Laboratorio de Analisis de Polimeros

classilab febrero 11, 2018 No hay comentarios

Laboratorio de Analisis de Polimeros

LABORATORIO DE ANALISIS DE POLIMEROS




Para validar la calidad y el rendimiento de los polímeros en el diseño o el desarrollo de productos, se necesita contar con un Laboratorio de Análisis de Polimeros o de Materiales Polimericos

Los polímeros incluyen a los plásticos, cauchos, pinturas, fibras naturales y adhesivos. Se utilizan por su ligereza, flexibilidad y propiedades aislantes.

¿Que son los polimeros?

Los polímeros están en todas partes. Sólo mira a tu alrededor. Tu botella de agua de plástico. Las almohadillas de goma de silicona de los auriculares del teléfono. El nylon y el poliéster en tu chaqueta o zapatillas. La goma de los neumáticos del coche. Ahora mírate en el espejo. Muchas proteínas en tu cuerpo también son polímeros. Considera la queratina, el material del que está hecho tu cabello y tus uñas. Incluso el ADN de tus células es un polímero.

Por definición, los polímeros son moléculas grandes que se forman uniendo químicamente una serie de bloques. La palabra polímero viene de las palabras griegas para “muchas partes”. Cada una de esas partes es llamada monómero (que en griego significa “una parte”).

Piensa en un polímero como una cadena, con cada uno de sus eslabones como un monómero. Esos monómeros pueden ser simples -sólo un átomo o dos o tres- o pueden ser estructuras complicadas en forma de anillo que contienen una docena o más de átomos.



En un polímero artificial, cada uno de los eslabones de la cadena será a menudo idéntico a sus vecinos. Pero en las proteínas, el ADN y otros polímeros naturales, los eslabones de la cadena a menudo difieren de sus vecinos.

En algunos casos, los polímeros forman redes de ramificación en lugar de cadenas individuales. Independientemente de su forma, las moléculas son muy grandes. Son tan grandes, de hecho, que los científicos las clasifican como macromoléculas. Las cadenas de polímeros pueden incluir cientos de miles de átomos, incluso millones.

Cuanto más larga sea una cadena de polímeros, más pesada será. Y, en general, los polímeros más largos darán a los materiales fabricados a partir de ellos una mayor temperatura de fusión y de ebullición.

Además, cuanto más larga es una cadena de polímeros, mayor es su viscosidad (o resistencia al flujo como líquido). La razón: Tienen una mayor superficie, lo que les hace querer adherirse a las moléculas vecinas.

La lana, el algodón y la seda son materiales naturales a base de polímeros que se han utilizado desde la antigüedad. La celulosa, el principal componente de la madera y el papel, también es un polímero natural. Otros incluyen las moléculas de almidón producidas por las plantas.




He aquí un hecho interesante: tanto la celulosa como el almidón están hechos del mismo monómero, la glucosa del azúcar. Sin embargo, tienen propiedades muy diferentes. El almidón se disuelve en agua y puede ser digerido. Pero la celulosa no se disuelve y no puede ser digerida por los humanos. La única diferencia entre estos dos polímeros es cómo se han unido los monómeros de glucosa.

Los seres vivos construyen proteínas -un tipo particular de polímero- a partir de monómeros llamados aminoácidos. Aunque los científicos han descubierto unos 500 aminoácidos diferentes, los animales y las plantas utilizan sólo 20 de ellos para construir sus proteínas.

En el laboratorio, los químicos tienen muchas opciones a la hora de diseñar y construir polímeros. Los químicos pueden construir polímeros artificiales a partir de ingredientes naturales. O pueden usar aminoácidos para construir proteínas artificiales como ninguna otra hecha por la madre naturaleza. Con mayor frecuencia, los químicos crean polímeros a partir de compuestos fabricados en el laboratorio.

La anatomía de un polimero

Las estructuras de polímeros pueden tener dos componentes diferentes. Todo comienza con una cadena básica de eslabones unidos químicamente. Esto a veces se llama su columna vertebral. Algunos también pueden tener partes secundarias que cuelgan de algunos (o todos) los eslabones de la cadena. Uno de estos accesorios puede ser tan simple como un solo átomo. Otros pueden ser más complejos y se denominan grupos colgantes.

Esto se debe a que estos grupos cuelgan de la cadena principal del polímero de la misma manera que los amuletos individuales cuelgan de la cadena de un brazalete. Debido a que están expuestos al entorno más que los átomos que componen la cadena misma, estos “encantos” a menudo determinan cómo interactúa un polímero consigo mismo y con otras cosas del entorno.

A veces, los grupos de colgantes, en lugar de colgar flojos de una cadena de polímeros, en realidad conectan dos cadenas juntas (piensa en esto como un peldaño que se extiende entre las piernas de una escalera). Los químicos se refieren a estos lazos como enlaces cruzados.



Tienden a fortalecer un material (como un plástico) hecho de este polímero. También hacen que el polímero sea más duro y más difícil de fundir. Sin embargo, cuanto más largos sean los enlaces cruzados, más flexible será el material.

Un enlace químico es lo que mantiene los átomos juntos en una molécula y algunos cristales. En teoría, cualquier átomo que pueda formar dos enlaces químicos puede formar una cadena; es como necesitar dos manos para enlazar con otras personas y formar un círculo (el hidrógeno no funcionaría porque sólo puede formar un enlace).

Pero los átomos que típicamente forman sólo dos enlaces químicos, como el oxígeno, no suelen formar cadenas largas similares a polímeros. Por qué? Una vez que el oxígeno forma dos enlaces, se vuelve estable. Esto significa que sus dos “manos extendidas” ya están tomadas. No queda ninguno para sostener un grupo colgante.

Dado que muchos átomos que forman parte de la columna vertebral de un polímero generalmente tienen al menos un grupo pendiente, los elementos que típicamente aparecen en la cadena del polímero son los que se estabilizan con cuatro enlaces, como el carbono y el silicio.

Algunos polímeros son flexibles. Otros son muy rígidos. Sólo piensa en los muchos tipos de plásticos: el material de una botella de soda flexible es muy diferente al de un tubo rígido hecho de cloruro de polivinilo (PVC).




 

A veces los científicos de materiales añaden otras cosas a sus polímeros para hacerlos flexibles. Conocidos como plastificantes, ocupan espacio entre las cadenas de polímeros individuales. Piensa en ellos como si actuaran como un lubricante a escala molecular. Permiten que las cadenas individuales se deslicen entre sí con mayor facilidad.

A medida que muchos polímeros envejecen, pueden perder plastificantes en el medio ambiente. O bien, los polímeros envejecidos pueden reaccionar con otras sustancias químicas en el medio ambiente. Estos cambios ayudan a explicar por qué algunos plásticos empiezan siendo flexibles pero luego se vuelven rígidos o quebradizos.

Los polímeros no tienen una longitud definida. Por lo general, tampoco forman cristales. Por último, por lo general no tienen un punto de fusión definido, en el cual pasan inmediatamente de un sólido a un charco de líquido. En cambio, los plásticos y otros materiales hechos de polímeros tienden a ablandarse gradualmente a medida que se calientan.

El analisis quimico de polimeros y elastomeros es un paso esencial para controlar su transformación y predecir posibles fallos.




Esto hará posible:

  • Determinar la composición química de un polímero
  • Identificar la naturaleza de un polímero y sus aditivos
  • Determinar su carga mineral (crema, talco…)
  • Caracterizar un fallo (fracaso de adhesión, delaminación, inclusión…)
  • Comprobar la conformidad del producto acabado

Tanto los fabricantes de plásticos, como transformadores del plastico y los fabricantes de productos terminados, necesitan contar con un laboratorio de análisis técnico fiable y de alto valor añadido para el análisis de sus materiales poliméricos.

Combinando herramientas de análisis específicas de polímeros con interpretaciones científicas fiables y precisas, un buen laboratorio debe asistir a los fabricantes en la optimización de sus procesos de fabricación, en la investigación de materiales de sustitución y en la resolución de problemas de averías en materiales poliméricos.

Así pues, este laboratorio debe ser capaz de ofrecer:

ANALISIS DE MATERIALES POLIMEROS

  • Análisis químico (metales pesados, aditivos, disolventes residuales…)
  • Análisis de elastómeros y caucho
  • Análisis de barnices y resinas sobre polímeros y compuestos
  • Análisis de envases plásticos
  • Análisis compuesto
  • Análisis de polvo
  • Análisis térmico
  • Análisis de superficies
  • Análisis del tamaño de las partículas
  • Análisis REACH
  • Caracterización de materiales




EXPERIENCIA PROFESIONAL DEL LABORATORIO DE ANALISIS DE POLIMEROS

  • Experiencia en química analítica
  • Caracterización de nanomateriales
  • Reformulación
  • Estudio de compatibilidad (interacción contenedor/contenido, extraíble y descartable)
  • Estudios de fallas: estudio de caras de fractura, análisis de contaminación o partículas, problemas de adhesión, fenómenos de corrosión, examen metalográfico, análisis de soldaduras…

ACOMPAÑAMIENTO DEL LABORATORIO DE ANALISIS DE POLIMEROS

  • Desarrollo analítico
  • Validación analítica
  • Soporte de procesos (optimización de procesos)
  • Apoyo en I+D (estudio bibliográfico, gestión de proyectos, elección de materias y materiales…)
  • Formación
  • Auditoría de laboratorio



Si queréis ofrecer vuestros servicios o necesitáis encontrar un laboratorio de análisis de materiales polímeros, poned vuestro anuncio en ClassiLab.

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