resitencia de peliculas de plasticos ante acidos

8/16/2019 resitencia de peliculas de plasticos ante acidos

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“Año de la Consolidación del Mar de Grau” UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE AGROINDUSTRIA ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

I ULO :

“Perea!ilidad de Ma"eriales de En#ases”

CICLO:

$II ciclo

PROFESOR:

In%& Elsa A%uirre $ar%as

IN EGRAN ES:

PATRICIO MIRANDO Verónica

RODRIGUEZ SANCHEZ Natanael

SIFUENTES HERRERA Edwin

ZAPATA OVIEDO e!in

"#$%

Uni!er&idad Naci'nal DelSanta

FACULTAD ( Ingeniería E)A)P( A%roindus"riaASIGNATURA' En#ase( E!ala)e * Ali& Prod&


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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE AGROINDUSTRIA ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

“Perea!ilidad de Ma"eriales de En#ases”

I. Introducción:

En el proceso de formación de un Ingeniero Agroindustrial, es muy importante

el conocimiento de la ciencia de los Materiales, ya que ésta proporciona las

herramientas necesarias para comprender el comportamiento general de

cualquier material, lo cual es necesario a la hora de desarrollar adecuadamente

diseños de componentes, sistemas y procesos que sean confiables y

económicos.

Los materiales plsticos se han con!ertido en una alternati!a de diseño

importante reempla"ando muchos de los materiales conocidos, me#orando

propiedades de resistencia y peso.

$on la prctica de resistencia de pol%meros, adems de conocer algunos

métodos para lograr identificar fcilmente los materiales plsticos, se pretende

brindar una herramienta a los estudiantes que les permita generar alternati!as

en el diseño de productos y en el me#oramiento de los procesos que conlle!en

al incremento de la producti!idad, garanti"ando la alta calidad en dichas

acti!idades.

II. Objetivo:

Identificar las clases ms importantes de pol%meros termoplsticos por

medio de la medición de sus propiedades f%sicas y qu%micas.

Entender la importancia de la resistencia de materiales plsticos para su

utili"ación a ni!el industrial y reciclado.


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III. Fundamento Teórico:

POLIMERO

La definición ms simple de un polímero es la repetición de muchas unidades

pequeñas, generalmente hidrocarburos& un pol%mero es como una cadena en la

que cada unión es una unidad bsica, hecha de carbono, hidrógeno, o'%geno,

y(o silicio. Algunos pol%meros son sustancias naturales de origen !egetal y

animal. Esto incluye cuernos de animales, carey de tortuga, secreciones de un

insecto asitico, la colofonia de la sa!ia de rboles del pino, mbar que es la

resina fosili"ada de rboles y alquitrn obtenido de la destilación de materiales

orgnicos como madera. )ero debido a su dif%cil recolección, recuperación y

purificación, la b*squeda de pol%meros sintéticos era el paso natural a seguir.

En el siglo +I+ ocurrió el primer desarrollo, al procesar pol%meros naturales o

combinarlos con qu%micos para hacer sustancias *tiles. Estos pol%meros se

llamaron )ol%meros naturales modificados- o -)ol%meros semisintéticos/. El

primero y ms famoso de éstos es el caucho !ulcani"ado. En 0123, $harles

4oodyear descubrió, después de años de e'perimentación, que la sa!ia del

rbol del he!ea 5lte'6 podr%a calentarse con el a"ufre para alterar las

propiedades f%sicas del lte' permanentemente, e!itando sus limitaciones

naturales, pues este era quebradi"o en el fr%o y se fund%a a altas temperaturas.

E789:$8:9A ;E L


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Aunque la composición bsica de muchos pol%meros es carbono e

hidrógeno, 5por e#emplo, polipropileno, polibutileno, poliestireno y

polimetilpenteno6, también pueden estar in!olucrados otros elementos tales

como el o'%geno, cloro, fl*or, nitrógeno, silicio, fósforo y a"ufre. El cloruro de

)oli!inilo 5)$6 contiene cloro. El @ylon contiene nitrógeno y o'%geno. El teflón

contiene el fl*or. El )oliéstireno y el )olicarbonato contienen o'%geno. El

caucho !ulcani"ado y 8hioBol contienen a"ufre. Cay también algunos pol%meros

que, en lugar de tener las moléculas de carbono, tienen silicio o moléculas de

fósforo. Dstos son considerados como pol%meros inorgnicos.

)

• )olimeri"ación por adición, por e#emplo para el polietileno, cloruro de

!inilo, acr%lico y poliestireno.• )olicondensación, por e#emplo para resinas de fenolformaldeh%do,

ureaformaldeh%do.

Las reacciones transcurren desarrollando considerables cantidades de calor

5e'otérmicas6 y en general se inician por acción de catali"adores. Los

procedimientos que pueden efectuarse son>

+ POLIMERIZ!I"# POR $I!I"#> La polimeri"ación por adición puede

darse en monómeros que contengan al menos un doble enlace, y la

cadena polimérica se forma por la apertura de este, adicionando un

monómero seguido de otro. La polimeri"ación por adición tiene tres

pasos bsicos> iniciación, propagación y terminación. ;urante la fase de

iniciación de la polimeri"ación de polietileno, los enlaces dobles en los

monómeros del etileno se rompen y se empie"an a #untar entre ellos. :n

catali"ador es necesario para empe"ar a acelerar la reacción. La

segunda fase, la propagación, in!olucra la suma contin*a de

monómeros pegados en las cadenas. )or *ltimo, durante la terminación

todos los monómeros pueden ser usados, causando la reacción al cese.


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:na reacción de la polimeri"ación puede cesar apagando la

reacción. 7implemente, la polimeri"ación por adición describe el proceso

de -monómeros- uniendo uno por cada adición adelante y al final del

*ltimo monómero, con ayuda de un iniciador de la reacción, que puede

ser calor. Los pol%meros formados por polimeri"ación por adición son

frecuentemente termoplsticos al natural, que se pueden calentar y

hacerse blandos y también ponerse duros cuando son sometidos a un

cambio brusco de temperatura. 7on de fcil procesamiento y pueden

reelaborarse o reciclarse.

+ POLI!O#$E#%!I"#: Es el procedimiento clsico para la fabricación

de resinas solidificables, por e#emplo para resinas fenólicas. En la

policondensación la reacción sucede entre monómeros que porten dos o

ms grupos funcionales, formando también casi siempre moléculas de

ba#o peso molecular como agua, amoniaco u otras sustancias !oltiles.

En esta reacción qu%mica, una molécula pequeña es eliminada. Los

pol%meros comunes en este grupo incluyen algunos poliésteres y

formaldeh%do de urea. Estos pol%meros pueden ser termoplsticos al

natural. Los medios de polimeri"ación afectarn la reacción de calor del

pol%mero formado& igualmente, el arreglo de los monómeros dentro de la

molécula afectar las caracter%sticas f%sicas del pol%mero formado. Los

monómeros unidos en cadenas largas tienen una configuración lineal

muy similar a una cadena del su#etapapeles, aunque en las ataduras

tetraédricas de la realidad dan un arreglo de "ig"ag a la molécula.


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+ POL&MERO% TERMOPL'%TI!O% Las resinas termoplsticas son

fcilmente conformables al aplicarles temperatura y presión. La

temperatura m'ima de traba#o para los productos moldeados son

bastante ms ba#as que la temperatura de ablandamiento o de fusión,

usualmente alrededor de la mitad de la temperatura de fusión

correspondiente. ariaciones en los esfuer"os mecnicos, es decir

fatiga, o condiciones ambientales pueden reducir los mrgenes de

resistencia del material.


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denomina cristali"ación. )oseen un punto

caracter%stico de fusión. Algunos e#emplos son>

)E, )), )


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Este pol%mero tieneme#ores propiedadesmecnicas que el )E

H;, ya que poseemayor densidad.

)resenta fcilprocesamiento y buenaresistencia al impacto ya la abrasión. @o resiste

a fuertes agenteso'idantes como cidon%trico, cido sulf*rico.

Es resistente alas ba#as

temperaturas,tiene alta

resistencia a latensión,

compresión ytracción. Es

Impermeable eInerte 5al

contenido6, ba#areacti!idad. @o

tó'ico.

En!ases para>detergentes, aceites

automotor,shampoo, lcteos&

Holsas parasupermercados&En!ases para

pintura, helados,aceites& 8uber%as

para gas, telefon%a,agua potable,

miner%a, lminas dedrena#e y uso

sanitario.El )7 es un plstico

muy !erstil que puedeser r%gido o formado.

4eneralmente es claro,duro y quebradi"o. Esmuy poco resistente al!apor de agua, o'igeno

y tiene relati!amente

ba#o punto de fusión.Cay dos !ersiones ele'pansible o espumado5unicel6 y el de cristal.

ersatilidad,fcil

procesamiento,claridad,

aislamiento yba#o costo.

)rotección en>empaquetamientos,

contenedores,tapas, botellas,

bande#as y !asos.$a#as de

!ideocasetes, decompact disc, !asos

r%gidos,contenedores decomidas rpidas.

Adems de sus buenaspropiedades f%sicas, el

)$ tiene unatransparencia e'celente,alta resistencia qu%mica,

resistencia a la

humedad, y buenaspropiedades eléctricas.

Las aplicacionesr%gidas, se concentranen tuber%as, alfombras,!entanas, botellas y el

empaque r%gido del%quidos

ersatilidad,facilidad de

me"clar, fuer"ay dure"a, laresistencia a

grasa y aceites,

la resistencia alos qu%micos,claridad, ba#o

costo.

Empaque decomida, botellas dechamp*, en!ases

transparentes,semidelgados. 7eusa en aislamiento

de cables, capas,bolsas de sangre,tuber%a médica y

muchas msaplicaciones.


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Es utili"ado en pel%culasfle'ibles y relati!amentetrasparentes. 8iene unba#o punto de fusión.

8%picamente el LC)E esusado en la

manufactura depel%culas fle'ibles, talescomo bolsas plsticas ypublicitarias, también es

usado en lamanufactura de tapasfle'ibles, y adems en

alambres y cables por sus buenas propiedadesde aislamiento eléctrico.

?cil deprocesar,

resistente a lahumedad,

fle'ible, fcil desellar y ba#o

costo.

Holsas para pan,para alimentos

congelados y paradulces, entre otrostipos de bolsas ytapas, también seusa para tuber%a y

otros.

Es el pol%merotermoplstico,

parcialmente cristalino.:tili"ado en una amplia

!ariedad deaplicaciones que

incluyen empaques paraalimentos, te#idos,equipo de laboratorio,

componentesautomotrices y pel%culas

transparentes. 8ienegran resistencia contra

di!ersos sol!entesqu%micos, as% como

contra lcalis y cidos.

8iene menosdensidad que el

)EH;. 7utemperatura dereblandecimiento es ms alta, y

es masresistente aaltas y a ba#astemperaturas.

Moldeo por inyección> #uguetes,

parachoques deautomó!iles, etc.

Moldeo por soplado>recipientes huecos

5botellas6)roducción defibras, tanto te#idas5tapetes6 como note#idas. E'trusión>

de perfiles, lminasy tubos.

El uso de este códigoindica que el empaqueen cuestión est hechode una resina diferentea las seis listadas o dems de una de dichasresinas y que es usadoen una combinación de

!arias capas.

;epende de laresina o

combinación deresinas.

Hotellas de aguareutili"ables,algunas botellas de #ugos y salsa detomate.

$EFORM!I"# * PR)E+% $E LO% POLIMERO%:


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+ ,I%!OEL%TI!I$$> :n material !isco elstico es un material que

presenta tanto propiedades !iscosas como elsticas. Esto implica que al

someter al pol%mero a un esfuer"o que le pro!oque desli"amiento 5lento6,

las cadenas del material tandearn a desli"arse fcilmente 5como un

flu#o !iscoso6 y si dicho esfuer"o es eliminado las propiedades elsticas

hacen que las cadenas del material !uel!an a su posición inicial.

+ PR)E+ $E FL)E#!I LE#T -!reep Esta prueba anali"a las

!ariaciones en el tiempo del estado de tensióndeformación por la

permanencia ba#o cargas aplicadas. Es decir, las cargas generan un

esfuer"o constante en un determinado tiempo, lo cual pro!oca

deformaciones lentas

En la ?igura, se obser!an las deformaciones causadas por unacarga durante un tiempo determinado. Estas deformaciones se producen


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debido al despla"amiento !iscoso de las cadenas del pol%mero, que

hacen que dicho material se rela#e durante el esfuer"o al cual est

sometido. 7i antes de que dicho material llegue a la ruptura, se le quita

la carga a la que estaba sometido, el material !uel!e a su posición inicial

gracias a sus propiedades elsticas> esto es la !iscoelasticidad.

+ PR)E+ REL/!I"# Esta prueba consiste en someter un pol%mero a

una deformación constante durante un tiempo determinado. )ara

hacerlo el pol%mero es sometido inicialmente a un esfuer"o espec%fico,

manteniendo una deformación constante. Este esfuer"o inducido se ir

reduciendo a medida que pasa el tiempo, debido al reacomodo de las

cadenas !iscosas del material.

!I$O%

EL '!I$O !&TRI!O es un cido orgnico tricarbo'%lico que est presente en la

mayor%a de las frutas, sobre todo en c%tricos como el limón y la naran#a. 7u

fórmula molecular es $C1


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En bioqu%mica aparece como un

metabolito intermediario en el ciclo de los

cidos tricarbo'%licos, proceso reali"ado por

la mayor%a de los seres !i!os.

El nombre I:)A$ del cido c%trico es cido

Khidro'ipropano0,K,2tricarbo'%lico.

0 !aracterí1tica1

Las propiedades f%sicas del cido c%trico

se resumen en la tabla de la derecha. La

acide" del cido c%trico es debida a los tres

grupos carbo'ilos $


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Es un compuesto qu%mico e'tremadamente

corrosi!o cuya fórmula es CK7


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? + Rcido c%trico de O, 0Q y 0O P+ Rcido sulf*rico de O, 0Q y 0O P )lsticos>

+ Holsas de )olipropileno de ba#a de densidad+ Holsas de )olipropileno de media de densidad+ Holsas de )olietileno de ba#a densidad+ Holsas de )olietileno de madia densidad+ Holsas de )olipropileno de alta densidad

M4todo1:

9ecepción y !erificación de losmateriales con que se !a atraba#ar> bolsas, cidos,probetas, etc.

RE!EP!I"#


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E,I$E#!I%

5. Recepción6 cortado 3 codi7icado dela1 bol1a1.

!ORT$O

$ortado de las bolsascon pel%culas de 0Q ' KQcm.

!O$IFI!$O

$odificado de cada una delas muestras, para que ser

anali"ados en los cidos.

Las muestras codificadasson colocadas en !asos de!idrio.

)+I!!I"#

Adición de solucionescidas a concentracionesde O, 0Q y 0O P.

$I!I"#

A c &

S u l , - r i c o

A c &

C . " r i c o

!O#TROL;e#ar en reposo en c(u delos cidos por J d%as. 8ener un control final de laresistencia de losmateriales anali"ados.


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8.0 codi7icado 3 1u colocación en lo va1o1 de la1 mue1tra1 cortada1

9.0 dición de cido 1ul7;rico 3 cido cítrico al


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C.0 Re1ultado1 del control de la1 bol1a1 por un periodo de D día1

1cidosul,-rico al 2(

1cidoc."rico al 2(

Adición de c6u de los 7cidos en los#asos res0ec"i#aen"e&

5 ?


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,. Re1ultado1:

+ Tabla de dato1 obtenido1 de re1i1tencia de la película pl1tica a

di1tinta1 condicione1 a la1 cuale1 7ueron 1ometida1 durante día1.

Pr*e+a ,M*e&tra

P'li-r'-ilen' +a.a

-'li-r'-ilen'

/edia

-'li-r'-ilen' alta

-'lietilen' +a.a

-'lietilen' /edia

Te&ti0' 9&2 :&2 ; < 2 3&8


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4

3

<

9

>

2

:

;

Te&ti0'

Re&i&tencia 3N6

9 (ra7ica de re1i1tencia de la película pl1tica a condicione1 de cidocítrico.

;escripción> Hasado a estos resultados, indica que a condiciones testigo, la pel%culaplstica con respecto a la resistencia, la ms efica" es la del polipropileno de altadensidad y la menos efica" es la de polietileno de ba#a densidad.


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4

4&2

3

3&2

<


21/34


44&2

33&2

<>&2

Acid' C2tric' 3$#56

Re&i&tencia 3N6

$e1cripción: Hasado a estos resultados, indica que a condiciones cido c%trico

50QP6, la pel%cula plstica con respecto a la resistencia, la ms efica" es la delpolipropileno de alta densidad y la menos efica" es la de polietileno de ba#a densidad.


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44&2

33&2

<

>&22

Acid' C2tric' 3456

Re&i&tencia 3N6

+ (ra7ica de re1i1tencia de la película pl1tica a condicione1 de cido1ul7;rico.

$e1cripción: Hasado a estos resultados, indica que a condiciones cido

c%trico 5OP6, la pel%cula plstica con respecto a la resistencia, la ms efica" esla del polipropileno de alta densidad y la menos efica" es la de polietileno deba#a densidad.


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44&2

33&2

<


24/34


44&2

33&2

<

>&22

Acid' S*7*ric' 3$#56

Re&i&tencia 3N6

$e1cripción: Hasado a estos resultados, indica que a condiciones cido

sulf*rico 50QP6, la pel%cula plstica con respecto a la resistencia, la ms efica"es la del polipropileno de alta densidad y la menos efica" es la de polietilenode ba#a densidad.


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4

3

<

9

>

2:

Acid' S*7*ric' 3456

re&i&tencia 3N6

9 Re1i1tencia de la película de pl1tico de polipropileno a di7erente1condicione1 3 concentracione1 de cido1.

$e1cripción: Hasado a estos resultados, indica que a condiciones cido sulf*rico5OP6, la pel%cula plstica con respecto a la resistencia, la ms efica" es la delpolipropileno de alta densidad y la menos efica" es la de polietileno de ba#a densidad.


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4

4&2

3

3&2

<

2

:

;

0oli0ro0ileno edia

re&i&tencia 3N6

$e1cripción: Hasado a estos resultados, indica que la pel%cula de plstico del polipropilenode ba#a tiene ms resistencia al cido c%trico 5OP6 a comparación del cido sulf*rico 50OP6.

$e1cripción: Hasado a estos resultados, indica que la pel%cula de plstico del polipropilenode media tiene ms resistencia al cido c%trico 5OP6 a comparación del cido sulf*rico 50OP6.


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4

3

<

9

>

2

:

;

0oli0ro0ileno al"a

re&i&tencia 3N6

+ Re1i1tencia de la película de pl1tico de polietileno a di7erente1

condicione1 3 concentracione1 de cido1.

44&<4&>4&:4&8

33&<3&>3&:3&8

<

0olie"ileno !a)a

re&i&tencia 3N6

$e1cripción: Hasado a estos resultados, indica que la pel%cula de plstico del polipropilenode ba#a tiene ms resistencia al cido c%trico 5OP6 a comparación del cido sulf*rico 50OP6 ycido c%trico 50OP6 que tiene la misma resistencia.


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44&2

33&2

<

8ipos de en!ases

8ipos de Acido

$oncentraciones de acido 5P6

@*mero de casos completos> 2Q

$e1cripción: Hasado a estos resultados, indica que la pel%cula de plstico del polipropilenode ba#a tiene ms resistencia al cido c%trico 5OP6 a comparación del cido c%trico 50OP6.

$e1cripción: Hasado a estos resultados, indica que la pel%cula de plstico del polipropilenode ba#a tiene ms resistencia al cido c%trico 5OP6 a comparación del cido c%trico 50OP6.


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Las pruebas? en la tabla A@


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I@8E9A$$I


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Homogéneos

)olietileno ba#a 0.20J Q.002JJ +)olietileno me 0.3 Q.002JJ +)olipropileno ba#a K.Q1222 Q.002JJ +

)olipropileno media K.32222 Q.002JJ +)olipropileno alta .K1222 Q.002JJ +

!ontra1te %i@. $i7erencia GH0 Límite1)olietileno ba )olietileno me T Q.O12222 Q.OO11)olietileno ba )olipro alta T K.3J Q.OO11)olietileno ba )olipro ba#a T Q.JJ Q.OO11

)olietileno ba )olipro media T 0.0J Q.OO11

)olietileno me )olipro alta T K.21222 Q.OO11

)olietileno me )olipro ba#a Q.012222 Q.OO11

)olietileno me )olipro media T 0.Q2222 Q.OO11)olipro alta )olipro ba#a T K.K Q.OO11

)olipro alta )olipro media T 0.2O Q.OO11)olipro ba#a )olipro media T Q.1O Q.OO11

T indica una diferencia significati!a.

El método empleado actualmente para discriminar entre las medias es elprocedimiento de diferencia honestamente significati!a 5C7;6 de 8uBey. $on

este método hay un riesgo del O.QP al decir que uno o ms pares son

significati!amente diferentes, cuando la diferencia real es igual a Q.

Alineación de las +Us en columnas. @o e'isten diferencias

estad%sticamente significati!as entre aquellos ni!eles que compartan una

misma columna de +Us. El método empleado actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia m%nima significati!a 5L7;6

de ?isher. $on este método hay un riesgo del O.QP al decir que cada par de

medias es significati!amente diferente, cuando la diferencia real es igual a Q.

Prueba1 de M;ltiple Ran@o1 para FuerAa de de7ormación por Tipo1 de cido

Método> 3O.Q porcenta#e 8uBey C7;

Tipos de Acido Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos


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Rcido 7ulf*rico 0O K.K1 Q.QJ03O1 + Rcido $%trico 0O K.JKJ Q.QJ03O1 +

Contraste Sig. Diferencia +/- Límites Rcido $%trico Acido 7ulf*rico T Q.J Q.K2O


El método empleado actualmente para discriminar entre las medias es el

procedimiento de diferencia honestamente significati!a 5C7;6 de 8uBey. $on

este método hay un riesgo del O.QP al decir que uno o ms pares son

significati!amente diferentes, cuando la diferencia real es igual a Q.

Prueba1 de M;ltiple Ran@o1 para FuerAa de de7ormacion por !oncentracione1

de acido

Método> 3O.Q porcenta#e 8uBey C7;

!oncentracione1 deacido

!a1o1 Media L% %i@ma L% (rupo1omo@4neo1

O 0Q 0.1J Q.Q110K1J +0Q 0Q K.K Q.Q110K1J +

0O 0Q 2.QK Q.Q110K1J +

Contraste Sig. Diferencia +/- Límites

0Q 0O T Q. Q.2OOOK0Q O T Q.JO Q.2OOOK0O O T 0.0O Q.2OOOK


,I. $i1cu1ione1:

)odemos definir a un plstico como aquel material que se fabrica a partir

de un pol%mero 5obtenido del petróleo6, por lo general haciéndose fluir

ba#o presión. Los plsticos son t%picamente ligeros y qu%micamente

inertes y pueden ser fabricados para ser r%gidos, fle'ible e

impermeables. $omo resultado de estas caracter%sticas, los plsticos

han reempla"ado al papel, !idrio y metal en muchas aplicaciones,adems, estos tienen una larga !ida y son resistentes a la degradación


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34/34


,II. !onclu1ione1:

El pol%mero que ms resistencia tu!o ante las diferentes

concentraciones de cidos fue el polipropileno de alta densidad, ya

que por sus caracter%sticas f%sicas y qu%micas presenta menor

densidad que el polietileno de ba#a densidad, pero es ms resistente

no solo a acidos si no también a lcalis.

La resistencia de estos materiales plsticos es fundamental para

comprender la utili"ación aserti!a de los mismos, para determinados

productos y frente a distintas condiciones.

,III. Re7erencia +iblio@r7ica:

Miguel Angel, KQQ2. En!ase y embala#e como herramienta de la

e'portación. $ap%tulo 0Q X Editorial Macchi$offin ;a!id 9, KQQK. Manual de diseño de en!ases. $ap%tulo X

Editorial Impee

Are!alo, 033. En!ase y embala#e, la !enta silenciosa. )gina K0Q

Editorial E7I$

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