análisis de plásticos por la cantidad específica de energía que es necesaria para su excitación. El patrón de absorciones –el espectro Raman– de cada sustancia es único, y la determinación de la sustancia por ello inequívoca. La Figura 1 presenta los espectros Raman de algunos monómeros.
Figura 2. El monómero ácido acrílico dimeriza espontáneamente. En el control de calidad de la materia prima en la entrada de mercancías se deberá, por ello, determinar el contenido de dímeros.
En el proceso de dimerización del ácido acrílico, el grupo carboxílico de un monómero reacciona con otro monómero en una adición tipo Michael para formar el éster. Entonces la cantidad de grupos funcionales de ácidos libres por gramo del material refleja el contenido de dímeros. El índice de acidez, es decir la cantidad de hidróxido de potasio (KOH) en miligramos que es necesaria para neutralizar un gramo de la muestra, se utiliza como un indicador de calidad. En condiciones normales se emplea para ello una titulación de grupos terminales (véase Figura 3). La titulación se realiza en una solución no acuosa. La conductividad pobre del medio dificulta la determinación potenciométrica del punto final, pero sensores apropiados, tales como el Solvotrode de Metrohm, permiten una determinación precisa que además es completamente automatizable.
Figura 1. Las posiciones de los picos del espectro Raman brindan informaciones sobre los grupos funcionales de la molécula de la muestra. Se determina la diferencia entre la frecuencia de la excitación y de la detección, y esta diferencia corresponde a las vibraciones y rotaciones características de la molécula. El espectro Raman de cada sustancia es único, y la identifica inequívocamente.
Calidad de la materia prima El control de calidad de las materias primas incluye la determinación de numerosos parámetros físicos y químicos como el valor pH, la viscosidad, el número de grupos funcionales del monómero, las impurezas, los inhibidores de polimerización y las fracciones de la materia prima dimerizadas u oligomerizadas. Determinación de la calidad del monómero mediante una titulación de grupos terminales
Figura 3. Determinación del índice de acidez en ácido acrílico.
El ácido acrílico se utiliza, entre otras cosas, para la fabricación del ácido poliacrílico –el “superabsorbente” que se encuentra en pañales–, así como numerosos copolímeros que sirven de revestimientos industriales resistentes a la luz y a la hidrólisis. Además existe un sinnúmero de aplicaciones en productos medicinales como cremas, geles y ungüentos. El ácido acrílico dimeriza espontáneamente (véase Figura 2). Ni los inhibidores de polimerización (frecuentemente el MEHQ = monometiléter de hidroquinona) ni el control estricto de las condiciones de almacenamiento pueden evitar totalmente este proceso. Según la duración del almacenamiento, la materia prima puede contener una cantidad significante en forma de dímero.
técnicas de LABORATORIO
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De la misma forma como el índice de acidez se pueden determinar también otros grupos funcionales mediante una titulación de grupos terminales. Los más importantes para la industria de polímeros son los grupos hidroxilos (índice de hidroxilo) y los grupos isocianatos (índice de isocianato). Su determinación se realiza con una titulación conforme a las normas de ASTM e ISO. Impurezas en la materia prima Además de di- y oligómeros, pueden existir otras impurezas en la materia prima, las cuales pueden interferir considera-
Nº 408 ENERO / FEBRERO 2016