele ser un precipitante adecuado. También se
puede útilizar en muchos casos el agua.
Los plásticos entrecruzados no se pueden separar de las cargas por este
método, debido a su insolubilidad. Las cargas inorgánicas (fibras de
vidrio o talco) pueden aislarse quemando la muestra de crisol de
porcelana, pero esto no siempre es posible. Muchas veces se requieren
métodos especiales que varían de un caso a otro.
PESO ESPECIFICO
La densidad r es el cociente entre la masa M y el volumen V de un
material r=M/V g/cm3.
La densidad no suele ser un método útil de caracterización de plásticos
con cavidades, poros o imperfecciones. En tales casos (por ejemplo, las
espumas) se toma como r el cociente entre la masa y el volumen determinado
sobre el contorno de la muestra.
La verdadera densidad puede determinarse pesando la masa y calculando
el volumen real.
Con sólidos compactos suele ser suficiente medir una sóla muestra para
la determinación del volumen. Con plásticos en forma granular o en polvo
el volumen se determina midiendo la cantidad de líquido desplazado en un
picnómetro o mediante medidas de flotación. En todos los casos se
requieren pesadas relativamente exactas, en especial cuando se han de
utilizar pequeñas cantidades de muestra.
Para muchas aplicaciones es más simple utilizar el procedimiento de
flotación consistente en hacer flotar la muestra en un líquido de su misma
densidad La densidad del líquido puede determinarse entonces de acuerdo
con métodos conocidos mediante aerómetro. Como líquidos se pueden utilizar
soluciones acuosas de cloruro de zinc o cloruro de magnesio. Con
densidades inferiores a 1 g/cm3 son muy útiles las mezclas de agua y
metanol.
Es obvio que para determinar la densidad por el procedimiento de
flotación la muestra no debe ser soluble en el liquido y éste debe mojar
completamente a la muestra Hay que asegurarse de que no aparezcan burbujas
en la superficie de la muestra ya que afectarían a la medida. Toda burbuja
debe ser eliminada completamente. El negro de humo, las fibras de vidrio y
otras cargas pueden afectar igualmente a las medidas de densidad. Las
espumas no pueden ser caracterizadas por este medio.
Si no se dispone de medios m‡s exactos para la determinación de la
densidad, se sumerge la muestra en metanol (densidad r a 20° C = 0,79
g/cm3), agua (r = lg/cm3), solución saturada de cloruro de magnesio en
agua (r = 1,34 g/cm3) o solución saturada de cloruro de zinc en agua (r =
2,01 g/cm3). Se observa entonces si la muestra se queda en la superficie
del líquido o se hunde. Su comportamiento indica si tiene una densidad
mayor o menor que la del líquido en el que sumerge.
Para preparar una disolución saturada se añaden pequeñas porciones de
cloruro de zinc o cloruro magnésico químicamente puro a agua destilada,
agitando continuamente. La operación se continua hasta qué, al añadir más,
el material no se disuelve y queda un residuo en el fondo. El proceso de
la disolución es relativamente lento y las soluciones saturadas son más
viscosas.
PRUEBA DE COMBUSTIÓN.
Para realizar la prueba de combustión, se pone en una llama tenue una
pequeña muestra del plástico utilizando unas pinzas o una espátula. Se
reduce al mínimo la llave de alimentación del mechero Bunsen y se observa
cuidadosamente cómo arde el plástico en el interior y fuera de la llama.
Hay que observar también la formación de gotas de plástico mientras está
ardiendo o fundiendo, así como el olor después de apagar la llama.
Sin embargo la inflamabilidad de los plásticos puede estar influenciada
fuertemente por la adición de aditivos ignífugos y como consecuencia, los
resultados, en la práctica pueden desviarse de los previstos (véase
esquema ).
|
Inflmabilidad |
Aspecto de la llama |
Olor de los vapores |
Material |
|
No arden |
|
Picante (ácidofluorurohídrico) |
Siliconas
Politetrafluoretileno
Politrifluorcloroetileno
Poliamidas |
|
Dificiles de encender, se autoestinguen cuando se retira la
llama |
Luminosa, humos negros |
Fenol
Formaldehído |
Resinas fenólicas |
|
Amarilla luminosa |
Amoníaco
Aminas
Formaldehído |
Aminoresinas |
|
Borde verde |
Ácido clorhídrico |
Caucho clorado
Policloruro de vinilo
Policloruro de vinilideno, (sin plastificantes) |
|
Brillante, humos negros |
Cuerno quemado |
Policarbonatos |
|
Amarilla, humo gris |
Caucho de silicona |
|
Amarillo-naranja, humo azul |
Poliamidas |
|
Se encienden fácilmente, continuan ardiendo después de retirar la
llama |
Luminosa, humos negros |
Algo fragante, gas natural |
Poliestireno |
|
Amarilla oscura. Algunos humos negros |
Ácido acético |
Poliacetato |
|
Amarilla oscura, humos negros |
Goma quemada |
Caucho |
|
Luminosa, centro azulada, sin chasquido |
Fragante, afrutado |
Polimetacrilato de metilo |
|
Azulada |
Formaldehído |
Polióxido de metilo |
PRUEBA DE FUSION POR CALOR
Examinamos el comportamiento de un plástico sometido a calentamiento
sin exposición directa a la llama, se pone una pequeña muestra en un tubo
manteniéndolo por su parte superior con unas pinzas. Se calienta el tubo
con la llama de un mechero Bunsen regulado al mínimo. El calentamiento
debe ser lento de forma que se puedan observar adecuadamente los cambios n
la muestra y en el olor de los gases de descomposición.
Cuando se calientan los materiales termoplásticos lineales o
ramificados, es decir no entrecruzados, empiezan a reblandecerse y luego,
al seguir calentando (polímeros amorfos), empiezan a fluir en un intervalo
de temperaturas mal definido. Las plásticos parcialmente cristalinos
tienen en general intervalos de fusión más estrechos. No obstante, son
generalmente menos definidos que los puntos de fusión de los materiales
cristalinos de bajo peso molecular. e os materiales cristalinos de bajo
peso molecular.
Por tanto, el reblandecimiento o el fundido tiene lugar sólo en los
plásticos lineales. Sin embargo, en algunos casos el intervalo de
temperaturas de reblandecimiento o de fundido está por encima del
intervalo en el que los polimeros son térmicamente estables. En este caso
la descomposición empieza antes de que pueda observarse el fundido de la
muestra. Por lo que respecta a los plásticos entrecruzados no hay, en
general reblandecirmiento hasta un punto justamente por debajo de aquel en
el que se produce la degradació química. Por lo tanto, este tipo de
comportamiento es una indicación aunque no inequívoca, de que el material
es un termoestable curado. En general, los compuestos de alto peso
molecular no tienen un punto de fusión tan preciso como los compuestos
orgánicos cristalinos de bajo peso molecular.
Las temperaturas a las que los polímeros adquieren el estado vítreo son
muy características de polímeros específicos. Son las temperaturas a las
cuales ciertos segmentos moleculares se vuelven móviles sin que las
cadenas puedan, desplazarse una con respecto a la otra dando lugar al
flujo viscoso.
La determinación de la temperatura de transición vítrea por métodos
simples es más bien difícil debido a que para muchos plásticos esta
temperatura es inferior a la temperatura ambiente. Entre los métodos
utilizados está el análisis térmico diferencial, la medida de la
dependencia entre temperatura e índice de refracción o de propiedades
mecánicas como el módulo de elasticidad.
El intervalo de reblandecimiento de un plástico puede determinarse
también con una pletina de calentamiento. Esta técnica con la que se
pueden determinar puntos de fusión con una exactitud de 2 - 3° K es de
gran utilidad. Sin embargo, muchas veces los valores resultantes dependen
en gran medida de la velocidad de calentamiento y de la presencia de
ciertos aditivos, especialmente los plastificantes.
OLOR
El olor desprendido por los vapores de los diferentes materiales
plásticos en la prueba de combustión también nos permite identificar
algunos plásticos.
En la tabla, además del comportamiento de los plásticos en la
combustión, hemos añadido también el olor desprendido por sus vapores.
variedad de plásticos
SOLUBILIDAD
El simple hecho de estar una materia altamente polimerizada no
significa necesariamente que tal sustancia no obedece ya las leyes comunes
a las sustancias más simples. Así pues, las leyes normales de la
solubilidad son aplicables a los plásticos. Por tanto, para el análisis
sistemático de plásticos, la distinción entre polímeros solubles e
insolubles da lugar a una primera separación en dos grupos. A continuación
podemos aplicar métodos químicos para seguir investigando estos dos
grupos.
Para determinar la solubilidad, se añade aproximadamente 0,1 g de
plástico finamente dividido a un tubo de ensayo con unos 5 - 10 ml de
disolvente. Transcurridas unas horas se agita vigorosamente el tubo de
ensayo y se observa el posible hinchamiento de la muestra. Con frecuencia,
esta operación puede durar bastante tiempo. Si es necesario, se calienta
suavemente el tubo de ensayo con agitación constante.
Esta operación se puede hacer con un mechero Bunsen pero es preferible
hacerlo con un baño de agua. Hay que tener mucho cuidado de impedir la
ebullición repentina y la proyección del del producto fuera del tubo de
ensayo, ya que muchos disolventes orgánicos o sus vapores son inflamables.
Si el ensayo de solubilidad deja dudas y/o si quedan partíctilas
insolubles (fibras de vidrio o cargas inorgánicas), es necesario
separarlas. Se pueden filtrar fácilmente o bien decantar después de haber
dejado la solución en reposo durante una noche. Evaporando una parte del
liquido que sobrenada en una placa de vidrio, el material disuelto queda
como residuo para efectuar el ensayo. También se puede añadir gota a gota
la solución filtrada sobre un precipitante del plástico correspondiente
que, de esta forma, precipitará. El éter de petróleo, el metanol y
ocasionalmente el agua se utilizan como agentes de precipitación.
La solubilidad de un material plástico depende mucho de su
estructura_química y en cierto modo de su peso molecular.
COMPORTAMIENTO AL SER RETORCIDOS.
El comportamiento de los materiales plásticos al ser retorcidos estará
íntimamente relacionado con la estructura del compuesto, es decir, si la
estructura el lineal o ramificada al igual que si es amorfa o cristalina.
En general, todo el comportamiento se reduce a las fuerzas
intermoleculares existentes. Por ejemplo, si las fuerzas intermoleculares
son bajas, y la energía cohesiva es baja, y las moléculas tienen cadenas
relativamente flexibles el material plástico cede fácilmente a las
tensiones aplicadas. Por el contrario si las fuerzas intermoleculares y la
energía cohesiva aumentan el material muestra una alta resistencia a ser
retorcidos, es decir, una alta resistencia física y buenas propiedades
mecánicas.
COMPORTAMIENTO DE UN PELÍCULA AL DESGARRO.
Cuando los plásticos se utilizan como películas, particularmente en sus
aplicaciones en empaquetado, se resistencia al desgarro es una propiedad
importante. En uno de los ensayos de resistencia al desgarro, se desgarra
una muestra a partir de un corte hecho por una cuchilla afilada La energía
se suministra por un péndulo de caída y el trabajo realizado se mide por
la energía residual del péndulo.
La resistencia al desgarro y la resistencia a la tensión están
íntimamente relacionadas. Para aumentar en general la resistencia al
desgarre, a la rotura, a la tracción... se utilizan cargas y aditivos
reforzantes, entre los que destacan las fibras de
vidrio. | 
