Identificación de polímeros

Introducción

En nuestra vida cotidiana, nos encontramos con muchos materiales poliméricos, muchos de los cuales son eliminados. A medida que nuestros recursos naturales se ven disminuidos y los vertederos se llenan, nos encontramos con que es mejor reciclar la mayor parte de nuestros materiales de desecho que tirarlo o incinerarlo. A continuación se mostraran ensayos sencillos para poder identificar los plásticos más comunes a fin de poder disponerlos para su reciclaje.
La mayoría de los polímeros que encontramos en nuestra vida diaria son los seis polímeros listados a continuación.

Para hacer el reciclaje de estos polímeros más fácil, la industria del plástico ha adoptado los códigos mostrados anteriormente. Dado que el cumplimiento en el etiquetado es voluntario, no todos los plásticos están marcados para su identificación. La identificación, simplemente por su apariencia, es difícil, sin embargo, hay algunos tipos que son fácilmente identificables. Los recipientes transparentes y sin color que se utilizan para los refrescos con mayor frecuencia son de tereftalato de polietileno (PET). Los envases plásticos opacos y translúcidos que se utilizan para botellas de leche, lavandina o champú suelen ser polietileno de alta densidad (HDPE). Los envases de champú (algunos) o productos de limpieza transparentes son generalmente hechos de cloruro de polivinilo (PVC o V). Aunque cada vez menos, también lo son algunas botellas de agua mineral o jugos de limón. Las bolsas de plástico, como las de residuos, se hacen a menudo a partir de polietileno de baja densidad (LPDE). Los productos hechos de poliestireno (PS) suelen ser frágiles, aunque a menudo presenta modificadores de impacto que lo hace no tan quebradizo como los potes de yogurt. El polipropileno (PP) suele encontrárselo en tapas a rosca de las botellas de bebidas gaseosas y de artículos de limpieza, tapas abre-fácil de envases de champú, envoltorio de los paquetes de galletitas, de papas fritas, etc.
En este experimento, se examinará algunos de los plásticos más comunes y se realizará varias pruebas para identificarlos. Un diagrama de flujo para las pruebas es el siguiente:

Materiales necesarios
Muestras de resina en frascos etiquetados del 1 al 6 (testigos)
Muestras desconocidas de plástico
Solución de alcohol Isopropílico, CH3CHOHCH3, al 45,5% en volumen. Esta solución se realiza diluyendo 45.5 ml de alcohol isopropílico y llevándolo a 100 ml con agua. (También, mediante la dilución de 65 ml de alcohol isopropílico al 70% y llevándolo a 100 ml con agua)
Ácido sulfúrico concentrado (98%)
Agua destilada
Aceite de maíz Mazola
Alambre de cobre limpio
Acetona
Tubos de ensayo, 18 x 150 mm y tapones
Varilla de vidrio
Mechero Bunsen
Vasos de precipitados de 250 ml
Pinzas
Trípode con tela metálica
Erlen meyer
Probeta 100 ml

Medidas de seguridad
El alcohol isopropílico es inflamable y sus vapores son considerados como tóxicos. Mantenga los recipientes cerrados .Evite las llamas cercanas.
La acetona es inflamable y sus vapores son considerados tóxicos. Mantenga los recipientes cerrados y cubrir cualquier vasos de acetona con un vidrio de reloj. Trabajar en un área bien ventilada. Evite las llamas.
El alambre de cobre se calienta cuando se calienta en una llama. Sujete el alambre con unas pinzas para evitar quemaduras.
El ácido sulfúrico es muy deshidratante. Provoca quemaduras. Evite agregarle agua; puede provocar salpicaduras.
Utilizar gafas y guantes protectores y guardapolvo.

NOTA: Eliminar los residuos de alcohol y acetona residuos según la normativa local. El aceite de maíz puede ser reutilizado si no está sucio o contaminado. Disponer de cualquier aceite usado de acuerdo a las regulaciones locales. Elimine los residuos del ácido según la normativa local. Los desechos plásticos pueden ser eliminados en la basura. El alambre de cobre puede ser reutilizado.

Procedimiento experimental
Obtener un conjunto de testigos (en lo posible pellets) de los seis tipos de resina plástica. Tenga en cuenta que si cada tipo de resina es de un color diferente permite la identificación visual en este experimento. Las resinas puede ser casi cualquier color dependiendo de colorantes añadidos en su formulación inicial.
Obtener muestras de los dos polímeros "desconocidos". Estos serán pequeñas piezas de polímero, no pellets.

Prueba de agua
Colocar aproximadamente 5 ml de agua en un tubo de ensayo.
Colocar los gránulos de la resina en el tubo de ensayo que contiene agua. Sumergir cada uno de los gránulos con una varilla de vidrio para eliminar cualquier burbuja de aire adherida a la superficie de los pellets de resina y tratar de hacer que se hunda. Tener en cuenta si las muestras se hunden o flotan. Quitar las muestras, secarlas y guardarlas para su uso posterior.
Repetir la prueba de agua con cada una de las muestras de resina restante y con pequeños trozos de las dos muestras desconocidas.
Guardar las muestras que se hundió en el agua para la prueba de alambre de cobre. Utilizar las muestras que flotaban para la prueba de alcohol isopropílico.

Prueba de alcohol isopropílico
Colocar 5 ml de solución de alcohol isopropílico en un tubo de ensayo
Utilizando una de las resinas que flotaba en el agua, agregar las muestras al tubo que contiene la solución de alcohol. Sumergir cada muestra con una varilla de vidrio para eliminar cualquier burbuja de aire adherida a la superficie de los pellets de resina y tratar de hacer que se hunda. Tener en cuenta si las muestras se hunden o flotan. Quitar las muestras, secarlas y guardarlas para su uso posterior.
Repetir la prueba de alcohol isopropílico con cada una de las muestras de resina y demás incógnitas que flotaban en el agua.

Prueba de aceite
Colocar 5 ml de aceite de maíz Mazola en un tubo de ensayo
Utilizando una de las resinas que flotaba en la solución de alcohol isopropílico, agregar las muestras al tubo que contiene la solución de alcohol. Sumergir los gránulos con una varilla de vidrio para eliminar cualquier burbuja de aire adherida a la superficie de las muestras de resina y tratar de hacer que se hundan. Tener en cuenta si las muestras se hunden o flotan. Quitar las muestras, secarlas y guardarlas para su uso posterior.
Repetir la prueba con aceite para cada una de las muestras de resina y demás incógnitas que flotaban en el alcohol isopropílico.
Densidades del agua y polímeros

Material	g/ml
Agua	1.00
PET	1.38-1.39
PP	0.90-0.91
PS	1.05-1.07
HDPE	0,95-0,97
LDPE	0.92-0.94
PVC	1.16-1.35
Aceite*	0.91-0.92
Solución de Alcohol*	0.94-0.95

Prueba de alambre de cobre
Esta prueba utiliza las muestras de plástico que se hundieron en el agua (más densas que el agua).
Obtener un pedazo de alambre de cobre alrededor de 5 cm de largo o más. Empujar un extremo del cable en un pequeño corcho (El corcho se utiliza como un mango para no quemarse la mano)
Sostener el extremo libre del cable de cobre en la llama del quemador, hasta que esté caliente y la llama ya no tiene un color verde (restos del aislante de PVC del cable).
Retirar el cable de la llama y tocar con el alambre caliente el plástico de la muestra que se prueba. Una pequeña cantidad del plástico se derrite en el cable. Si el cable se adhiere a la muestra de plástico, use un par de pinzas para extraerlo (Usted no quiere quemar un pedazo grande de plástico.)
Colocar el extremo del alambre, con la pequeña cantidad de plástico, en la llama. Usted debe ver un destello leve de una llama luminosa (un color amarillo-naranja). Si la llama se vuelve de color verde, la muestra contiene cloro.
Repetir esta prueba para cada una de las muestras restantes de plástico que se hundió en el agua.

Prueba de acetona
Colocar aproximadamente 10 ml de acetona en un vaso de 50 ml. Trabajar bajo una campana de extracción para reducir al mínimo los vapores en el ambiente.
Para esta prueba, usar las muestras de los plásticos que no dieron una llama de color verde.
Con unas pinzas, colocar una bolita de plástico en la acetona durante 20 segundos. Retirar la muestra y presionar firmemente entre los dedos. Una reacción positiva ha ocurrido si la muestra de polímero es blanda y pegajosa. Raspar la muestra con la uña para ver si la capa externa se ha suavizado. También se puede dejar la muestra durante unos minutos para ver si se disuelve completamente.
Repetir esta prueba para cada una de las muestras restantes de plástico que no se dio por una llama de color verde.

Prueba de ácido sulfúrico
Colocar 5 ml de ácido sulfúrico concentrado en un tubo de ensayo.
Para esta prueba, usar las muestras de los plásticos que no tenían una prueba positiva con acetona. Introducir la muestra en el tubo con el ácido y llevar a baño de María durante 30 minutos (puede llevar más tiempo dependiendo del tamaño de la muestra). Si se observa dilución de la muestra se tomara como resultado positivo.
Repetir esta prueba para cada una de las muestras restantes de plástico que no tenían una prueba positiva en acetona.
Como paso posterior, se pueden ensayar las muestra positivas, trasvasando lentamente el contenido de los tubos de ensayos en un erlen meyer con 100 ml de agua destilada (sumo cuidado en esta operatoria, peligro de salpicaduras) observando formación de precipitado blanco.

Consideraciones generales
*Lo ideal es disponer de un densímetro para poder preparar soluciones de densidades conocidas a fin de conocer con mayor precisión la densidad y diferenciar los plásticos por sus diferentes propiedades.
Debido a la gran variedad de plásticos y mezclas, pueden existir muestras difícilmente identificables mediante este método. Además debe tenerse en cuenta que a menudo a los plásticos se le agregan cargas y aditivos que pueden variar la densidad de los mismos haciendo imposible diferenciarlos por el ensayo de densidad.
Se deben tener en cuenta, en todo momento, las normas de seguridad para evitar accidentes puesto que se trabajan con sustancias sumamente peligrosas. Los ensayos deben ser llevados a cabo por personal idóneo.
En la prueba con el ácido sulfúrico, una muestra de policarbonato presenta una disolución parcial tiñendo de una coloración rosada la solución.
Estos son solo ensayos aproximativos para identificar plásticos. Para una identificación precisa se deben recurrir métodos más sofisticados de identificación.