FACULTAD DE QUÍMICA, INGENIERÍA QUÍMICA E INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
Escuela Académico Profesional Profesional de Ingeniería Química (07.2) Departamento Académico Académico de Química rg!nica "A#$A%$I DE Q&I'IA $A*IA
P$A%IA *+ , #I'"-&"A/ #I'"-&"A/ I*%EI DE P"I'E$ $A$I/ Viernes: 9-1pm P$1E$/ Mg. Thais Cleofe Linares Fuentes 1EA DE $EA"IAI*: 19 de junio de 201 1EA DE E*%$EA: 2! de junio de 201 I*%E$A*%E/ -
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Ciudad Universitaria, Junio de 2015
INTRODUCCIÓN
En el presente estudio de la obtención de la baquelita (resina fenólica) se busca que se entienda como es la composición de la baquelita, como es su comportamiento y como es el procedimiento de su elaboración a nivel de laboratorio de tal manera que se establezca la importancia a nivel industrial. El estudio de la baquelita no es algo que se realiza muy a menudo, ya que en la mayoría de las industrias de la zona solo se tomó la baquelita como un componente donde se montan muestras para realizar ensayos metalográcos.
PARTE TEORICA os plásticos son materiales que se pueden moldear fácilmente, en su mayoría sint!ticos y orgánicos, constituidos por macromol!culas. os polímeros son mol!culas lineales o ramicadas, formadas por la repetición indenida de grupos funcionales simples (monómeros) que se componen básicamente de ", #, $, %. &e llama grado de polimerización ('..) al nmero de veces que se repite el monómero para formar la macromol!cula, en valor promedio. ara grados de polimerización muy ba*os, se obtienen líquidos a temperatura ambiente (aceites sint!ticos y ceras)+ al aumentar el '.. el producto será normalmente sólido a temperatura ambiente, aumentando progresivamente su temperatura de fusión, asta llegar a tama-os donde se estabiliza este valor, característico para cada polímero. or tratarse en mucos casos de sólidos amorfos, no se puede ablar de punto de fusión, con una transición brusca de sólido a líquido, sino de un reblandecimiento progresivo con la temperatura. ara conseguir estabilidad t!rmica y evitar que la agitación cin!tica provocada por la temperatura rompa !sta macromol!cula, los enlaces que forman el esqueleto de la mol!cula deben ser de muy alta energía, como por e*emplo """, o anillos benc!nicos, o &i$&i$. %o todas las propiedades de los polímeros se derivan de la fuerza de esos enlaces primarios+ las fuerzas de atracción intermoleculares, muco más d!biles, pero reversibles, *ustican la mayor parte de las propiedades de los polímeros, *ustican la mayor parte de las propiedades de los polímeros+ al calentar el material estos enlaces se debilitan, permitiendo a las macromol!culas deslizarse unas sobre otras, dando lugar a fenómenos de /uencia y de /u*o en fundido. Este esquema estructural de largas mol!culas lineales o ramicadas, unidas entre sí sólo por enlaces secundarios, corresponde al grupo de polímeros que se conocen como termoplásticos. El procesado de estos materiales se realiza calentando el material asta que se lice, y de*ándolo enfriar en un molde con la forma deseada. 0ado el ba*o salto de temperaturas requerido, el proceso de fabricación se realiza muy rápidamente, en tiempos inferiores a un minuto.
En ocasiones, interesará bloquear el deslizamiento de unas macromol!culas sobre otras para limitar la /uencia. 1na forma de acerlo será establecer ancla*es químicos mediante enlaces primarios puntuales entre mol!culas. "on ello, se anula para siempre la posibilidad de reprocesar ese material. "uando el nmero de puntos de ancla*e es peque-o, la mol!cula puede todavía cambiar apreciablemente su geometría al someterla a deformación mecánica, recuperando la geometría original al eliminar la tensión. &e tiene el grupo de los elastómeros, caracterizados por !sta propiedad. 2 los plásticos caracterizados por su ba*o alargamiento a rotura y por su infusibilidad, se les llama termoestables. El procesado de estos materiales será permitir que la masa líquida de prepolímero se adapte a la geometría deseada, y esperar que se complete la reacción química.
LA A!UELITA a 3aquelita es un polímero termoestable que resulta de la condensación del fenol con el formaldeido. a 3aquelita en polímeros peque-os es liqida (baquelita 2) y por calentamiento adquiere consistencia pastosa (baquelita b) o solida (baquelita c) a baquelita fue la primera sustancia plástica totalmente sint!tica, creada en 4567 y nombrada así en onor a su creador, el belga eo 3ae8eland (el remio %obel en 9uímica 2dolf von 3aeyer e:perimentó con este material en 4;7< pero no completó su desarrollo).
Rea""i#n de $a s%ntesis de $a &a'ue$ita
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Pro+iedades %si"as - 'u%)i"a El celoron o la baquelita debido a su gran resistencia al esfuerzo mecánico, al calor, y a las mezclas, y e:celentes propiedades el!ctricas de los laminados fenólicos, unidos para que al e:celente grado para ser maquinados, el celoron o la baquelita tienen innidad de aplicaciones tanto en la industria el!ctrica, s=ices, tableros, rondanas, engranes, como en la industria del acero> cumaceras de celoron y cuellos para molinos de laminación+ tambi!n tienen resistencia a los solventes y ácidos orgánicos, por lo que tienen tambi!n aplicaciones en la industria química.
Cara"ter%sti"as Elevada rigidez diel!ctrica. E:celente resistencia mecánica. 3uenas propiedades el!ctricas. Elevado poder aislante y gran resistencia a la umedad. ?esistente al alcool, tetra cloruro de carbono, idrocarburos aromáticos y petróleo. 0ifícilmente in/amable. &oporta los 446 o ".
A+$i"a"iones 2islante el!ctrico. 2plicación mecánica en distintas maquinarias, motores el!ctricos, radio, ...
2islamiento de alta tensión para transformadores en ba-o de aceite y al aire. !rtigas, protección de tornillos. &oportes para carretes.
PROCEDI(IENTO E/PERI(ENTAL
4. En un tubo d ensayo, mezlar 7,@ ml de formaldeido+ <,@ g de fenol y 4,< ml de amoniaco. <. &e calentó el tubo en un recipiente de agua irviente y se observó el desarrollo de una apariencia lecosa en la mezcla y se siguió calentando durante @ minutos A. &e enfrió la solución y se decantó la capa supeior B. &e calentó la capa inferior viscosa y se a-adió 4,@ ml de acido acCtico gota a gota para dar una solución transparente @. &e calentó durante <6 minutos en un recipiente de agua mantenida a D6D@. En caso necesario, prolongar el calentamiento o elevar la termperatura asta formación de una fase solida o turbidez
REULTADO
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a formación de baquelita (polimerización) empieza desde el momento en que el fenol y formaldeido entran en contacto. 2l seguir el procedimiento establecido se observa la formación de coágulos de aspecto cremoso en el fondo del tubo de prueba separado ligeramente de una fase liquida (distingui!ndose dos fases). 2l nalizar la e:periencia se aprecia la presencia diferencial de dos fases, la fase liquida es una combinación de sustancias químicas formadas por reacciones complementarias que originan agua, ácido sulfrico y ácidos orgánicos. 2l retirar la fase liquida, se de*a enfriar a temperatura ambiente la fase viscosa, con el n de que la resina adquiera la solidicación respectiva.
CONCLUIONE
2l adicionar "#A"$$# 2l tubo de ensayo se concluye una rápido espesamiento de la mezcla de fenol y de formaldeido.
a te:tura de la baquelita no es solamente dura sino que pueden ser blandas pero con poca aplicación comercial.
En el proceso de formación de baquelita e:isten dos fases diferenciadas como son la fase liquida y la fase solida o pastosa.
0ebido a la formación de las faces sólida y fase liquida se concluye que el moldeo de baquelita no se puede realizar en moldes de yeso, debido a que la fase liquida es absorbida por los poros e:istentes en el molde.
RECO(ENDACIONE
&e debe considerar las pautas de seguridad en los traba*os de laboratorio, por ello es necesario utilizar guantes de láte: quirrgico para la manipulación de los reactivos, por e*emplo el fenol es muy corrosivo al contacto con la piel.
&egn la e:istencia de mucos m!todos de obtención de baquelita a nivel de laboratorio e industrial, se deben de realizar ensayos previos con aquellos m!todos con las que se quiera cumplir ciertas e:pectativas en la obtención de la baquelita, considerando los diversos comportamientos que puedan tener en especial los diferentes catalizadores.
0e lo anterior se deben de realizar pruebas utilizando diversas relaciones de cantidades entre el fenol, el formaldeido y el tipo de catalizador para obtener ciertas propiedades convenientes de la baquelita.
ILIORAIA
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91FGH"2 $?'2%H"2> I20E 2'. 44;< 91FGH"2 $?'J%H"2 "onceptos y 2plicaciones quinta edición ilip &. 3ailey, Kr, "ristina 2. 3ailey. 2' 4B@