esquema de un proyecto en el cual se habla de sintesis de ester y polyester en la industra, Esquemas y mapas conceptuales de Química

¡Descarga esquema de un proyecto en el cual se habla de sintesis de ester y polyester en la industra y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Química solo en Docsity! Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas QUIMICA DE LOS GRUPOS FUNCIONALES PROFESOR: Nombre del Proyecto: Poli éter Fenólico Equipo Grupo: 2IV47 Alumno: García Clemente Julio Cesar Anacoreta Perez Tania Anali Fecha de Entrega: 30/06/2023 1.- RESUMEN Las resinas termoestables son importantes y ampliamente utilizadas en materiales. Son líquidas a temperatura ambiente y deben curar separa alcanzar el estado sólido. El curado es un proceso en el cual ocurren, a nivel molecular transformaciones químicas y estructurales: se forman estructuras entrecruzadas o reticuladas, lo cual puede realizarse por distintos métodos siendo los más empleados; medios químicos a temperatura ambiente, calentamiento a temperaturas elevadas o radiaciones UV. Después del curado las resinas termoestables contienen una red molecular de enlaces altamente cruzados, por lo tanto no se pueden volver a fundir sin degradarse. Los plásticos termostables más importantes son las resinas fenólicas, las cuales se forman por policondensación de fenol o análogos de este como cresoles o resorcina con formaldehído. Otras resinas importantes son las de urea, melanina, epoxídicas, poliésteres insaturados y poliuretano. 2.-INTRODUCCIÓN Las resinas fenólicas son de uso comercial desde hace más tiempo que cualquier otro polímero sintético, exceptuando el nitrato de celulosa. Sus aplicaciones industriales se basan en las excelentes propiedades adhesivas y resistencia de unión de los fenólicos. Entre ellas se incluyen la producción de forros para frenos, ruedas abrasivas, papel lija, moldes de fundición, barnices, aislamientos térmicos y otros revestimientos protectores, en la mayor parte de la producción de madera laminada se utilizan adhesivos termoestables basados en resinas fenólicas. Los adhesivos fenólicos son resistentes a los disolventes orgánicos, con buena resistencia al agua tanto fría como hirviendo, así como, a los ácidos y álcalis débiles. Son estas características la que hacen que el uso de resinas fenol–formaldehído sea aún más prometedor Los plásticos termoestables, en general poseen mejores propiedades mecánicas, térmicas, químicas y mayor resistencia eléctrica y estabilidad dimensional que los termoplásticos. Un termoestable típico es el fenólico, que es un producto de reacción entre el fenol y el formaldehído. Algunos productos comunes que se fabrican con este polímero son las manijas y perillas de las cacerolas y sartenes, así como componentes de interruptores de luz, y adhesivos . La obtención de la resina fenólica, se lleva a cabo mediante la polimerización entre el fenol y el formaldehído; esta polimerización puede realizarse a cabo Propiedades mecánicas (Para objetos moldeados) Las resistencias a tracción, compresión, flexión dependen de la carga. La tensión a ruptura varía: - en tracción de 25 a 50 MPa - en compresión de 140 a 250 MPa - en flexión de 55 a 91 MPa Debido a su red tridimensional las piezas moldeadas no presentan prácticamente alargamiento a ruptura. Propiedades térmicas Estas resinas tienen una conducta térmica muy buena. Por ejemplo, los materiales de moldeo pueden soportar, sin daño durante 24 horas, una temperatura de 200ºC, si la carga es harina de madera y entre 220 y 230ºC si las cargas son de tipo mineral. Comportamiento al fuego Los fenoplastos son infusibles. Por encima de 250ºC se descomponen liberando principalmente vapor de agua, gas carbónico y monóxido de carbono. Comportamiento químico Resisten a los disolventes, ácido y bases débiles. Son atacados principalmente por ácidos y bases fuertes. Comportamiento al paso del tiempo Presentan un comportamiento muy bueno al envejecimiento natural. Sin embargo, amarillean por la acción de la luz solar. Para paliar este inconveniente, se utilizan pinturas por las que tienen buena afinidad. Otras propiedades interesantes - Excelentes características dieléctricas. - Poco peso. - Resistencia a la corrosión. - Bajo coste. - Superficie dura y lisa. - Resistencia a la abrasión - Baja emisión de humos tóxicos. 6.- Hoja de Seguridad FICHA DE DATOS DE SEGURIDAD (de acuerda con el Reglamenta (LE) 2015/30) RESINA FENÓLICA Versión: 1 Página 1 de 18 Fecha de revisión: 13/06/2019 Fecha de impresión: 13/06/2019 SECCIÓN 1: IDENTIFICACIÓN DE LA MEZCLA Y DE LA SOCIEDAD O LA EMPRESA. 1.1 Identificador del producto. Nombre del producto: RESINA PENÓLICA 1.2 Usos pertinentes identificados de la mezcla y usos desaconsejados. Usa incdustril Usos desaconsejados: cas distintos a los aconsejado. 1.3 Datos del proveedor de la ficha de datos de seguridad. Empresa: ALDEBARÁN SISTEMAS SL Dirección: Cilerónimo Zurita, 14, entio izda, S0001 Dollacen Zaragoza Prodoes Zaragoza Tello oareTe7961dA E-mal: ddcharandaldeharmnsistemas com LA Teléfono de emergencia: 0034915620120 (Despontie 24h) SECCIÓN 2: IDENTIFICACIÓN DE LOS PELIGROS. 2.1 Clasificación de la mezcla. sin el Reglamento (84) No 1272/2008: Sua pricn na poción ali a a pl. 2.2 Elementos de la etiqueta. Etiquetado conforme al Regtamento (EU) Na 1372/2008; Pagas Palabra de aceetenda: Atención Frases Mo m7 Puede provocar ura reacción alérgica en la pis. Frases: PEL: Estar resprar el polva. Paz Las prendas de trabajo contominadas no perán sacarse del lugar de trabajo. Past: Llevar guantes de prutección. P202+P282: EN CASO DE CONTACTO CON LA PIEL: Lavar con abundante agus y jabón PaUPaLa En taco de imitación o enpcón tánes: conealar a un medico Pa: Elminar el corserido y el recpierte de acuerdo con las ncemattvas locales, regonales, noconsles e irresmaconales. -Conténia en de página sipusente.- 5.- Nombre común, nombre sistemático (IUPAC) COLOCALO 6.- Síntesis de la sustancia en el laboratorio Estructura química y síntesis Han sido realizados numerosos estudios sobre sus mecanismos de reacción en la síntesis y su reacción con otras sustancias. Se obtienen mediante la reacción de fenoles y aldehídos, siendo el Fenoly el formaldehído las materias primas más importantes en la producción de resinas fenólicas. Determinadas condiciones de operación, principalmente el Ph y la temperatura, tienen un gran efecto sobre el carácter de los productos obtenidos en las reacciones entre el fenol y el formaldehído. Estas tienen tres etapas diferentes: - La adición inicial del formaldehído al fenol para dar metilolfenoles. - Crecimiento de la cadena mediante condensaciones y adiciones alternativas a temperaturas por debajo de 100ºC - Reticulación y endurecimiento de las resinas a temperaturas por encima de 100ºC. Diferencias entre estas etapas, dan como resultado la obtención de dos tipos de resinas formo-fenólicas, las novolacas y los resoles. Novolacas Se obtienen mediante la reacción de fenol y formaldehido bajo condiciones ácidas con exceso molar en fenol. La relación molar fenol-formaldehído es 1:(0.75-0.85) y el catalizador empleado es el ácido oxálico. En la formación de la novolaca se produce mediante los siguientes pasos: 1.- El formaldehido en solución acuosa y medio ácido se encuentra en forma de metilenglicol. Se obtienen mediante la reacción de fenol y formaldehido bajo condiciones básicas con exceso molar en formaldehído. La relación molar fenol-formaldehído es 1:(1.2-3) y el catalizador empleado es el NaOH (hidróxido de sodio). La formación del resol se produce mediante los siguientes pasos: 1.- En una primera etapa, se forma el anión fenolato con deslocalización de la carga negativa en las posiciones orto y para. 2.- A continuación tiene lugar la metilolación. Sustitución orto favorecida por iones Ba+2, Ca+2, Mg+2 (pH bajos) Sustitución para favorecida por iones K+, Na+ (pH altos) 3.- Polimetilolación Estos productos son los monómeros de la siguiente etapa de la reacción. 4.- El peso molecular se incremena por condensación de los grupos metilol formando puentes metileno o puentes éter. En este último caso puede producirse una pérdida subsiguiente de formaldehído con formación de puentes metileno. 5.- Si estas reacciones continúan (catalizadas por calor o por adición de ácidos a temperatura ambiente) pueden condensar gran cantidad de núcleos fenólicos para dar lugar a la formación del retículo. 6.- Durante el entrecruzamiento pasa por tres estados: - Líquido, fusible y soluble - Intermedio (resitol), prácticamente infusible, pero moldeable por efecto del calor, se hincha con algunos disolventes y posee baja resistencia mecánica. - Estado final, infusible, insoluble y con alta resistencia mecánica. 7.- Mecanismo de reacción ¡RESINA FENOLICA H NaOH CH. CH e 0H CH, n Mecanismo de Reacción. OH a e a — en ps a LO EE gr, H=0=CH, qn SH Ha AR hon" qa HO CH 407 EH 5 Es H om PH FE A OS a n HD CH; r Esquema de proceso tipo batch para obtención de resinas fenólicas Reactor 1 Reactor 2 SS Fr | 3 Formaldehido HL Tanque A J | | Wacio flash | | £, purificación Catalizador | | —<e E od A silos Cinta entriadora Producción en continuo de novolacas Novolaca en escamas Resoles (one step) En la producción de este tipo de resinas, la relación molar fenol- formaldehido se encuentra en el rango 1.La relación de catalizador basado en fenol . El tipo de catalizador tiene mayor influencia sobre la estructura y distribución de pesos moleculares que en el caso de la novolaca. Se requiere un buen control de la temperatura y del tiempo de reacción. Se necesita un vacío adecuado (50 mbar) y agua de refrigeración para mantener el máximo de 60ºC. La destilación se finaliza cuando se obtiene un contenido de resina deseado. La viscosidad de la resina puede ser regulada mediante una condensación posterior a 70ºC. La resina se enfría a temperatura ambiente. 9.- Diagrama de bloques del proceso de Obtención extrusión, moldeo y secado. Se utilizan novolacas o resoles (sólidos o líquidos) en un 10-20 % en peso de la mezcla de composite. Otros ingredientes incluyen rellenos, fibras semimetálicas, etc. La combinación de los diferentes aditivos, el tipo de resina fenólica y el proceso empleado determinan las propiedades de fricción, niveles de ruido y resistencia térmica del composite final. Materiales de moldeo Los materiales de moldeo fenólicos son composites que contienen rellenos (fibras o partículas), aditivos y una elevada concentración de resina ligante. La carga más utilizada es la harina de madera (generalmente de pino). Si se exigen características de resistencia a la humedad y estabilidad dimensional se usan talcos, carbonato de calcio, amianto, mica (aplicaciones eléctricas) y fibras de vidrio cortas. En caso de necesitar buenas propiedades mecánicas se introduce algodón. Algunos materiales de moldeo contienen cargas de grafito, disulfuro de molibdeno, para mejorar el coeficiente de frotamiento. Propiedades importantes del producto curado incluyen resistencia a la temperatura (aplicaciones en automoción), buenas propiedades eléctricas y resistencia a disolventes. Las propiedades finales dependen del tipo de resina, relleno y de sus concentraciones. La resina fenólica utilizada en materiales de moldeo es novolaca curada con HMTA aunque también se usan combinaciones de novolacas y resoles para aplicaciones en electricidad. La utilización de los materiales de moldeo es dirigida a la fabricación de accesorios eléctricos, utensilios domésticos, cajas de fusibles, relés, soportes, bobinas, partes de teléfonos, etc. Baños y adhesivos La mayoría de las aplicaciones para baños y adhesivos poseen resinas fenólicas y otros polímeros de tipo termoplástico o termoestable. En el caso de baños se utilizan en la fabricación de pinturas anticorrosión, barnices, lacas aislantes (industria eléctrica) o pulimentos. La formulación con epóxidos o acrílicos proporcionan diferentes propiedades a los sistemas de curado. Las composiciones de resinas fenólicas (generalmente novolacas) varía dependiendo del polímero con el que se combine. En general poseen buena resistencia a los disolventes, resistencia a la abrasión, estabilidad térmica, propiedades anticorrosivas y aislantes. Revestimientos Comúnmente estos pueden ser de dos tipos: cosidos o secados al aire. Los revestimientos cocidos pueden ser utilizados para cubos y tambores, para contenedores de comida y para coches, intercambiadores de calor y equipos industriales. Entre los revestimientos secados al aire se encuentra los barnices y pinturas. Espumas fenólicas Poseen una serie de ventajas frente a otro tipo de aislantes tales como una gran resistencia a la llama, reducida emisión de humos y poco peso. Las espumas fenólicas de celda cerrada son utilizadas generalmente en la industria de la construcción, recubrimientos de recipientes y tubos en industrias de proceso, circuitos de refrigeración y ventilación. Mientras que las espumas de celda abierta encuentran uso en aplicaciones como agricultura hidropónica, arreglos florales y como agente de contención de derrames. Placas de terciado- fenólico Laminado papel kraft y resina fenólica Disco de lija de grano semiabierto de óxido de aluminio, con recubrimiento de resinas fenólicas Reloj de baquelita “Electro Boy” Placas de espuma fenólica para germinación en hidroponía (Green Up) Protección cutánea Protección de las manos: Guantes químico-resistentes e impenetrables que cumplen con las normas aprobadas deben ser usados siempre que se manejen productos químicos si una evaluación del riesgo indica que es necesario. Tomando en consideración los parámetros especificados por el fabricante de los guantes, comprobar durante el uso que los guantes siguen conservando sus propiedades protectoras. Hay que observar que el tiempo de paso de cualquier material utilizado con guantes puede ser diferente para distintos fabricantes de guantes. En caso de mezclas, consistentes en varias sustancias, no es posible estimar de manera exacta, el tiempo de protección que ofrecen los guantes. Protección corporal: Antes de utilizar este producto se debe seleccionar equipo protector per4sonal para el cuerpo basándose en al tarea a ejecutar y los riesgos involucrados y debe ser aprobado por un especialista. Para seleccionar equipo de protección personal (PPE, por sus siglas en inglés) vea Ola Asociación Nacional de Protección contra incendios (NRFPA, por sus siglas en inglés) 2113, Estándar de Selección, Cuidado, Uso y Mantenimiento de Prendas Resistentes a las Llamas para la Protección del Personal Industrial Contra Fuego de Destello. Otro tipo de protección cutánea: Se deben elegir el calzado adecuado y cualquier otra medida de protección cutánea necesaria dependiendo de la tarea que se lleve a cabo y de los riesgos implicados. Tales medidas deben ser aprobadas por un especialista antes de proceder a la manipulación de este producto. Protección respiratoria: Use un respirador purificador de aire o con suministro de aire, que esté ajustado apropiadamente y6 que cumpla con las normas aprobadas si una evaluación de riesgo indica que es necesario. Se debe seleccionar el respirador en base a los niveles de exposición reales o previstos, a la peligrosidad del producto y al grado de seguridad de funcionamiento del respirador elegido. Cuando los respiradores con filtro de aire sean adecuados elegir una combinación adecuada de máscara y filtro, ABEK-P3 (EN 14387). Use un respirador con filtro de partículas que esté ajustado apropiadamente y que cumpla con las normas aprobadas si una evaluación del riesgo indica que es necesario. Se debe seleccionar el respirador en base a los niveles de exposición reales o previstos, a la peligrosidad del producto y al grado de seguridad de funcionamiento de respirador elegido. Controles de exposición medioambiental: Se deben verificar las emisiones de los equipos de ventilación o de los procesos de trabajo para verificar que cumplen con los requisitos de la legislación de protección del medio ambiente. En algunos casos para reducir las emisiones hasta un nivel aceptable, será necesario usar depuradores de humo filtros o modificar el diseño del equipo del proceso. 12.- Métodos de eliminación de la sustancia Producto: Métodos de eliminación Evitar o minimizar la generación de residuos cuando sea posible. La eliminación de este producto, sus soluciones y cualquier derivado deben cumplir siempre con los requisitos de la legislación de protección del medio ambiente y eliminación de desechos y todos los requisitos de las autoridades locales. Desechar los sobrantes y productos no reciclables por medio de un contratista autorizado a su eliminación. Los residuos no se deben tirar por la alcantarilla sin tratar a menos que sean compatibles con los requisitos de todas las autoridades con jurisdicción. Residuos peligrosos La clasificación del producto puede cumplir los criterios de mercancía peligrosa. Empaquetado: Métodos de eliminación Evitar o minimizar la generación de residuos cuando sea posible. Los envases residuales deben reciclarse. Sólo se deben contemplar la incineración o el enterramiento cuando el reciclaje no sea factible. Precauciones especiales Elimínense los residuos del producto y sus recipientes con todas las precauciones posibles. Deben tomarse precauciones cuando manipulen recipientes vaciados que no hayan sido limpiados o enjuagados. Los envases vacíos o los revestimientos pueden retener residuos del producto. Evite la dispersión del material derramado, su contacto con el suelo, el medio acuático, los desagües y las alcantarillas. Química verde como vía para la obtención de productos de valor añadido. Dadas sus características como adhesivo las resinas fenólicas se utilizan ampliamente debido a su excelente resistencia, estabilidad térmica y resistencia a la humedad. Sin embargo, estas resinas pueden ser productos muy caros a causa del precio volátil de fenol derivado del petróleo. Con el fin de desarrollar resinas fenol–formaldehído económicas y ecológicas, gran cantidad de estudios se han llevado a cabo; la sustitución del fenol mediante biomasa en los últimos años es uno de los campos prometedores en la producción de resinas. La lignina, uno de los biomateriales más conocidos, muestra una estructura similar con fenol. De este modo, las ligninas, han sido objeto de estudios como la materia prima para la sustitución parcial del fenol en las resinas de resoles. Sin embargo, las ligninas son generalmente menos reactivas que el fenol, ya que tienden a tener un promedio de dos o menos posiciones disponibles para la polimerización, mientras que tres posiciones están disponibles en fenol . La competencia de la lignina y el fenol en la polimerización hace que la reacción entre la lignina y formaldehído sea difícil. Para superar estos inconvenientes, se han desarrollado algunos métodos de pretratamiento con el fin de mejorar la reactividad de lignina, tales como metilación, desmetilación y sulfonación. Estos métodos de modificación podrían aumentar el número de posibles sitios reactivos de lignina y aumentar su tasa de sustitución para la preparación de resina a base de sustratos verdes. Incorporación de compuestos obtenidos por energía verde para la síntesis de resinas fenólicas, (lignina–fenol–formaldehído). Debido al rápido aumento del precio del petróleo y la crisis energética, la bioenergía y bioproductos químicos derivados del maíz y el almidón de los alimentos ha sido ampliamente desarrollado para sustituir el petróleo y petroquímicos. La alianza global de combustibles renovables por sus siglas en inglés (GRFA) informa que en todo el mundo la producción de bioetanol golpea los 88,7 mil millones de litros en 2011 . Sin embargo, estos avances compiten por la tierra con los cultivos destinados al consumo humano o animal, lo que resulta en alza la presión sobre los precios de los alimentos y la aceleración de la degradación ambiental. Por esta razón, cada vez más atención tiene la energía de segunda generación y productos químicos de biorrefinería, procesos basados en la biomasa agrícolas como el maíz y paja de trigo. Las resinas fenólicas se han producido industrial mente como el primer polímero sintético desde 1911. Después de más de un centenar de años de industrialización, su producción mundial promedio alcanza los 6·106 de toneladas anuales; aunado a su creciente demanda y a la disminución de hidrocarburos los reactivos utilizados para la producción de estos compuestos están clasificados como tóxicos Sobre todo, el formaldehído es altamente volátil y clasificadas como CMR (Cancerígeno mutagénico neurotóxico) por la ECHA (Agencia Europea de Sustancias Químicas).