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Valor de hidroxilo y contenido de isocianato en el poliuretano

Es casi imposible imaginarse un día en la vida en donde no nos encontremos con un objeto de plástico. Desde que el polímero, el primer plástico sintético, se inventó en 1907, los plásticos se han vuelto una parte integral de la industria moderna.

Es casi imposible imaginarse un día en la vida en donde no nos encontremos con un objeto de plástico. Desde que el polímero, el primer plástico sintético, se inventó en 1907, los plásticos se han vuelto una parte integral de la industria moderna. Todo, desde el empacado de alimentos hasta las partes aeronáuticas, usa plásticos como en los componentes críticos de su construcción, incluso varios productos líquidos, como los adhesivos y las pinturas, contienen plásticos como ingredientes principales. La popularidad de estos materiales como materia prima se debe a su alto grado de personalización, las diferentes fórmulas para hacer plásticos permiten que se obtengan productos suaves, duros, coloreados, transparentes, flexibles o adhesivos. Esto significa que hay un tipo de plástico para casi cualquier aplicación.

Un tipo de plástico usado comúnmente es el poliuretano, el cual se fabrica mediante la reacción de polioles con isocianatos. Los polioles son un tipo de alcohol con múltiples grupos hidroxilos (-OH); los isocianatos son químicos que contienen nitrógeno, carbono y oxígeno con dobles uniones en una cadena (N=C=O). Los dos ingredientes reaccionan para producir un polímero con una amplia variedad de características, como la resistencia al calor; se pueden agregar otros ingredientes para crear una espuma suave o un recubrimiento duro. Debido a esta versatilidad, los poliuretanos terminados se usan en una amplia variedad de aplicaciones, desde la fabricación de llantas para patines hasta Spandex.

Uno de los parámetros más importantes en la producción de poliuretano es el índice de contenido de isocianato, este índice es la proporción entre los isocianatos y los grupos hidroxilos. En la mayoría de las fábricas de poliuretanos, la proporción ideal está justo arriba de 1.00, lo que significa que los isocianatos deben estar ligeramente en exceso, esto permite a los fabricantes tener en cuenta la pérdida de isocianatos debido a las reacciones secundarias. Si el contenido de isocianato es muy alto o muy bajo ocurren cambios drásticos en las propiedades del producto terminado. Por otra parte, debido a la toxicidad de los isocianatos, tanto las industrias como las regulaciones ambientales hacen esfuerzos para minimizar el uso de estos compuestos.

El índice de isocianato se determina midiendo tanto el contenido de isocianato como el valor hidroxilo, la titulación es un método aceptable para determinar ambos parámetros. Los isocianatos se determinan al disolver el material en tolueno y se les hace reaccionar con una cantidad conocida de dibutilamina en exceso; este exceso es retro titulado con ácido hidroclórico. Por otra parte, el valor hidroxilo también se determina con una retro titulación no acuosa usando toluenosulfenil isocianato para reaccionar con los grupos hidroxilo en exceso; este exceso es retrotitulado a un punto de equivalencia con hidróxido de tetrabutilamonio (TBAOH). Para ambas titulaciones se usa un electrodo de pH como indicador potenciométrico.

Aplicación

Un fabricante de poliuretano contactó a HANNA® instruments para un titulador automático que reemplazaría su antiguo sistema del departamento de Control de Calidad. El cliente estaba familiarizado con las titulaciones que necesitaba y quería una unidad que pudiera realizar tanto los análisis de número hidroxilo como los de contenido de isocianato. HANNA® instruments recomendó el Titulador potenciométrico automático HI902C. El cliente estaba acostumbrado a la naturaleza modular de otros sistemas de titulación en el mercado, pero apreció el diseño todo en uno del HI902C; esto significó que no tuvieran que extender todos los varios componentes en un laboratorio de pruebas pequeño. Más aún, al cliente le gustó la capacidad del equipo de exportar los reportes de titulación en un archivo para la PC y el software HI900.

El HI902C está equipado con un sistema de bomba de dosificación de precisión de 40,000 pasos y opciones para buretas de 5, 10 o 25 mL. Debido al lento tiempo de reacción asociado con las titulaciones no acuosas, el cliente apreció la dosis de dosificación tan pequeña de 0.001 mL, que pueden lograr al combinar la bomba de alta precisión con la bureta de 10 mL. HANNA® instruments recomendó al electrodo de pH HI1048 con Sistema de Prevención de Obstrucciones (CPS, por sus siglas en inglés) para sus titulaciones, este electrodo es rellenable y tiene una unión de PTFE y vidrio esmerilado que permiten una alta tasa de flujo del electrolito; el diseño de esta unión permite que el electrolito se difunda rápidamente en la muestra, ofreciendo así estabilidad en las mediciones. La naturaleza rellenable del electrodo significó que el electrolito interno pudiera reemplazarse fácilmente por un electrolito no acuoso adecuado para la aplicación.

El servicio de HANNA® instruments fue un gran beneficio para el cliente, los vendedores se aseguraron que el cliente recibiera todos los accesorios necesarios para realizar el método de titulación. Después de la venta, apreciaron lo rápido y fácil que los equipos de Soporte Técnico y de Aplicaciones respondieron cualquier pregunta respecto a la aplicación. En resumen, el cliente se dio cuenta que el sistema de titulación de Hanna ofrece calidad y facilidad de uso para su programa de calidad.

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