Profesor - Actividad 7

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Termoplásticos y termoestables

Tiempo estimado: 

• 50 minutos en el salón de clases y 50 minutos de trabajo extraclase

Tipo de actividad: 

• Experimental-demostrativa

Objetivo didáctico:

• Que el alumno observe los cambios químicos que ocurren al calentar un material teromplástico y un material termoestable, y con lo aprendido hasta ahora, proponga una explicación molecular a los fenómenos observados.  

Objetivos de aprendizaje:

• Que el alumno comprenda la diferencia macroscópica entre un material teroplástico y un termoestable. 
• Que el alumno relacione el modelo molecular de polímeros lineales y entrecruzados con la propiedad macroscópica de ser termoplástico y termoestable. 

Material requerido:

• Computadora con videocámara y proyector.
• Una bolita de aproximadamente 5 gramos de resina epóxica (plastiloka) ya moldeada y endurecida. 
• Un trozo de PET de 2 x 2 cms recortado de una botella de plástico.
• Una botella de PET limpia y seca.
• Dos cucharas metálicas
• Un mechero de alcohol, un mechero de bunsen, o una veladora.
• Lentes de seguridad

Descripción de la actividad:

El profesor comenzará la clase mostrando dos materiales, uno termoplástico y uno termoestable, y a través de preguntas y una práctica de mostrativa que consiste en calentar cada uno de los materiales, orientará a los alumnos a seleccionar el modelo molecular más razonable que explica las propiedades de los materiales estudiados.

Nota: Al final de la sesión, permitir a los alumnos que lean la actividad 8, y darles tiempo para que se organicen apropiadamente para realizar  grupalmente la investigación documental que se solicita en la actividad. El profesor entregará una hoja impresa con los lineamientos de la siguiente actividad. Esta actividad les brinda la oportunidad a los alumnos de ejercer la comunicación como herramienta para organizarse apropiadamente. El profesor debe ser cuidadoso en guiar a los alumnos para el cumplimiento de este objetivo y por ningún motivo debe intervenir en la comunicación global de los objetivos. Debe estar al pendiente de cómo los estudiantes se comunican entre sí, de cómo se organizan y de cómo distribuyen el trabajo, procurando justicia y equidad. 

Desarrollo de la actividad:

El profesor comenzará la actividad mostrando la botella de PET a los alumnos, preguntando:

• ¿Qué es esto?
• ¿De qué material está hecho?
• ¿Será un polímero? ¿por qué?
• ¿Será un plástico? ¿por qué?
• ¿Será posible procesar esta botella para moldearla de otra forma?
• ¿Cómo?

Posteriormente el profesor mostrará la bolita de resina epóxica, indicará a los alumnos su identidad y obtención, y comenzará la discusión con las mismas preguntas que en el caso anterior. 

• ¿Qué es esto?
• ¿De qué material está hecho?
• ¿Será un polímero? ¿por qué?
• ¿Será un plástico? ¿por qué?
• ¿Será posible procesar esta esferita para moldearla de otra forma?
• ¿Cómo?

En este caso no es necesario que los alumnos contesten con precisión la identidad material de la resina. Basta con que quede claro que se trata de una resina epóxica cuya formulación está patentada y procura ser secreto del fabricante. 

Ya concluida la discusión, el profesor indicará que la actividad experimental-demostrativa que va a realizar debe llevarse a cabo con mucha precaución, y que en caso de querer ser reproducida por los alumnos, se deberán tomar especiales precauciones en el desarrollo del experimento, resaltando la importancia de proteger todo el cuerpo, en particular los ojos.

El profesor preparará la computadora, la videocámara y el proyector de tal manera que se proyecte a todo el grupo la realización del experimento. Se debe asegurar que la transmisión es clara y está bien enfocada.

Se tomará un trozo de PET de 2 x 2 cm y se les indicará a los alumnos que se trata de un pedazo de botella recortado. Colocarlo sobre la cuchara, y acercarla a la flama del mechero o la veladora manteniendo una distancia de aproximadamente 2 cm entre la última parte visible de la flama y la parte inferior de la cuchara. Mantener así el tiempo necesario hasta que el material se funda. Cuando esto ocurra, con un palillo de brocheta, manipular el material haciendo hilos y deformándolo manteniendo siempre el contacto con la cuchara. Mantener cerca del fuego hasta que el material comience a chamuscarse. En este momento debe ser retirado del fuego y la cuchara debe ser colocada en un lugar seguro en donde pueda enfriarse sin causar daños.

Posteriormente, con otra cuchara, repetir el procedimiento anterior utilizando la bolita de plastilina epóxica. Mantener la cuchara con la pelotita cerca del fuego a 2 centímetros de la última parte visible de la flama y mantener ahí hasta que la bolita comience a chamuscarse, momento en el cual debe ser retirada de la flama y colocada en un lugar seguro en donde pueda enfriarse sin causar daños.

Resaltar a los alumnos que la pelotita no pudo ser fundida, puesto que la plastilina epóxica se trata de un material termoestable, que una vez moldeado no puede volverse a moldear nuevamente bajo los efectos del calor. El profesor indicará que el PET es un material termoplástico que por el efecto del calor, se puede deformar para volver a ser moldeado nuevamente. 

Proyectar a los alumnos la diapositiva única de la POL07.pptx, en donde se muestra el modelo de un polímero lineal y uno entrecruzado. Indicar que uno de los dos modelos representa al termoplástico y el otro al termoestable. Pedir a los alumnos que discutan en parejas cuál de los modelos moleculares planteados representa a un termoplástico y cuál a un termoestable.  Brindar a los alumnos el tiempo suficiente para que lleguen a una conclusión con su pareja, y luego hacer la retroalimentación correspondiente. 

Trabajo extraclase:
Terminada la sesión, pedir a los alumnos que de tarea, investiguen, de los siguientes materiales cuyas siglas están enlistadas a continuación, si se trata de un termoplástico o un termoestable. Investigar el nombre o nombres de los monómeros que conformal a cada uno de los polímeros, e indicar si fueron obtenidos por reacciones de adición o condensación. 

• PET
• HDPE
• PVC
• LDPE
• PP
• PS