1. PRACTICA DE LABORATORIO Nº2
CIENCIA DE MATERIALES II
ING.QUIM.TATIANA GRIGOIREVA
1. OBJETIVOS: Conocer el comportamiento de los polímeros en los medios agresivos.
2. MATERIALES: muestras de los polímeros; disolventes orgánicos: acetona, xileno,
etanol, ciclohexano, nitrobenceno, cresol, gasolina, aceite (parafínico, nafténico),
ácidos orgánicos (ácido acético, ácido fórmico), glicoles (fluidos para los frenos),
amoniaco, ácidos inorgánicos (sulfúrico, nítrico, clorhídrico), hidróxido de sodio.
3. MARCO TEÓRICO:
La estabilidad de las propiedades mecánicas de los polímeros durante su aplicación
en la ingeniería depende de la naturaleza del polímero, de su masa molecular, de los
aditivos presentes en el plástico, así como de las condiciones en las cuáles fue
elaborada la pieza del material polimérico.
Se tomar que tomar en cuenta:
Anisotropía de las propiedades(orientación del polímero lineal y las fibras del
relleno),
Exactitud de los dimensiones de las piezas,
Presencia de las tensiones internas en el polímero,
Tipo de la estructura “sobre molecular”,
Temperatura de la explotación,
Tipo de la carga que está experimentando,
Medio en la que trabaja, etc.
La estabilidad de los diferentes polímeros a los medios agresivos es variada. Por lo
tanto antes de escoger un material polimérico, hay que verificar sus condiciones de
explotación.
Según las normas, después de permanecer la muestra en un medio agresivo, se debe
observar: la apariencia externa de las muestras, masa, dimensiones, propiedades
mecánicas.
Polímero Soluble Insoluble (resistente a...)
PE,PP Estable a la T amb , pero
soluble a 80ºC en xileno,
triclorbenceno tetracloruro de
carbono.
Acetona.
PS Acetona, benceno, cloroformo,
tetracloruro de carbono.
Metanol, etanol.
PVC Ciclohexanona, tetracloruro de
carbono,cloroformo,dicloretano.
Metanol, etanol.
FIMAAS

2. PET Cresol, nitrobenceno Metanol
PA Ácidos orgánicos e
inorgánicos (sulfúrico, fórmico,
acético,etc),cresol, ácido
Metanol
PC Älcalis (hidróxido de sodio,etc) Äcidos , dicloretano.
4. PROCEDIMIENTOS:
-Separar dos muestras de cada polímero.
-Sumergir las muestras en 2 tubos de ensayo con las disolventes respectivos
observar.
5. CUESTIONARIO:
a) Averigüe, ¿qué duración en el tiempo se debe tener la prueba con los disolventes?
El estudio de la solubilidad de los polímeros en diferentes disolventes es importante a la hora de
especificar su resistencia a determinados ambientes, por su utilización en la fabricación de
envases, recipientes de almacenamiento, tuberías y maquinaria, así como en aplicaciones en las
que el polímero se encuentra en disolución como pinturas, recubrimientos, hilado de fibras,
adhesivos, aceites multigrado, plastificantes ... Además la caracterización macromolecular
(determinación de masas moleculares promedio, distribución de pesos moleculares,
polidispersidad y dimensiones) se realiza fundamentalmente a través de medidas de propiedades
físicas de disoluciones de polímeros. Debido al gran tamaño de las moléculas, la solubilidad de
los polímeros es más compleja que la de los compuestos de bajo peso molecular. La forma de
proceder la disolución es ya diferente, en este caso son las pequeñas moléculas de disolvente las
que en una fase inicial penetran la muestra del material hinchándole y formando un gel,
únicamente en el caso de polímeros no reticulados (termoplásticos), el proceso continúa hasta
formar una verdadera disolución en la que seencuentran separadas las macromoléculas. Cada
una de las cadenas forma un ovillo más o menos solvatado por el disolvente según la calidad del
mismo. Si el polímero es reticulado el proceso se detiene en la fase de hinchamiento, la acción
del disolvente no llega a separar las cadenas y en lugar de una disolución un gel. El grado de
hinchamiento depende de la interacción con el disolvente (cuanto mayor sea la interacción más
hinchado estará el gel) y del grado de reticulación del material polimérico (a mayor reticulación
menor hinchamiento). Los elastómeros (cauchos) que están ligeramente reticulados se hinchan
ampliamente en disolventes en los que el material sin reticular se disolvería, mientras que las
resinastermoestables (altamente reticuladas) sólo llegan a absorber pequeñísimas cantidades de
disolventes.
La razón por la que un polímero es soluble en determinados disolventes está en primer lugar en la
entropía combinatoria! (el desorden que se crea en el proceso de disolución) y especialmente en
los efectos energéticos o interacciones intermoleculares. Si la interacción entre las moléculas de
los dos componentes es igual o superior a la interacción entre las moléculas en cada componente
se producirá mezcla o disolución, si no es así, las moléculas iguales tenderán a unirse o
aglomerarse formando dos fases. Las fuerzas intermoleculares recordemos que son básicamente:
fuerzas de dispersión, dipolares e interacciones específicas. Se denominan fuerzas de dispersión
a las que actúan al interaccionar los dipolos instantáneos originadas por las fluctuaciones de las
nubes electrónicas, estas fuerzas están presentes en toda la materia. Para las moléculas polares,

3. es decir, que poseenmomentos dipolares permanentes, serán efectivas las interacciones dipolo-
dipolo entre sus moléculas. En algunos casos aparecen fuertes interacciones intermoleculares
denominadas interacciones específicas,como el enlace de hidrógeno que se da entre átomos de
hidrógeno unidos covalentemente a átomos muy electronegativos como flúor, oxígeno, nitrógeno
y ocasionalmente cloro y azufre con un átomo electronegativo como oxígeno, nitrógeno, flúor o
azufre.
En ausencia de interacciones específicas se podrá aplicar la regla «semejante disuelve a
semejante» donde semejante significa similares grupos químicos o polaridades.Desde el punto de
vista termodinámico el proceso de disolución o mezcla queda definido por la energía libre de
mezcla.
b) ¿Cómo influye la masa molecular en las propiedades de los polímeros?
El peso molecular del polímero influye en sus propiedades mecánicas en estado sólido, creciendo
éstas de forma asintótica: la parafina y el polietileno tienen similar estructura química,
diferenciándose en su peso molecular promedio. En sentido negativo, muy altos pesos
moleculares van asociados a muy alta viscosidad del polímero fundido, y por tanto a dificultades
en el procesado.
c) ¿Cuál es el campo de aplicación en la ingeniería de polietileno y poliestireno?
El poliestireno es un polímero termoplástico. En estos polímeros las fuerzas intermoleculares son
muy débiles y al calentar las cadenas pueden moverse unas con relación a otras y el polímero
puede moldearse. Cuando el polímero se enfría vuelven a establecerse las fuerzas
intermoleculares pero entre átomos diferentes, con lo que cambia la ordenación de las cadenas.
Transformación del poliestireno y aplicaciones
Las técnicas de transformación más utilizadas en la transformación de los plásticos son:
Extrusión: el polímero es calentado y empujado por un tornillo sin fin y pasa a través de un orificio
con forma de tubo. Se producen por extrusión tuberías, perfiles, vigas y materiales similares.
Inyección: El polímero se funde con calor y fricción y se introduce en un molde frío donde el
plástico solidifica. Este método se usa para fabricar objetos como bolígrafos, utensilios de cocina,
juguetes, etc.
Extrusión con soplado: En primer lugar se extrusiona un tubo de plástico que se introduce en un
molde que se cierra alrededor del plástico. Entonces se introduce aire dentro del tubo de plástico,
el cuál se ve obligado a adquirir la forma del molde. Esta es la forma en que se obtienen las
botellas de plástico.
Usos del poliestireno y modos de obtención
MÉTODO DE FABRICACIÓN USOS
Moldeo Por inyección Juguetes
Carcasas de radio y televisión
Partes del automóvil
Instrumental médico
Menaje doméstico
Tapones de botellas
Contenedores
Moldeo por soplado Botellas

4. Contenedores
Partes del automóvil
Extrusión Películas protectoras
Perfiles en general
Reflectores de luz
Cubiertas de construcción
Extrusión y termoconformado Interiores de frigoríficos
Equipajes
Embalajes alimentarios
Servicios desechables
Grandes estructuras del automóvil.
d) ¿Por qué la caja de la batería de automóvil no puede estar elaborada de PA?
Porque internamente la batería de automivil los electrodos se componen de plomo y son por
ello tóxicos. El contenido de ácido sulfúrico es muy corrosivo. Por ello se recomienda mucha
precaución a la hora de manipular baterías. Una batería rota (por ejemplo tras un accidente) sólo
debería de ser manipulada por personal cualificado. El electrolito (ácido sulfúrico) es altamente
tóxico para el medio ambiente. Solamente en un taller mecánico, o concesionario de automóviles,
se puede desechar una batería (intacta o dañada). En caso de contacto con el ácido u otros
productos químicos de las baterías se debe, lavar con abundante agua la zona afectada, e ir a un
servicio de urgencias médicas de inmediato Las baterías terminan su ciclo normalmente en
invierno ya que la pérdida de capacidad es mayor a bajas temperaturas y a menudo no pueden
proporcionar un arranque prolongado a temperaturas reducidas. A -20 °C solo esta disponible la
mitad de la capacidad normal. Al mismo tiempo la baja temperatura del aceite del motor hace el
proceso de arranque más difícil. Por eso en lugares con inviernos muy duros se desmonta la
batería durante la noche para depositarla en un cuarto caliente y el polímero PA no soportaría ya
que se disolvería por esos factores
e) Indique el uso de los polímeros (5 ejemplos) en la Ing. Aeroespacial
Polímero de fribra de carbono para micro vehículos aéreos, asientos, lunas de los aviones,
carcasas de cable, controles controles aéreos etc