CONSIDERACIONES TEORICAS
Polimerización en Suspensión La polimerización en suspensión, también conocida como polimerización en perlas, por la forma como los polímeros son obtenidos, es una polimerización heterogénea donde el monómero y el iniciador son insolubles en el medio dispersante, en general el agua. La polimerización se pasa dentro de las partículas en suspensión, las cuales tienen tamaño medio entre 2 a 10 mm, y donde se encuentran el monómero y el iniciador. La agitación del sistema es un factor muy importante en esta técnica, pues según la velocidad de agitación empleada, varía el tamaño de las partículas. Además del monómero el iniciador y el solvente, también se adicionan agentes tenso activos, substancias químicas que auxilian en la suspensión del polímero formado, evitando la adhesión entre las partículas y, como consecuencia, la precipitación del polímero sin la formación de las perlas. La precipitación del polímero también puede ser evitada por la adición al medio reaccional de un polímero hidrosoluble, de elevado peso molecular, que aumente la viscosidad del medio. No obstante, la incorporación de estos aditivos al sistema dificulta la purificación del polímero resultante. La Tabla 2 compara las características de las polimerizaciones en masa, solución, suspensión y emulsión. TIPO Masa
VENTAJAS # Alto grado de pureza # Requiere equipos sencillos
Solución
# Control de temperatura fácil # La disolución polimérica formada puede ser utilizada directamente
Emulsión
# Polimerización rápida # Obtención de polímeros con alto peso molecular # Fácil control de la temperatura # Control de temperatura fácil # Obtención del polímero en forma de perlas
Suspensión
DESVENTAJAS # Control de temperatura difícil # Distribución de peso molecular ancha # El disolvente causa reducción en el peso molecular y en la velocidad de reacción # Dificultades en la extracción del disolvente # Contaminación del polímero con agentes emulsionantes y agua
# Contaminación del polímero con agentes estabilizadores y agua # Requiere agitación continua
Además de estas técnicas de polimerización, algunos polímeros se pueden producir por la técnica de polimerización interfacial. En esta, la polimerización ocurre en la interface entre dos solventes inmisibles, en que cada uno de los monómeros está en una de las fases. El polímero se forma en esta interface, luego se remueve a fin de permitir la continuidad de la polimerización. Este método es limitado a un pequeño número de polimerizaciones en etapas, debido a las condiciones de reacción necesarias. En el siguiente esquema se muestra el proceso y la serie de etapas de la polimerización en suspensión:
OBTENCION DEL PVC, METODO POLIMERIZACION POR SUSPENSION
CUESTIONARIO PRACTICA N° 2: POLIMERIZACION EN SUSPENSION
1° Defina el concepto de polimerización en suspensión
Es una polimerización heterogénea en donde se usa el agua como medio de reacción y el monómero más que disolverse se dispersa en el medio, el monómero se mezcla con un catalizador y se utiliza en forma de suspensión en agua. En este proceso el calor desprendido es absorbido por el agua. Después el producto polimerizado se separa y se deshidrata, estos polímeros resultantes son obtenidos en forma de pequeñas perlas que son filtradas lavadas y secadas en forma de polvos para moldeo.
2° Indique cuales son los factores principales que intervienen en la polimerización por suspensión:
Monómero
Iniciador
Medio dispersante
Sistema de agitación
Estabilizadores o agentes tenso-activos
3° Explique la diferencia que existe entre una suspensión y una emulsión:
Una emulsión es cuando dos fases no solubles o inmiscibles están en contacto entre si ejemplo: Agua y aceite están parcialmente unidas o solubilizadas por algún compuesto emulsionantes (una molécula que tiene un parte polar y otra no) una suspensión es cuando partículas no solubles están suspendidas en algún solvente, es decir estas partículas muy pequeñas estas distribuidas en todo el solvente de tal forma que pareciera que estuviera disuelto.
4° De acuerdo a sus condiciones de operación observadas en esta practica, indique que importancia tiene la cantidad de agua empleada:
Las condiciones de operación necesarias requieren de un control de temperatura y nivel de agitación pero el agua se usa generalmente como disolvente ya que no reacciona durante el proceso, la cantidad de disolvente causa reducción en el peso molecular, pero principalmente afecta la velocidad de reacción. Además de que se puede contaminar el polímero con el agua.
5° La polimerización por suspensión es recomendable para obtener polímeros de valores de Tg altos. Explique por que:
Esto se debe principalmente a la forma de obtener el polímero, es decir los compuestos con Tg alta presentan mejores propiedades mecánicas, las perlas que se forman son mas fáciles de retirar de la solución.
6° De los reactivos empleados en el experimento, diga cual es la función de cada uno de ellos:
7° Indique cuales son las ventajas y desventajas que presenta el proceso de polimerización por suspensión, con respecto al de masa y emulsión:
TIPO Masa Solución
Emulsión
Suspensión
VENTAJAS -Alto grado de pureza -Requiere equipos sencillos -Control de temperatura fácil -La disolución polimérica formada puede ser utilizada directamente
DESVENTAJAS # Control de temperatura difícil # Distribución de peso molecular ancha # El disolvente causa reducción en el peso molecular y en la velocidad de reacción # Dificultades en la extracción del disolvente # Contaminación del polímero con agentes emulsionantes y agua
- Polimerización rápida - Obtención de polímeros con alto peso molecular - Fácil control de la temperatura - Control de temperatura fácil # Contaminación del polímero con agentes - Obtención del polímero en forma de estabilizadores y agua perlas # Requiere agitación continua
8° Escriba la reacción de polimerización (hasta tres unidades monomericas), indicando que tipo de mecanismo se lleva a cabo:
9° Explique que es un surfactante y su función:
Un surfactante es una molécula que consta de una porción a fin al agua (llamada hidrofílica), y otra no a fin a ésta denominada hidrofóbica,reduce la tensión superficial de los líquidos, facilitando la acción de emulsion.
10° Escriba las diferentes clases de tenso-activos que se pueden utilizar para la polimerización en suspensión:
éter de celulosa monionico, copolimero de oxido de etileno, una mezcla de copolimero de oxido de etileno con epóxido alquílico, celulosa de metilo de hidroxi propilo.
