CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES PLÁSTICOS
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CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES PLÁSTICOS CAPITULO I INTRODUCCIÓN TÉCNICAS DE IDENTIFICACIÓN DENSIDAD PICNOMETRIA DILATOMETRIA COLUNNA DE GRADIENTE DE DENSIDAD FLURECENCIA INTRINCICA DE ADITIVOS PRUEVA DE FUCION CARACTERISTICAS DEL POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD CARACTERISTICAS DEL POM (POLIOXIMETILENO) CARACTERISTICAS DEL SAN BIBLIOGRAFÍA ANEXO 1
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CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES PLÁSTICOS
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
TÉCNICAS DE IDENTIFICACIÓN
DENSIDAD
PICNOMETRIA
DILATOMETRIA
COLUNNA DE GRADIENTE DE DENSIDAD
FLURECENCIA INTRINCICA DE ADITIVOS
PRUEVA DE FUCION
CARACTERISTICAS DEL POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD
CARACTERISTICAS DEL POM (POLIOXIMETILENO)
CARACTERISTICAS DEL SAN
BIBLIOGRAFÍA
ANEXO 1
INTRODUCCIÓN
El análisis y caracterización de un material polimérico se puede hacer mediante
una gran variedad de procedimientos, de acuerdo a las características que deseen
conocerse del mismo. Así por ejemplo, quienes transforman materiales
polimétricos o los usuarios de productos acabados, necesitan saber entre otras
variables de la naturaleza química, de una muestra de un material polimérico
determinado, y así poder cumplir con las exigencias de calidad que le impone el
mercado o si el material cumple con las especificaciones por las cuales fue
adquirido. A diferencia de aquellos que investigan o producen materiales
poliméricos no disponen o mejor dicho carecen de los laboratorios equipados con
una instrumentación adecuada y mucho menos con personas que posean una
experiencia analítica adecuada.
La identificación y caracterización completa y detallada de un material polimérico
generalmente para muchas empresas un problema muy complicado que requiere
de gran experiencia así se disponga de los equipos mas adecuados , a parte que
requiere de una cantidad considerable de tiempo, independientemente no solo es
necesario tener unos conocimientos de tipo analítico sino que en la mayoría de los
casos hay que valerse de otros de otros conocimientos de las distintas áreas de la
ciencia de los materiales poliméricos. Tanto si la muestra es aparentemente
sencilla, como una probeta transparente, como si es compleja, apariencia pesada
Por cargas, coloreada, etc., ayuda usualmente mucho a su análisis,
caracterización y por tanto identificación, la experiencia y familiaridad del analista
con los distintos materiales, así sean de muy reciente aparición en el mercado. En
términos generales se puede decir que un análisis y caracterización pueden ser
realizados a distintos niveles de acuerdo a las características del polímero que
deseemos conocer, o si deseamos identificar un material que para nosotros sea
desconocido.
Al trabajar con polímeros frecuentemente se desea identificar qué monómero
básico ha sido utilizado para fabricar determinado producto. Esto es fundamental
para tener una idea del costo y de las propiedades del producto. La identificación
de un polímero es generalmente complicada debido a:
· la gran variedad de polímeros básicos que se pueden usar.
· la gran cantidad de aditivos que pueden ser utilizados para modificar las
propiedades del polímero básico
· la gran variedad de mezclas o compuestos de polímeros que pueden tenerse
para obtener las propiedades deseadas.
Aunque existen un sin numero de pruebas para la caracterización de polímeros en
esta practica nos valdremos de pruebas muy sencillas como son la inspección
visual y al tacto, cortar un fragmento de la muestra y final mente exponer el
material a la llama, para tratar de identificar y tener una primera aproximación
del tipo de material que se trata.
Las pruebas no son definitivas y pueden dar resultados equivocados dependiendo
de la presencia de determinados aditivos, como por ejemplo retardantes a la
flama, que pueden modificar el comportamiento del producto o colorantes que
pueden cambiar la apariencia física del mismo.
En este informe se harán mención de otros métodos analíticos disponibles para la
caracterización de polímeros, las características y aplicaciones de los polímeros
que nos correspondieron.
TÉCNICAS DE IDENTIFICACIÓN
Pruebas de combustión y olor
Se incluyen en el mismo apartado ambas pruebas ya que el modo de obtener
información de ambas, es simultáneo; en esta prueba se pretende fragmentar el
polímero en unidades más pequeñas que, bien en su forma original (monómeros)
o en forma de productos obtenidos de la aplicación de una combustión sean
fáciles de identificar. La presencia de aditivos en los materiales plásticos
comerciales, pueden enmascarar, e incluso falsear, los resultados de estas
pruebas.
Exposición directa a la llama
Un ensayo de este tipo consiste en llevar a una llama muy tenue de un mechero
Bunsen una pequeña muestra del plástico con la ayuda de unas pinzas o una
espátula.
Debe de observarse la facilidad con que se enciende, o sea facilidad de ignición,
cualquier olor que se desprenda, si o de que no la muestra funde de una forma
repentina, con o sin descomposición, y si se observan residuos carbonaceos y se
desprenden vapores.
El color de la llama y la formación y naturaleza de cualquier humo que se
produzca hay también que examinarlo.
Finalmente, y en este caso sobre la espátula, la muestra debe ser quemada
completamente para determinar la naturaleza de cualquier tipo de ceniza que se
produzca.
Las observaciones deben ser realizadas en el siguiente orden:
1) Facilidad o dificultad de ignición o encendido
2) Si la llama es o no auto extinguible
3) El carácter de la llama; esto incluye los colores, si la llama produce un
recubrimiento de tipo carbonizado. Los bordes de la llama.
4) El comportamiento físico de la muestra, esto es, si se hincha, reblandece,
funde, se hace carbón realmente y si deja algún tipo de residuo y el color del
mismo.
5) El olor de cualquier tipo de humos o de vapores que se puedan desprender.
El comportamiento a la llama de algunos de los plásticos mas comunes, se
relación en la tabla No. 1, 2, 3, 4, 5
Pirolisis de polímeros: en este tipo de ensayo, el plástico se calienta en el interior
de un tubo, sin exposición directa a la llama. En la entrada del tubo se coloca un
trozo de papel indicador de pH. Se calienta el tubo con una llama mínima de
forma lenta hasta descomposición. La reacción del papel indicador de pH, da
información poco específica del tipo de plástico, aunque puede orientar y
complementar la de otras pruebas. En la tabla 5 se puede observar el intervalo de
valores de pH que se obtiene para cada familia de plásticos.
SOLUBILIDAD
Los polímeros presentan un proceso de disolución distinto del que se observa en
compuestos de bajo peso molecular. En estos últimos, las moléculas o iones,
dependiendo del tipo de sólido, se van separando progresivamente de éste para
pasar al seno del disolvente. Para un polímero, este proceso se ve dificultado por
el enmarañamiento entre las cadenas que lo forman. Se necesita entonces una
primera etapa en la que el disolvente embeba al polímero de forma que vaya
abriendo la maraña. Esto se detecta microscópicamente por el hinchamiento del
sólido. Una vez finalizada esta primera etapa, que es común a cualquier tipo de
polímero, más moléculas de disolvente van rodeando a las cadenas hasta que las
logran independizar unas de otras alcanzando una verdadera disolución en la que
todo el polímero estará solubilizado presentando una única fase. En el caso de
que el polímero estuviera entrecruzado, las cadenas se encuentran unidas entre sí
por enlaces covalentes y sólo tiene lugar el proceso de hinchamiento puesto que
se trata de materiales insolubles.
Un determinado polímero es soluble en un disolvente cuando la mezcla de ambos
es exotérmica o atérmica y también si es endotérmica pero su calor de mezcla es
pequeño y puede ser compensado por la variación de entropía del proceso. Las
disoluciones exotérmicas son la consecuencia de interacciones específicas como
la formación de puentes de hidrógeno. En el caso de disoluciones endotérmicas,
el calor de disolución se puede estimar a partir del parámetro de solubilidad (d) del
polímero y del disolvente. Este parámetro d se define como la raíz cuadrada de la
energía cohesiva por unidad de volumen. De acuerdo con el criterio de
“semejante disuelve a semejante” es fácil comprender que la solubilidad del
polímero es máxima cuando su parámetro de solubilidad es idéntico al del
disolvente.
Para los compuestos de bajo peso molecular d se calcula como la raíz cuadrada
del calor molar de sublimación o de vaporización dividido pro el volumen molar.
Para los polímeros este cálculo, obviamente no es posible y hay que recurrir a
métodos indirectos basados en la determinación del grado de hinchamiento o de la
viscosidad intrínseca del polímero en varios disolventes de d conocido. El d del
polímero será el del disolvente que dé lugar al máximo hinchamiento o a la
máxima viscosidad intrínseca. También se ha propuesto la determinación de d
para polímeros por medio de la siguiente expresión:
Donde d representa la densidad del polímero, M es el peso molecular de la unidad
monomérica y Gi es la constante de atracción molar de cada uno de los grupos de
átomos con los que se puede formar la unidad repetitiva (-CH2 -, anillos sustitución
en meta, etc.). Los valores de Gi se encuentran tabulados en el Polymer
Handbook. La determinación del parámetro de solubilidad del polímero puede
darnos una pista importante sobre su naturaleza consultando tablas como la Tabla
6.5 adjunta.
El procedimiento experimental para realizar los estudios de solubilidad se lleva a
cabo en un tubo de ensayo donde se depositan 0.1 g de plástico finamente
dividios con 5 – 10 mL del disolvente que se desee ensayar. Se deja un tiempo
prudencial, que puede alcanzar horas, para observar el grado de hinchamiento. Si
es necesario puede calentarse suavemente preferiblemente en un baño de agua.
Si quedaran productos insolubles, posibles cargas del material, se puede filtrar o
decantar ensayando en el líquido filtrado la presencia de polímero con la adición
de un precipitante. Al Tabla 6.6 reúne algunos de los disolventes y precipitantes
de diversos plásticos.
DENSIDAD
La determinación de la densidad depende de la presentación del material plástico
(espuma, pellet, etc.), aunque el método mas común es el de flotación, el cual
consiste en encontrar un liquido no solvente, cuya densidad sea igual a la del
plástico, otros métodos de determinar la densidad son: la picnometría, la
dilatometría y la columna de gradiente de densidad.
PICNOMETRIA
Las determinaciones de densidad se realizan en este caso en un picnómetro que
es un recipiente perfectamente calibrado en su volumen a una cierta temperatura.
Se pesa el picnómetro vació (m1), se introduce una cierta cantidad de polímero y
se pesa de nuevo (m2), entonces se enrasa el volumen restante con un liquido de
densidad conocida (r) y se pesa de nuevo (m3). Se retira el polímero y se enrasa
con el líquido de densidad conocida para hacer la última pesada (m4). La masa de
polímero será m2 – m1 y su volumen, el del liquido que desaloja (m4 – m3 + m2 –
m1)/r. La precisión que se puede llegar a alcanzar a través de este método es de
± 0.004 g/cm3.
DILATOMETRIA
El método dilatométrico es similar al mencionado anteriormente, diferenciándose
en que el volumen total no es fijo y se obtiene su valor en la escala de un capilar.
El dilatómetro consta de un capilar de precisión graduado cuyo extremo final s
dispone en forma de cayado que lo comunica con un bulbo o ampolla practicable
en su parte superior. Este método se reserva en los casos en los que interesa
determinar la variación de la densidad con la temperatura, ya que por inmersión
del picnómetro en un termostato puede variarse la temperatura y obtener distintos
valores de altura del líquido en el capilar. De aquí su diferencia con la
picnometría, normalmente reservada para la determinación de la densidad
absoluta a una temperatura determinada.
COLUNNA DE GRADIENTE DE DENSIDAD
Una columna de este tipo consta esencialmente de un tubo de vidrio de
aproximadamente un metro de largo (columna) y de dos recipientes que contienen
sendos líquidos miscibles. Uno de ellos de alta densidad y el otro de densidad
más baja. Los más comúnmente utilizados son el agua y el etanol. La salida de
los recipientes está conectada a través de llaves de paso a un vástago introducido
dentro de la columna y que llega justo hasta su base.
Para preparar la columna, se hace pasar a través del vástago mezclas de los dos
líquidos de distinta composición, que se controlan abriendo más o menos las
llaves de paso. Se empieza por mezclas ricas en el líquido más denso. El
resultado es que se crea un gradiente de densidad a lo largo de la columna con
densidades mínimas en la superficie y mayores hacia el fondo y esta situación
metaestable se mantiene incluso durante meses si no se agita la columna. Para
saber qué densidad corresponde a cada altura de la columna, se calibra con
esferas de un material de densidad conocida, para lo cual simplemente se
introducen en la columna y se observa a qué altura quedan sumergidas;
lógicamente la densidad del líquido de la columna a esta altura será la misma que
la de la esfera.
Para determinar la densidad de un plástico, se introduce en la columna una
pequeña pieza del mismo y se observa a qué altura queda sumergida.
Interpolando en la relación altura – densidad encontrada en el calibrado podemos
determinar la densidad con una precisión de ± 0.0002. Para poder aplicar este
método es necesario que el plástico no se disuelva en la mezcla que rellena la
columna y que ésta lo moje completamente impidiendo la formación de burbujas
de aire sobre la muestra que se pretende analizar pues distorsionarán las
medidas.
FLURECENCIA INTRINCICA DE ADITIVOS
Muchos plásticos poseen una luminiscencia intrínseca debida a los cromóforos
fluorescentes o fosforescentes que incorporan en su estructura los polímeros que
lo forman. Otros muchos, son también luminiscentes porque lo son sus aditivos.
En ambos casos, la posición y estructura vibracional del espectro de emisión del
producto comercial y/o del polímero aislado por precipitación, puede suministrar
una valiosa información conducente a su identificación, si se compara con los
espectros de emisión de los plásticos de uso más frecuente. Al Tabla 6.8 recoge
las características espectrales más relevantes de los espectros de emisión de
algunos plásticos.
Los cromóforos típicos de los plásticos con fluorescencia intrínseca son grupos
aromáticos homocíclicos o heterocíclicos de la unidad monomérica, como en los
polímeros del siguiente grupo: poliestireno, poliésteres y poliamidas aromáticas,
policarbonatos, polióxido de fenileno, poliamidas, resinas fenólicas, etc... Existe
otro grupo de polímeros con fluorescencia intrínseca pero sin grupos aromáticos
(polialcanos, cauchos sintéticos, poliamidas y poliésteres alifáticos, poliuretanos,
polihaluros de vinilo, poliacrílicos, poliacetales y a veces el poliestireno) cuyos
cromóforos se piensa que pueden ser grupos carbonilo y grupos carbonilo
insaturados en posiciones a y b.
El poliestireno es un plástico que representa bien a ambos grupos de plásticos con
la luminiscencia intrínseca. El espectro de fluorescencia del poliestireno depende
de la fuente comercial de la que proceda y de las impurezas y aditivos que lleve
incorporados. Con excitación a 250 nm, el espectro de emisión puede mostrar dos
bandas centradas a 2870 y 330 nm que corresponden a las emisiones de anillos
únicos y a pares de anillos formando un complejo llamado excímero,
respectivamente. Con excitación a longitudes de onda superiores a 300 nm, el
espectro del poliestireno comercial muestra una emisión fluorescente con
máximos a 338, 354 y 372 nm que ha sido atribuida a la presencia de
transestilbeno mientras que la fosforescencia (entre 400 y 500 bnm) de este
plástico ha sido asignada a la presencia de grupos de tipo acetofenona situados
en los finales de cadena.
Este método de identificación es rápido y no destructivo y la preparación de las
muestras es muy sencilla. Sirve sobre todo para situar un determinado plástico en
una familia como por ejemplo la de los nylons y es recomendable usarlo en
combinación con otras técnicas como la espectroscopia infrarroja. Algunos
estabilizantes frente a la luz, reducen drásticamente la intensidad de la emisión del
plástico y deben ser reiterados previamente por extracción con un disolvente
adecuado. Otros aditivos como los antioxidantes y pigmentos tienen su propio
espectro de emisión característico que les permite ser identificados directamente
en el plástico o una vez extraídos en disolución.
PRUEBA DE FUSIÓN
Las propiedades térmicas de los materiales termoplásticos dependen
esencialmente de si son amorfos o cristalinos. Los polímeros amorfos, al ser
calentados comienzan a reblandecerse hasta que un cierto intervalo de
temperaturas característico comienzan a fluir. Para los polímeros cristalinos, los
intervalos de fusión son más estrechos pero siguen siendo menos definidos que
en los compuestos de bajo peso molecular. Si el calentamiento prosigue se
obtiene la descomposición.
Los materiales termoestables y elastómeros se descomponen antes de fluir. Este
tipo de comportamiento puede servir de pauta para identificar a un termoestable
curado.
La razón de estos cambios de aspecto de los polímeros al variar la temperatura es
la siguiente. Podemos imaginar al polímero como una maraña de cadenas
“congeladas”. Al aumentar la temperatura algunos trozos de esas cadenas
adquieren movilidad sin que puedan desplazarse libremente unas respecto de las
otras. Esta situación es conocida como de flujo viscoso y a la temperatura a la
cual ocurre se le denomina temperatura de transición vítrea. Para algunos
materiales plásticos resulta difícil determinarla porque es inferior a la temperatura
ambiente y es preciso recurrir a técnicas instrumentales como la de análisis
térmico diferencial, medida de propiedades dinámicas, etc.
El intervalo de reblandecimiento puede ser determinado por los medios habituales
de la Química Orgánica entre los cuales se cuenta: el tubo para determinación de
puntos de fusión usado en compuestos de bajo peso molecular y la platina de
calentamiento. Esta ultima consiste en una plancha metálica en al cual se
establece con ayuda de resistencias, un gradiente lineal de temperaturas,
normalmente de 50 a 250ºC. La muestra se deposita directamente sobre la
platina dividida lo más finamente que sea posible. La posición que ocupe el límite
entre el material en forma de polvo sólido y el material fundido informa de la
temperatura de reblandecimiento sin más que leer su distancia a los dos extremos
de la plancha y establecer la proporcionalidad entre distancia y diferencia de
temperaturas.
Con este método puede conseguirse una exactitud de 2 – 3 ºC, pero el resultado
depende fuertemente de la velocidad de calentamiento y viene afectado por la
presencia de ciertos aditivos conocidos como plastificantes que disminuyen la
temperatura de transición vítrea del material. Los mejores resultados suelen
obtenerse con los polímeros parcialmente cristalinos.
CARACTERÍSTICAS DEL POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD
La estructura molecular del polietileno es cristalina ( 40 - 55% de cristalinidad), la
densidad va desde 0.915 - 0.94 g/cm3 , está en el rango entre blando y rígido,
tiene alta tenacidad, baja resistencia, módulo de Young bajo, resiste muy bien a
los impactos, tiene un alto alargamiento de rotura, puede ser usado en
temperaturas que van de los 80 - 95 grados centígrados sin embargo se torna
quebradizo a - 50 grados.
Tiene excelentes propiedades de aislamiento dieléctrico, fuerte carga
electrostática. Se ve aumentada su conductividad agregando de un 2.5 - 3 % de
hollín, no presenta absorción de agua, los refuerzos con fibra de vidrio no son
usuales, imposible de pegar pero tiene una buena soldabilidad, se conoce en el
mercado con los nombres: Hostalen, Lupolen, Vestolen, Alkathene.
CARACTERÍSTICAS DEL POM (POLIOXIMETILENO)
Su estructura es parte aldehído y parte cetona de los cuales toma su olor y color
de llama, la cual no se extingue fácilmente. Este tipo de polímero reblandece en el
rango de temperatura que va desde 130 hasta 150 grados centígrados, se
disuelve en soluciones calientes de alcohol bencilico, anilina, DMF y bencil
benzoato, no se disuelve en hidrocarburos, alcoholes y ésteres de bajo peso
molecular.
Tiene alta resistencia y rigidez, buena tenacidad, buena elasticidad y resistencia al
desgaste, resiste muy bien el calor dentro del rango de -40 a 100 grados
centígrados y por un corto tiempo hasta 150 grados centígrados, quema con un
color púrpura rosa, su olor es penetrante y muy similar al del formaldehído, tiene
buenas propiedades de aislamiento eléctrico y alta resistencia a la rigidez
dieléctrica. Pega con mucha dificultad por causa de la buena resistencia a las
sustancias químicas pero tiene una buena soldabilidad.
Es usado en elementos de máquinas y partes funcionales en la tecnología de
precisión, la construcción de máquinas y la industria automotriz, elementos de
máquinas y bombas para lavadoras de ropa y losa.
Es conocido como: homopolimero= Derlin; copolimero = Hostaform (Hoechst ),
Ultraform (BASF)
CARACTERÍSTICAS DEL SAN
(ESTIRENO ACRILONITRILO)
Es rígido y de alta dureza superficial, buena resistencia al rayado y a temperaturas
elevadas en función del tiempo, tiene un módulo de Young mayor que los
polímeros de estireno.
Tiene buena resistencia a los cambios de temperatura y es aplicable hasta los 90
grados centígrados, tiene un comportamiento a la intemperie regular, baja
resistencia quimica, es polar y el proceso de unión mas favorable es el pegado, es
soldable, pero la soldadura en el campo de altas fracuencias solo es posible con
altos porcentajes de acrilonitrilo. Es usado como partes de cajas, botones de giro,
vidrios para escalas de aparatos de radio, televisión y medición.
Nombres comunes: Luran, Kostil, Lustran SAN.
BIBLIOGRAFÍA
· los Plásticos más Usados, Arturo Zubiaga
· www.chemindustry.com
· www.chemciclodedia.com
· Clasificación de Plásticos, CCAP-ASTIN, SENA, GOPA GTZ.
· A.Horta Zubiaga. Macromoléculas. Ed. Universidad Nacional de educación a
distancia. Madrid 1991.
· A.Pérez Dorado. Los plásticos mas usados. Ed. Universidad Nacional de
educación a distancia. Madrid 2001.
· Revistas de plásticos modernos. Instituto de ciencia y tecnología de
polímeros de España. Nº 478-479 1996.
· ACOPLASTICO. Manual de reciclaje.
· Clasificación de Plásticos, CCAP-ASTIN, SENA, GOPA GTZ.
· www.quiminet.com.mx
· www.chemindustry.com
· www.chemciclodedia.com
ANEXOS
TABLAS 1, 2, 3, 4, 5, 6.
Tabla 1. Polímeros que contienen solamente Carbono e Hidrógeno o solamente Carbono, Hidrógeno y oxigeno.
Facilidad de ignición Característica de la llama Comportamiento físico del material
Características del olor Tipo de polímero probable
Muy difícil la sustancia ni arde ni se inflama
pero se carboniza progresivamente y se
descompone
Llama amarilla Mantiene la forma general, incluso aun cuando con algún
hinchamiento y fractura
Formaldehído y
Fenol
Fenol Formaldehído
(Bakelita)
Auto extinguible
Difícil Amarilla naranja con humo negro
Reblandece, funde, llega a hacerse relativamente móvil,
deja bolitas duras deformadas
Dulce ligeramente aromático Polietilen tereftalato
(PET)Continua ardiendo
Moderada difícil Amarilla con base azulada Se hincha, se cuartea, la llama chisporrotea
Madera quemada LignocelulosaAuto extinguible
Amarilla pálida con mucho hollín
Funde y entonces se carboniza
No es característico Bencil celulosa
Se auto extingue muy
LentamenteAmarilla: humo grisáceo-
negroSe hincha, reblandece,
descompone a través de una masa ligeramente marrón
Picante Polialcohol vinilico
Se auto extingue
LentamenteModerada Llama amarilla con algún
hollínSe hincha, se cuartea y se
hace carbónFenolicos Laminados fenoliticos
Se auto extingue lentamente
Llama amarilla con base
azul, con muy poco humo,
humo blanco
Funde y fluye fácilmente Olor a parafina quemada Polietileno
Continua ardiendoLlama amarilla con base azul Funde, se pone transparente
y fluye con dificultadOlor a geranios Polipropileno
Continua ardiendoAmarilla con humo grisáceo No funde fácilmente:
reblandece
Arde continuamente
Irritante o ligeramente a asfalto PoliésterContinua ardiendo
Amarilla naranja con base azul
Funde y fluye fácilmente Butiraces: Mantequilla rancia Polivinil butiral
Continua ardiendoLlama luminosa muy poco
humoFunde: descompone con
emisión de vaporesIrritante: creolina Algunas resinas alquilitas
Continua ardiendo
Tabla2. Identificación de polímeros por su comportamiento a la llama. Polímeros que contienen solamente Carbono e Hidrógeno o solamente Carbono, Hidrógeno y Oxigeno.
Facilidad de ignición Característica de la llama Comportamiento físico del material Características del olor Tipo de polímero probable
Moderada - fácilmente
Humo amarillo grisáceo Funde: a veces la llama chisporrotea No es característico.
Se recomienda probar con muestras conocidas en el
momento, si se sospecha que tenemos estos materiales
EpoxidosContinua ardiendo
Fácilmente Amarilla naranja con mucho hollín
Reblandece, pero realmente no fluye.
Icopor Poliestireno
polimetil estirenoContinua ardiendo
Llama oscura, humo moderado Reblandece, pero realmente no fluye
Vinagre, vapores de ácido acético, un poco picante
Poliacetato de vinilo
Copolimeros de EVA de alto contenido de EVA
Continua ardiendo
Llama luminosa Reblandece fácilmente con humos visibles pero poca formación de
carbón.
Picante y ácido Poli acrilatoContinua ardiendo
Amarilla con chisporroteos un poco azul en la base, vapores
algo de humo
Reblandece, se deforma, no fluye fácilmente, muy poca formación de
carbón.
Dulce, cebolla Poli acrilato de metilo (PMMA)
Continua ardiendoLlama amarillo-verdosa Funde fácilmente y carboniza Dulce Metil celulosa
Etil celulosa
Continua ardiendo
Amarilla con base azul-verdosa Reblandece fácilmente, arde suavemente, deja bolitas de carbón
muy irregulares
Olor a ácido acético Acetatos de celulosaContinua ardiendo
Amarilla con algún humo Arde muy rápido. Puede dejar una masa carbonosa muy quebradiza
Papel quemado CelofánContinua Ardiendo
Llama luminosa Funde y fluye Olor a goma quemada Poli isobutilenosContinua ardiendo
Muy fácilmente Llama amarilla Arde rápidamente hasta formar cenizas secas
Papel quemado CelulosaContinua ardiendo
Tabla3. Identificación de polímeros por su comportamiento a la llama. Polímeros que contienen Carbono, Hidrógeno, Oxigeno, Nitrógeno, Halógenos y Silicio.
Facilidad de ignición Característica de la llama Comportamiento físico del material
Características del olor Tipo de polímero probable
Difícil Amarilla con bordes verdes Encoge notablemente, reblandece y funde, no fluye, y deja bolitas
duras
Característico se debe comprobar con muestras conocidas de las que se
sospecha que esta constituido el material
Policloruro de vinilo-acrilo nitriloAuto extinguible
Bordes amarillo-verdoso claro
Oscurece desde el amarillo al rojo hasta el marrón y negro al final es
un material duro y negro
Vapores ácidos picantes, ácido clorhídrico
Policloruro de vinilo (PVC)
Auto extinguibleLlama hollinosa: bordes
amarillos verdososReblandece pero no carboniza Vapores ácidos picantes,
ácido clorhídrico, ácido acético
Policloruro de vinilo –acetato de vinilo
Auto extinguibleArde con llama verde clara Olor a goma quemada Neopreno
Auto extinguibleMuy dificil Llama amarillo naranja
bordeada de verdeNegro y residuo duro Olor picante parecido al ácido
clorhídrico o cloro, menos penetrante
Policloruro de vinildeno
Auto extinguibleHumo amarillo gris Reblandece no fluye Muy poco, pero picante Politetrafluoroetileno (Teflón)
Auto extinguibleLas sustancia arde mas o menos difícilmente.
Humo blanco fácilmente condensable
Cenizas blancas No tiene olor característico Siliconas entrecruzadas, tubos ,
Masillas curadas piezas curadas.Sigue ardiendo fuera de la llama con un color rojizo
amarillento.
Se favorece por la capa de que hace de aislante
termico
Tabla 4. Ensayos de los vapores de la descomposición térmica de materiales plásticos frente al papel de tornasol y el papel indicador de pH
Rojo Sin cambio apreciable AzulPapel indicador de Ph
0.5 – 4.0 5.0 – 5.5 8.0 – 9.5Polímeros que contienen halógenos
Poli (esteres de vinilo)
Esteres de Celulosa
Poli (etilen terftalato) (PET)
Novolacas
Elastómeros de Poliuretano
Polímeros que contienen flúor
Fibras vulcanizadas
Polisulfuros de alquilo
Poliolefinas
Poli (alcohol vinílico)
Poli (acetato de vinilo)
Poli (esteres vinílicos)
Poli (vinil éteres )
Polímeros de estireno
Copolímeros de estireno – acrilonitrilo
Polimetacrilatos
Polioximetileno
Policarbonatos
Poliuretanos lineales
Siliconas
Resinas Fenólicas
Resinas epóxicas
Poliamidas
Polímeros de ABS
Poliacrilonitrilo
Resinas fenólicas
Resinas de cresol
Amino resinas
(Resinas de anilina - formaldehído)
(Resinas de melamina – formaldehído)
(Resinas de urea - formaldehído)
Poliuretanos entrecruzados
TABLA 5. SOLUBILIDAD DE ALGUNOS MATERIALES POLIMÉRICOS
MATERIAL POLIMÉRICO SOLUBLE EN: INSOLUBLE EN:Resinas alquilicas
Resinas de amina –
formaldehídos curadas
Hidrocarburos clorados, alcoholes, ésteres, benzilamina
(60ºC), amoniaco
Hidrocarburos
Metil celulosa (éter) Agua, hidróxido sódico diluido, cloruro de metileno, metanol Acetona, etanol
Etil celulosa (éter) Metanol, cloruro de metileno, ácido fórmico, ácido acético,
piridina
Hidrocarburos alifáticos y aromáticos,
agua
Bencil celulosa (éter) Acetona, acetato de etilo, benceno y butanol Hidrocarburos alifáticos y aromáticos,
agua
Nitrato de celulosa (éter) acético, Alcoholes cortos, esteres de ácido cetonas Éter, benceno hidrocarburos clorados
Caucho clorado Esteres, cetonas, tetracloruro de carbono, tetrahidrofurano Hidrocarburos alifáticos
Caucho de cloropreno Tolueno, Hidrocarburos clorados Alcoholes
Poli ésteres clorados Ciclohexanona Acetato de etilo, dimetil formamida,
tolueno
Poli (clorotrifluroetileno) Disolventes fluorados en caliente Todos los disolventes comunes
Poli (cloruro de vinilo) clorado Cloruro de metileno, ciclohexano, benceno, tetracloroetileno
Acrilonitrilo / Butadieno /
estireno (ABS)
Cloruro de metileno Alcoholes, agua e hidrocarburos alifáticos
Estiereno / butadieno Acetato de etilo, benceno, cloruro de metileno Alcoholes, agua
Cloruro de vinilo / acetato de
vinilo
Cloruro de metileno, ciclohexanona, tetrahidrofurano Alcoholes e hidrocarburos
Resinas epoxi curadas Prácticamente insolubles
Policloruro de vinilidenol Dimetilsulfóxido, dioxano
Resina fenólica Alcoholes, cetonas Hidrocarburos clorados y alifáticos
Esteres de ácido poliacrílico
(poliacrílicos)
Hidrocarburos aromáticos, esteres, hidrocarburos clorados,
acetona
Hidrocarburos alifáticos
Esteres del ácido
polimetacrílico
Hidrocarburos aromáticos y clorados, dioxano, esteres y
cetonas
Éter etílico, alcoholes, hidrocarburos
alifáticos
Poliamidas (Nylons) Fenoles, ácido fórmico, ácidos minerales concentrados Alcoholes, esteres, Hidrocarburos
Polibutadienos Hidrocarburos aromáticos, ciclohexano, éter dibutílico Alcoholes, esteres
Policarbonatos Hidrocarburos clorados, dioxano, ciclohexanona Alcoholes, hidrocarburos alifáticos, agua
Poliesteres insaturados sin
curar
Cetonas, estireno, esteres acrílicos Hidrocarburos alifáticos
Poli (etilenglicol) (PEG) Hidrocarburos clorados, alcoholes, agua Hidrocarburos alifáticos
Poli (formaldehído) Disolventes calientes, fenoles, alcohol bencílico, dimetil
formamida
Hidrocarburos alifáticos, alcoholes,
cetonas, esteres
Polipropileno (PP) A alta temperatura: Hidrocarburos aromáticos y clorados,
tetralina
Alcoholes, esteres, ciclohexanona
Poli (vinilacetal) Esteres, cetonas, tetrahidrofurano Metanol, Hidrocarburos alifáticos
Caucho Hidrocarburos aromáticos y clorados Disolventes que contengan oxígeno en su
molécula
Poliuretanos (no
entrecruzados)
m – cresol, ácido fórmico, butiro lactona, dimetil formamida Metanol, dietil éter, hidrocarburos
Polióxido de metileno POM Alcohol bencílico, anilina, bencilbensoato, dimetil formamida
caliente
Hidrocarburos, alcoholes, esteres de bajo
peso molecular
Poliisopreno Hidrocarburos aromáticos y alifáticos Alcoholes, cetonas, éteres
Poliestireno (PS) Benceno, tolueno, cloroformo, ciclohexanona, acetato de
butilo, etilo disulfuro de carbono, metil etil cetona, dioxano,
tetralina
Hidrocarburos saturados, alcoholes y
esteres de bajo peso molecular,
dietil éter (se hincha)
Policloruro de vinilo (PVC) Tetrahidrofurano, ciclohexanona, metiletilcetona,
dimetilformamida
Metanol, acetona, heptano
Poli (fluoruro de vinilo) Por encima de 110 ºC: ciclohexanona, carbonato de
propileno, dimetilsulfóxido, dimetilformamida
Hidrocarburos alifáticos
Politetrafluroetileno PTFE Perfluorokeroseno (T = 350ºC) Todos los disolventes
Polietileno (PE) (PEHD) (PELD)
(PELLD)
Hidrocarburos y halogenados y ésteres T>80ºC, para alta
densidad, 1150 para baja densidad
Orgánicos a T ambiente
Poliacrilonitrilo (PAN) Dimetilformamida, butirolactona, nitro fenoles,
dimetilsulfóxido, H2SO4
Alcoholes, esteres, cetonas, ácido fórmico,
hidrocarburos
Poliacrilamida Agua Metanol, cetona
Poli alcohol vinilico Formamida, agua, dimetilsulfóxido Hidrocarburos, metanol, acetonas
Poli acetato de vinilo Hidrocarburos aromáticos y clorados; acetona, metanol,
ésteres
Hidrocarburos alifáticos
Poliisobutileno Hidrocarburos y clorados, esteres alifáticos, anisol, alcoholes
de alto peso molecular, tetrahidrofurano
Acetato de etilo, propanol
Poliacrilatos y polimeta –
acrilatos
Cloroformo, acetona, acetato de etilo, tetrahidrofurano,
tolueno
Alcoholes, dietileter
Polietiltereftalato (PET) Fenol, cloro – fenol, nitrobenceno, ácidos carboxílicos,
alifáticos, cresol, H2SO4
Hidrocarburos y clorados, alcoholes
alifativos, cetonas, éteres, esteres
carboxílicos
Tabla6. Identificación de polímeros por su comportamiento a la llama. Polímeros que contienen Carbono, Hidrógeno(oxigeno) y Nitrógeno
Facilidad de ignición Característica de la llama
Comportamiento físico del material
Características del olor Tipo de polímero probable
Muy difícil, la sustancia no arde ni se inflama pero se carboniza progresiva mente y se descompone.
Llama ligeramente amarilla
Mantiene la forma pero puede hincharse y fracturarse
Formaldehído seguido de un olor a pescado(aminas)
Melamina-formaldehído
Auto extinguibleLlama amarillo naranja
Mantiene la forma pero puede hincharse y fracturarse
Formaldehído solamente, olor parecido a la orina
Urea-formaldehído
Auto extinguibleDifícil Llama amarilla Funde para dar
dropletes, gotitas espuma
Vegetales quemados, apio, cuerno quemado
Poli(amidas)(Nylons)Auto extinguible
Moderado Llama amarilla humo grisáceo
Se hincha , canoniza, espumas y deja carbón crujiente
Pelo quemado Proteínas
Auto extinguibleLlama amarillo humosa
Oscurece en los bordes descompone, se cuartea,
a veces dan un deposito blanco
Depende del agente de curado como ester o como aminas, similarmente a poliaminas y al final un ligero olor a fenol
Resinas epoxicuradas
Recubrimientos, moldeados y laminados
Continua ardiendo
Fácilmente Llama amarillo naranja
Funde y fluye fácilmente Olor a ácido cianhídrico, olor a madera quemada
Isocianatos (poliuretanos)
Continua ardiendoLlama amarillo naranja
Funde con alguna carbonización
Característico se deben ensayar muestras conocidas si se sospecha de este tipo de materiales
Poli(imidas)
Continua ardiendoMuy fácilmente Arde muy
rápidamente con llama blanca
Se enrolla, se carboniza ligeramente y se aprecia fusión
Irritante y muy picante Nitrato de celulosa
Continua ardiendo
