Análisis del tipo de poliol en espumas de poliuretano para piel integral soplada con agua

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(1)IQ-2002-2-10. Análisis del tipo de Poliol en espumas de Poliuretano para piel integral soplada con agua.. Por. Heinrich Kobold. Proyecto de Grado. Director Miguel W. Quintero Ingeniero Químico. Universidad de los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Química Bogota, D.C. 2002. I.

(2) IQ-2002-2-10. Autorizo a la Universidad de los Andes a reproducir esta tesis por fotocopiado o por otros medios, total o parcialmente, a solicitud de otras personas o individuos para el propósito de investigación académica.. II.

(3) IQ-2002-2-10. AGRADECIMIENTOS. Expreso mis agradecimientos a: Miguel Quintero, director del proyecto de grado. ESPUMLATEX Centro de Innovación tecnológica (CITEC) y a sus trabajadores del área de polímeros, especialmente a Josué Ramírez. Camila Salamanca, por su colaboración. Mis compañeros.. III.

(4) IQ-2002-2-10. A mi familia. IV.

(5) IQ-2002-2-10. RESUMEN. El objetivo principal del presente proyecto es encontrar una formulación adecuada que permita que la sustitución de HCFC 141b por agua no altere las características de las espumas utilizadas para la producción de pieles integrales. En el proceso se analizan los efectos del tipo de poliol en la formulación de espumas de poliuretano para piel integral sopladas con agua. Para tal fin se retomó inicialmente la formulación propuesta por D. Segura en su tesis de grado y se varió el contenido de agua, hasta alcanzar una formulación en la cual la densidad moldeada fuera igual a la de una espuma soplada con HCFC 141b, es decir, alrededor de 400 kg/m3. Una vez alcanzada esta primera meta se prosiguió a hacer el plan de diseño de experimentación que daría como resultado 9 formulaciones diferentes, en las cuales se combinaron 5 polioles, cada uno con funcionalidades entre 2 y 3, y se dejaron iguales las proporciones de los demás elementos involucrados en la formulación. El propósito de realizar este diseño es lograr identificar los factores que mayor influencia tienen sobre las espumas, hallando que las formulaciones con mejores resultados son la número 8 y la número 9. Sin embargo, tras hacer un análisis exhaustivo de los resultados no se encontró una formulación que represente un perfecto substituto para la formulación mezclada con HCFC 141b, ya que, si bien las espumas producidas pueden remplazar por separado ciertas propiedades físicas tales como tensión,. V.

(6) IQ-2002-2-10. elongación, desgarre y dureza a 1 y 30 segundos, no existe ninguna que cumpla con todas las características simultáneamente.. VI.

(7) IQ-2002-2-10. TABLA DE CONTENIDO. RESUMEN…………………………………………………………………………..V INTRODUCCION……………………………………………………………………9 I. OBJETIVO Y PROCEDIMIENTO……………………………………………...12 I.1. Objetivo…………………………………………………………………12 I.2. Procedimiento………………………………………………………….12 II. MARCO TEORICO……………………………………………………………..14 II.1. Espumas de poliuretano para piel integral ………………………..14 II. 2. Aplicaciones………………………………………………………….16 II.3. Formulación y materias primas……………………………………..16 III. EXPERIMENTACION…………………………………………………………21 III.1. Procedimiento de elaboración de placas………………………….21 III.2. Procedimiento de evaluación………………………………………26 IV. DISEÑO EXPERIMENTAL…………………………………………………...29 IV.1.Numero de observaciones…………………………………………..29 IV.2. Orden de la experimentación………………………………………30 V. RESULTADOS………………………………………………………………….31 V.1. Presentación de datos……………………………………………….31 V.2. Comparación agua Vs. HCFC 141b………………………………..34 VI. ANALISIS DE RESULTADOS………………………………………………..36 VI.1. Error experimental……………….................................................37 VI.2. Pruebas de hipótesis……………………………………………….37. VII.

(8) IQ-2002-2-10. VI.3. Comprobación del supuesto de normalidad de los errores……..38 VI.4. Análisis………………………………………………………………..39 VI.4.1. Análisis de significancia…………………………………..39 VI.4.2. Análisis de efectos principales…………………………...40 CONCLUSION.....................................................................................43 BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………….45 ANEXO 1……………………………………………………………………47 ANEXO 2……………………………………………………………………51 ANEXO 3……………………………………………………………………53 ANEXO 4……………………………………………………………………55 ANEXO 5……………………………………………………………………57 ANEXO 6……………………………………………………………………59 ANEXO 7……………………………………………………………………61. VIII.

(9) IQ-2002-2-10. INTRODUCCIÓN. Múltiples empresas alrededor del mundo, desde las últimas décadas, han venido utilizando agentes soplantes como los CFCs (clorofluorocarbonos) y HCFCs (hidroclorofluorocarbonos) para la producción de espumas de poliuretano para piel integral debido a las excelentes propiedades y a la estructura característica de piel que se logra. Sin embargo, este método conlleva a la degradación de la capa de ozono, por lo cual la comunidad científica alrededor del mundo ha venido reconsiderando el uso de estas sustancias, y se han realizado múltiples esfuerzos para encontrar mecanismos de control frente a su producción y su consumo. Es así como, las negociaciones han venido evolucionando desde 1981 con el programa ambiental de las Naciones Unidas (UNEP), hasta la firma en 1987 del acuerdo internacional que marcó un hito: el Protocolo de Montreal. La participación de Colombia en el Protocolo se definió a partir de la presentación del Programa País (PP) a través del cual es aceptado como un país perteneciente al artículo 5 del Protocolo de Montreal adhiriéndose a los beneficios y compromisos que esto implica. El documento hace un análisis sobre los niveles de consumo de SAOs (Sustancias Agotadoras de Ozono) en los diferentes sectores industriales y establece las políticas y los planes de acción para la eliminación del consumo de estas sustancias [7].. 9.

(10) IQ-2002-2-10. Es importante que cada nación persiga rápidamente este objetivo para asegurar el éxito global, por lo mismo, las decisiones de inversión de hoy, que tendrán consecuencias a futuro, deben tener como prioridad las cuestiones ecológicas y medioambientales aparte de las consideraciones técnicas y comerciales. Para tal fin el progreso tecnológico en los nuevos procesos de fabricación y aplicaciones será el principal garante de que aumente la comodidad, el nivel de vida y se proteja y mejore la calidad de nuestro ambiente. Es por esto que, desde que se sospecha que los CFCs y HCFCs han sido responsables de causar la destrucción de la capa de ozono, los fabricantes de materias primas para la producción de poliuretano, han cooperado en conjunto con los fabricantes de CFCS y HCFCs para llevar a cabo acciones para colaborar en la reducción de su empleo tan rápido y radicalmente como sea posible. Lamentablemente, hasta el momento no hay ningún reemplazo ideal para CFCs y HCFCs en la fabricación de espumas flexibles de poliuretanos ya que la escogencia bien sea de materiales solos o combinados con otros, varía según el uso que se haga de la espuma de poliuretano en cuestión. Es por esto, por ejemplo, que la empresa ESPUMLATEX viene desde tiempo atrás buscando la forma de soplar espumas con agentes que no agraven el problema de la capa de ozono, este trabajo constituye entonces un paso importante en el cumplimiento de las metas fijadas en el protocolo.. 10.

(11) IQ-2002-2-10. Por tanto, el objetivo del presente proyecto es colaborar en encontrar una formulación adecuada que permita la sustitución del agente soplante HCFC 141b (o también llamado R-141b) por agua, para la producción de espumas de poliuretano para piel integral que tengan las mismas características (tensión, elongación, desgarre y dureza) que las espumas producidas con HCFC 141b. Para tal fin, se procederá a analizar diferentes tipos de combinaciones entre cantidades de agua y de polioles, manteniendo constantes el isocianato, los surfactantes y el catalizador, entre otros. El procedimiento retoma las bases de proyectos anteriores ya iniciados y pretende llegar a una respuesta más precisa.. 11.

(12) IQ-2002-2-10. I. OBJETIVO Y PROCEDIMIENTO. I.1. Objetivo. El objetivo principal del presente proyecto es evaluar el efecto del tipo de poliol para encontrar una formulación adecuada que permita que la sustitución de HCFC 141b por agua no altere las características de las espumas utilizadas para la producción de pieles integrales, es decir, la tensión, elongación, desgarre y dureza, entre otras.. I.2. Procedimiento. El procedimiento de la investigación se basa en los siguientes puntos principales: •. Investigación bibliográfica.. •. Familiarización con los equipos.. •. Procedimiento de experimentación. o Preparación de la fórmula. o Preparación del molde. o Llenado del molde y posterior desmolde. o Limpieza e inspección de la placa.. •. Procedimiento de evaluación.. 12.

(13) IQ-2002-2-10. o Preparación de probetas. (Pruebas de tensión, elongación desgarre). o Medición de las propiedades. (Pruebas de tensión, elongación desgarre y dureza). o Evaluación de las propiedades. •. Plan de experimentación. Se elabora una preparación experimental con base al diseño de experimentos. Para tal fin, se hará una combinación de dos factores: la razón entre los polioles 1 y 3 y el tipo de extendedores de cadena (polioles 4 y 5), con tres niveles cada uno. Esto constituye un total de 9 formulaciones con su respectivo duplicado.. •. Análisis de resultados. Con los datos obtenidos de las pruebas anteriores se evalúa si la formulación es adecuada o no.. •. Conclusiones.. 13.

(14) IQ-2002-2-10. II. MARCO TEORICO. II.1. Espumas de poliuretano de piel integral.. Tal como lo sugiere la teoría, es posible producir partes moldeadas con un centro celular de baja densidad y superficie sólida de alta densidad. Esto se logra balanceando simultáneamente todas las reacciones que ocurren en el proceso de formación de la espuma, ajustando la temperatura del molde, ajustando el tipo y cantidad de agente soplante y ajustando el factor de empaquetamiento. Como las dos partes, centro celular y superficie sólida, están hechas del mismo material como una parte integral y en una misma operación, reciben el nombre de Espumas Integrales [6]. La piel integral se forma cuando se hace reaccionar una mezcla de polioles con isocianato en moldes metálicos cerrados y precalentados. La formación de la piel depende esencialmente de la interacción entre la temperatura y la presión dentro del molde. Debido a la conducción térmica del molde y el incremento de la presión, la piel es formada por la condensación del agente soplante cerca de la pared del molde [6]. Cuando se utiliza agua como único agente soplante en la producción de espumas, la formación de piel de las piezas producidas está afectada solamente por la reacción de polimerización y la reacción de soplado. La piel integral producida en estos casos es escasa, delgada y de baja calidad debido a su poca durabilidad.. 14.

(15) IQ-2002-2-10. La. formación. de. espumas. de. poliuretano. flexibles. depende. fundamentalmente de dos reacciones, la primera, cuando reacciona el isocianato con el agua formando urea y CO2 (elemento que es realmente el agente soplante) generando una espuma con celdas abiertas, y la segunda, cuando reaccionan los polioles con el isocianato produciendo poliuretano. La primera reacción es llamada reacción de soplado y la segunda es llamada de gelación.. A continuación se presentan las principales reacciones que ocurren en el proceso de formación de la espuma [6].. •. Agua + Isocianato. Amina + Dióxido de Carbono (CO2). •. Amina + Isocianato. Urea. •. Poliol + Isocianato. Poliuretano. •. Urea + Isocianato. Biuret. •. Uretano + Isocianato. Alofanatos. Todas estas reacciones son exotérmicas. Los Biuret y los alofanatos proporcionan un entrecruzamiento a la estructura de la espuma. Para profundizar más sobre el tema se pueden consultar [2] [6] [11].. 15.

(16) IQ-2002-2-10. II.2. Aplicaciones. La aplicación de las espumas de poliuretano de piel integral depende del uso que se les vaya a dar, variando las características de sus propiedades. Estas se utilizan por lo general en la industria automotriz para la fabricación de las palancas de cambios y timones. Sus propiedades le hacen dar suavidad al tacto, resistencia a la abrasión y al agrietamiento y parecerse al cuero. También se utiliza para la fabricación de apoya-codos, tiradores, apoyacabezas, y en general, piezas acolchadas como asientos para oficina y cafetería [2] [6] [10].. II.3. Formulación y materias primas. Una formulación característica para la fabricación de espuma de piel integral de poliuretano consta de varios elementos, las características de las espumas dependen de la cantidad que haya de estos. A continuación se presenta una formulación típica.. 16.

(17) IQ-2002-2-10. Componente. Partes por peso. Polioles. 100. Extendedores de cadena. 5-30. Reticulantes (Cross linkers). 1-10. Catalizadores. 0.1-2.0. Pigmentos, Estabilizadores. 0-10. Agente soplante: HCFC 141b. 2-4. Pentano. 4-6. Agua. 0.3-0.6. Isocianato. 80-100. Tabla 1. Elementos de una formulación típica para espumas de piel integral de poliuretano. El poliuretano es el producto de la reacción entre dos sustancias, la primera llamada poliol y la segunda llamada isocianato, pero también aparte de estas, es necesario utilizar ciertos aditivos que se premezclan con el poliol y que constituyen la formulación. Estos aditivos proporcionan características especiales a la espuma que se va a producir. Los componentes de una formulación son los siguientes:. Poliol: Compuesto polihidroxilado con determinadas propiedades que influyen sobre el producto final [6]. Es el producto de la reacción de un. 17.

(18) IQ-2002-2-10. iniciador y óxido de propileno o etileno y tiene 2 propiedades fundamentales que influyen decisivamente sobre el producto final: su peso molecular y su funcionalidad. Por funcionalidad se entiende el número de sitios reactivos por molécula. De allí que sea muy común en uretanos hablar de: •. Díoles: Polioles de funcionalidad 2 ampliamente utilizados en elastómeros y revestimientos [6].. •. Tríoles: Polioles de funcionalidad 3 generalmente utilizados en la fabricación de espumas flexibles (colchones, almohadas, etc.). •. Tetraoles a Octaoles: Polioles de funcionalidad 4 a 8 utilizados en la fabricación de espuma rígidas.. Agentes extendedores de cadena o de entrecruzamiento: Los agentes de entrecruzamiento son moléculas reactivas de cadena corta que ayudan a la formación de segmentos duros y modifican las propiedades de la espuma. Es común el uso de glicoles como 1,4 butanodiol y el etilenglicol. En las aplicaciones en las que se requieren espumas suaves se utilizan dioles. Las diaminas ayudan a formar una piel dura e incrementan la velocidad de curado del polímero. Algunos agentes extendedores ayudan a incrementar el módulo de la espuma sin presentar una pérdida en la resistencia al desgarre.. Isocianato: Son compuestos que tienen en su estructura el grupo -N=C=0 siendo los más comunes el TDI (Diisocianato de Tolueno), el MDI. 18.

(19) IQ-2002-2-10. (Diisocianato de Difenil Metano) y prepolímeros de ambos utilizados ampliamente en la producción de poliuretano. El uso de polioles e isocianatos altamente funcionales permite controlar el balance entre las reacciones de soplado y gelación [6] [10]. Las estructuras químicas del TDI y del MDI son las siguientes:. Figura 1. Estructuras químicas del TDI y MDI.. Agua: El agua reacciona con el isocianato y produce dióxido de carbono, este es un gas que expande toda la masa reactiva y la transforma en espuma. También el agua reacciona con isocianato, haciendo que la espuma resultante sea más dura y por ende aumente la resistencia al desgarre de las espumas resultantes. Entre mayor sea el contenido de agua menor va a ser la densidad de la espuma producida.. Catalizadores: Promueven la reacción del isocianato con poliol así como la reacción del isocianato con agua y son parte fundamental de la formulación, ya que permiten ajustar la reactividad de acuerdo con la necesidad del proceso.. Los. mas. comúnmente. utilizados. son. aminas. o. sales. 19.

(20) IQ-2002-2-10. organometálicas. Estos canalizan las reacciones de uretano-urea, uretanoisocianato e isocianato-isocianato. Estas reacciones tienen un papel importante en las propiedades físicas de la espuma y en el procesamiento de ésta. Surfactantes o siliconas: Actúan como agente de control en la formación de las celdas de espuma y como optimizadores de la mezcla ya que disminuyen la tensión superficial de los productos que reaccionan.. Agente soplante: Es un elemento inerte que se agrega premezclado con el poliol y que utiliza el calor de la reacción para evaporarse y así incrementar el volumen de la sustancia y generar una espuma. Anteriormente se utilizaba CFC-11, pero a partir de los años 80, debido a su potencial de agotamiento de la capa de ozono, se ha venido reemplazando por HCFC 141b, HFC 134a, pentano, tricloroetano, agua entre otros.. Otros: Pasta de pigmentos, estabilizadores de color para retardar el amarillamiento, retardantes de llama, desmoldeantes, etc. [6]. 20.

(21) IQ-2002-2-10. III. EXPERIMENTACIÓN. III.2. Procedimiento de elaboración de placas. A continuación se presenta el método utilizado en la experimentación y las diferencias entre una espuma de piel integral soplada con R-141b y una espuma soplada con agua. Como sistema de referencia se tomó una formulación para espumas de piel integral producida por ESPUMLATEX soplada con R-141b. Para comenzar la experimentación se tomó la formulación hecha por D. Segura y se ajustó la cantidad de agua, sin variar el índice ni los demás elementos, hasta alcanzar la misma densidad moldeada que en el sistema de referencia, es decir, una densidad de alrededor de 400 Kg/m3. Las tablas 4 y 5 nos permiten ver las formulaciones del sistema de referencia y del sistema de D. Segura [9] con el contenido de agua ajustado respectivamente.. Componente. Partes. POLIOL 1. 35.00. POLIOL 2. 11.00. POLIOL 3. 19.00. POLIOL 4. 6.70. POLIOL 5. 0.75. 21.

(22) IQ-2002-2-10. CATALIZADOR. 0.68. ADITIVO. 9.00. SURFACTANTE. 1.20. AGUA. 0.00. HCFC 141B. 8.5. Tabla 4. Formulación del sistema de referencia.. Componente. Partes. POLIOL 1. 35.00. POLIOL 2. 11.00. POLIOL 3. 19.00. POLIOL 4. 6.70. POLIOL 5. 0.75. CATALIZADOR. 0.68. ADITIVO. 9.00. SURFACTANTE. 1.20. AGUA. 0.4. HCFC 141B. 0.00. Tabla 5. Formulación inicial del proyecto.. 22.

(23) IQ-2002-2-10. A medida que se va disminuyendo el contenido de agua en la formulación, la densidad moldeada de la espuma resultante va aumentando así como su dureza. Esto es debido a que hay menos producción de CO2 y por ende la espuma no se expande tanto y no se rebosa del molde. El fenómeno puede apreciarse mejor en la gráfica de la figura 2. Por esto, en la experimentación se disminuyó el contenido de agua hasta alcanzar la densidad moldeada deseada. 450. Densidad moldeada Kg/m 3. 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0. 0,2. 0,4. 0,6. 0,8. 1. 1,2. 1,4. Partes de agua por cien partes de poliol en sistema referencial. Figura 2. Variación de la densidad moldeada Vs. La cantidad de agua en la formulación. Una vez alcanzada la densidad moldeada deseada, para la elaboración de las placas se siguió el método desarrollado por M. Reyes [8]. Este procedimiento consta de los siguientes pasos:. 23.

(24) IQ-2002-2-10. 1. Preparación de la formulación: La mezcla se compone de polioles, catalizadores, extendedores de cadena, un surfactante y el agente soplante, en este caso es el agua. 2. Limpieza y preparación del molde: El molde se prepara, se precalienta a 45ûC y se le aplica desmoldeante para que la placa no se le pegue. 3. Mezcla de los componentes de la formulación: En un recipiente se vierte primero la formulación previamente preparada y posteriormente el isocianato de acuerdo al índice de reacción entre estos. Enseguida se mezclan con un agitador durante unos 8 segundos a 3000 rpm para asegurar la homogeneidad de la mezcla. 4. Llenado del molde: Se vierte la totalidad de la mezcla en el punto central del molde y se cierra el molde antes de que se desborde el contenido. 5. Desmolde de la pieza: Después de 5 minutos se abre el molde y se retira la pieza. Si la placa está muy adherida al molde se puede utilizar una pala de madera para no dañar ni la placa ni el molde. 6. Limpieza de la placa: Con un bisturí se cortan los bordes que sobresalen de la placa. 7. Toma de datos: Cuando la pieza ya está terminada, se pesa y luego se extraen las probetas para medirle las propiedades mecánicas de tensión, elongación, desgarre y dureza según las normas ASTM D412, ASTM D-624 y ASTM D-2240 [12] respectivamente.. 24.

(25) IQ-2002-2-10. La densidad se mide tomando el peso de la placa sobre el volumen del molde (19.8 cm*19.8 cm*1cm = 392.04 cm3).. Cabe anotar que las condiciones de trabajo bajo las cuales se llevó a cabo el anterior procedimiento fueron las siguientes:. Mezcla Velocidad del mezclador (rpm). 3000. Temperaturas (ºC) Laboratorio. 20. Mezcla de Polioles. 20. Isocianato. 20. Molde. 45. Cantidad por placa (gr). 180. Tiempos Tiempo de mezclado (s). 8. Tiempo de cerrado del molde (s). 40 aproximadamente. Tiempo de desmolde (min). 5. Tabla 6. Método de moldeo de espumas de poliuretano.. Además, las características de los polioles y del isocianato utilizados para la experimentación fueron:. 25.

(26) IQ-2002-2-10. Número de Poliol. Peso Equivalente. Funcionalidad. Característica OH. Poliol 1. 1650.00. 3. 34. 3. 21. Triol capeado Copolimérico. Poliol 2 Poliol 3 Poliol 4 Poliol 5. 2671.43. SAN. 2003.57 31.00 45.00. 3. 28. Triol capeado. 2. --. Extendedor de. 2. --. cadena. Tabla 7. Características de los polioles. Isocianato Mezcla de isociantos. Peso Equivalente 134.30. Funcionalidad < 2.7. Tabla 8. Características del isocianato.. III.2. Procedimiento de evaluación.. Una vez elaboradas las placas de espuma, se procede a troquelarlas para extraer las probetas para las pruebas de Tensión y Elongación y para la prueba de Desgarre, según las normas ASTM D-412 y ASTM D-624 respectivamente. Las pruebas de Dureza a 1 y 30 segundos se hacen. 26.

(27) IQ-2002-2-10. directamente sobre las placas, utilizando un durómetro siguiendo la norma ASTM D-2240 [12]. A todas las probetas sacadas se les mide el ancho y el espesor para después introducir estos datos en la estimación de las propiedades mecánicas. Para medir las propiedades de tensión y elongación y las propiedades de desgarre se utilizó la máquina de ensayos universales SINTECH.. Las anteriores propiedades mecánicas están definidas como: •. Densidad: Es una medida de masa por unidad de volumen, normalmente se expresa en libras por pie cúbico (pcf) o en kilogramos por metro cúbico (kg/m3). La densidad determina la aplicación y el desempeño de la pieza.. •. Resistencia a la tensión: Es una prueba que mide la resistencia de la muestra bajo tensión. La fuerza requerida en el punto de ruptura es la resistencia a la tensión de la muestra. Los resultados se reportan por lo general en libras por pie cuadrado (psi) o en Pascales (Pa) y permiten tener una idea de la elasticidad de la espuma.. •. Porcentaje de elongación: Es el porcentaje de alargamiento producido de la muestra desde su largo original hasta la ruptura de esta.. 27.

(28) IQ-2002-2-10. •. Resistencia al desgarre: Es una medida de la fuerza requerida para continuar un rasgón en una espuma después de una fractura o de una rotura. Esta característica es importante en la determinación de la conveniencia de la espuma en los usos donde el material se cose, se sujeta con grapas, o se ancla de otra manera a un substrato sólido.. •. Dureza: Se mide a 1 y 30 segundos. Es un método basado en el grado de penetración de un indentor en el material. La dureza depende del módulo de elasticidad del material.. 28.

(29) IQ-2002-2-10. IV. DISEÑO EXPERIMENTAL. IV.1 Número de observaciones. Con el fin de definir el número de observaciones, se especificaron dos factores cada uno con tres niveles para la experimentación. Los factores definidos fueron los siguientes: A: El tipo de extendedores de cadena utilizado ya sea el denominado poliol 4 o el 5 o la mezcla de los dos. B: La razón entre los polioles 1 y 3 dejando el poliol 2 constante Una vez decididos los factores y sus niveles, el esquema queda establecido como un diseño factorial de dos factores con tres niveles, dando como resultado 9 corridas: es un diseño factorial 32. En la tabla 2 se resume el esquema experimental. Factores. Niveles Mezcla de los polioles 4 y 5. A: Tipo de extendedor de Sólo poliol 4 cadena Sólo poliol 5 65/35 B: Razón entre polioles 50/50 1y3 35/65 Tabla 2. Factores y niveles en el diseño experimental.. 29.

(30) IQ-2002-2-10. IV.2. Orden de la experimentación. Dado que el diseño es de 9 corridas (32) y para cada una de las 9 corridas se produjeron 4 placas se estableció para la experimentación el siguiente orden:. Corrida. Factor A. Factor B. 1. 65/35. Mezcla. 2. 50/50. Mezcla. 3. 35/65. Mezcla. 4. 65/35. Sólo poliol 4. 5. 50/50. Sólo poliol 4. 6. 35/65. Sólo poliol 4. 7. 65/35. Sólo poliol 5. 8. 50/50. Sólo poliol 5. 9. 35/65. Sólo poliol 5. Tabla 3. Orden de la experimentación.. Para cambiar el extendedor de cadena se tuvo en cuenta que se mantuviera constante el peso equivalente promedio del poliol.. 30.

(31) IQ-2002-2-10. V. RESULTADOS. V.1. Presentación de datos. Los resultados representan los datos obtenidos del análisis de las pruebas mecánicas realizadas a las diferentes placas y probetas anteriormente citadas. Estos se encuentran de manera detallada en el anexo 1. Las tablas 9 y 10 muestran el resumen de los mismos.. MEDIA DESVEST VARIANZA %COEF VARIACION. CORRIDA TENSION ELONGACION DESGARRE DUREZA DUREZA (MPa) (%) (N/mm) 1s 30s 1.595 71.125 5.346 57.000 45.000 0.115 6.087 0.701 2.160 3.559 Con 141b 0.013 37.052 0.491 4.667 12.667 7.186. 8.558. 13.108. 3.790. 7.909. Tabla 9. Resultados con 141b. CORRIDA. TENSION. ELONGACION. DESGARRE. DUREZA. DUREZA. (MPa). (%). (N/mm). 1s. 30s. MEDIA. 1.886. 46.704. 5.376. 67.875. 57.750. DESVEST. 0.161. 4.830. 0.914. 1.702. 1.323. 0.026. 23.330. 0.836. 2.896. 1.750. 8.521. 10.342. 17.003. 2.507. 2.291. VARIANZA. 1. %COEF VARIACION. 31.

(32) IQ-2002-2-10. MEDIA. 1.661. 43.617. 5.063. 67.500. 56.875. DESVEST. 0.075. 6.748. 0.733. 0.913. 0.750. 0.006. 45.531. 0.538. 0.833. 0.563. 4.486. 15.470. 14.488. 1.352. 1.319. MEDIA. 2.512. 46.173. 5.718. 67.250. 56.625. DESVEST. 1.350. 7.703. 0.472. 1.190. 0.854. 1.823. 59.331. 0.222. 1.417. 0.729. 53.757. 16.682. 8.248. 1.770. 1.508. MEDIA. 1.680. 40.772. 4.607. 65.125. 54.875. DESVEST. 0.207. 6.364. 0.600. 2.097. 3.326. 0.043. 40.504. 0.361. 4.396. 11.063. 12.310. 15.609. 13.033. 3.219. 6.061. MEDIA. 1.913. 43.267. 5.866. 68.875. 59.625. DESVEST. 0.509. 7.747. 0.836. 1.493. 1.702. 0.259. 60.013. 0.699. 2.229. 2.896. 26.588. 17.905. 14.257. 2.168. 2.854. VARIANZA. 2. %COEF VARIACION. VARIANZA. 3. %COEF VARIACION. VARIANZA. 4. %COEF VARIACION. VARIANZA. 5. %COEF VARIACION. 32.

(33) IQ-2002-2-10. MEDIA. 1.822. 43.417. 5.137. 68.250. 58.625. DESVEST. 0.287. 5.190. 0.477. 2.102. 2.056. 0.083. 26.934. 0.228. 4.417. 4.229. 15.776. 11.953. 9.292. 3.079. 3.508. MEDIA. 1.742. 50.719. 4.774. 61.875. 48.750. DESVEST. 0.242. 8.969. 0.519. 3.660. 3.279. 0.059. 80.442. 0.269. 13.396. 10.750. 13.916. 17.684. 10.872. 5.915. 6.726. MEDIA. 1.635. 50.632. 4.932. 62.000. 50.000. DESVEST. 0.195. 10.276. 0.485. 3.240. 2.483. 0.038. 105.598. 0.235. 10.500. 6.167. 11.954. 20.296. 9.832. 5.226. 4.967. VARIANZA. 6. %COEF VARIACION. VARIANZA. 7. %COEF VARIACION. VARIANZA. 8. %COEF VARIACION. 33.

(34) IQ-2002-2-10. MEDIA DESVEST VARIANZA %COEF VARIACION. 9. 1.864. 54.695. 4.576. 51.500. 45.125. 0.152. 4.987. 0.535. 14.024. 1.797. 0.023. 24.871. 0.287. 196.667. 3.229. 8.143. 9.118. 11.702. 27.231. 3.982. Tabla 10. Resumen de los resultados. V.2. Comparación agua Vs. HCFC 141b. Al efectuar un análisis estadístico para comparar los resultados obtenidos con la formulación con HCFC 141b y las diferentes formulaciones con agua, podemos concluir cuales son las deficiencias de cada una de las formulaciones propuestas en este proyecto. En efecto, el anexo 2 nos permite ver que, para las diferentes formulaciones, la media de la tensión obtenida en las placas es generalmente mayor a la media obtenida con R141b. La más cercana al resultado que queremos obtener es la formulación 8, con una varianza de 0,038. En cuanto al porcentaje de elongación, los resultados obtenidos en todas las formulaciones se alejan demasiado de la media de elongación obtenida con R-141b. Por lo cual, hay que tener en cuenta especialmente los factores que puedan mejorar esta propiedad. Para la propiedad de desgarre, los resultados sí resultan ser más aproximados a los de HCFC 141b por cuanto alcanzamos resultados aun. 34.

(35) IQ-2002-2-10. más cercanos a la media obtenida en la formulación con agua como por ejemplo en el caso de la formulación 1. En cuanto a dureza a 1 y 30 segundos también encontramos que generalmente las medias obtenidas son mayores a las de la formulación con R-141b, siendo las formulaciones 7 y 9 las más cercanas a la dureza media obtenida en la formulación con R-141b. Por lo mismo, una mejor formulación sería aquella que iguale todas las propiedades anteriormente citadas. En el análisis de los resultados se intentará proponer una formulación con estas características.. 35.

(36) IQ-2002-2-10. VI. ANALISIS DE RESULTADOS. Para una mejor comprensión de los resultados es importante recordar cuáles son los parámetros en el modelo de análisis de varianza para el diseño propuesto así como el modelo estadístico utilizado. En cuanto a los parámetros tenemos: Ai: Tipo de extendedor de cadena; i=1,2,3 Bj: Razón entre polioles; j=1,2,3 (AB)ij : efecto de la interacción entre A y B µ: efecto medio general ε ijk : error aleatorio Donde se asume que ambos factores son fijos y que los efectos de tratamientos se definen como desviaciones de la media general, por lo cual ΣAi= 0 y Σ Bj= 0. Así mismo, se supone que los efectos de interacción son fijos, es decir,. Σ(AB)ij = 0 [1] [5].. Tenemos entonces el siguiente arreglo general del diseño factorial de dos factores: FACTOR B. Y111 y112. y121 y122. y131 y132. Y211 y212. y221 y222. y231 y232. Y311 y312. y321 y322. y331 y332. FACTOR A. Figura 2. Arreglo de diseño factorial de dos factores con una replica. 36.

(37) IQ-2002-2-10. Donde, para Yijk, i representa el nivel del primer factor (A), j representa el nivel del segundo factor (B) y k el número de la réplica. El modelo estadístico lineal utilizado es entonces el siguiente: Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + εijk. VI.1. Error experimental. Para calcular la variancia del error experimental se utilizaron los datos obtenidos de los duplicados de cada una de las formulaciones. El error se calcula con la formula siguiente:. S2 = Σ si2 * ni Σ ni Donde S2 es la varianza y n el número de observaciones.. VI.2. Pruebas de Hipótesis. Dado que en un diseño factorial de dos factores, tanto los factores de renglón (Factor A) como de columna (Factor B) tienen la misma importancia, es interesante realizar pruebas de hipótesis referentes a la igualdad de los. 37.

(38) IQ-2002-2-10. efectos de tratamiento de renglón y la igualdad de tratamientos de columna así como si existe o no interacción entre los dos [5]. Para tal fin, y a partir de la anterior definición de los modelos estadísticos, las pruebas de hipótesis correspondientes son:. 1. Igualdad de los efectos a los diferentes niveles del tipo de extendedor de cadena H0: A1 = A2 = A3 = 0 H1: Al menos un Ai ≠ 0. 2. Igualdad de los efectos a los diferentes niveles de razón entre polioles H0: B1 = B2 = B3 = 0 H1: Al menos un Bj ≠ 0. 3. Interacción entre polioles y tipo de extendedor de cadena H0: (AB)ij = 0 para toda i,j H1: Al menos un (AB)ij ≠ 0. VI.3. Comprobación del supuesto de normalidad de los errores. Antes de poder adoptar las conclusiones es preciso verificar si el modelo supuesto es adecuado. Por lo que, como un primer paso, se hizo un análisis del comportamiento de los residuales, en especial se espera verificar que. 38.

(39) IQ-2002-2-10. estos se comportan como ruido blanco, es decir, que su media es cero y su varianza σ2 conocida. Para tal fin se realizan pruebas gráficas de normalidad que se encuentran en los anexos 3 a 7 y se obtuvieron utilizando el programa MINITAB. En estas vemos la comparación entre la función de acumulación de probabilidad del modelo y la función de distribución normal (que es nuestro supuesto). Como vemos, ni para esta gráfica ni para las gráficas de los residuos contra el valor ajustado encontramos patrón alguno de la distribución de los errores, por lo cual podemos afirmar que se distribuyen N (µ, σ2) y por tanto podemos proseguir con nuestro análisis.. VI.4 Análisis. VI.4.1 Análisis de significancia. Las pruebas ANOVA de los resultados para tensión, dureza a 1 y 30 segundos, desgarre y elongación, con el fin de comprobar las hipótesis de significancia tanto para los renglones como para las columnas, así como la interacción entre los dos, se basan en los datos que encontramos en el anexo 2. En los anexos 3 a 7 encontramos que ni para la tensión, como para la elongación y desgarre, hay significancia al variar el factor A (es decir el tipo de extendedor de cadena), ni al variar la razón entre polioles (Factor B). Del. 39.

(40) IQ-2002-2-10. mismo modo no se encuentra ninguna interacción significativa entre los dos. Sin embargo, es importante mencionar que el valor p para estos análisis, es bastante alto. En cuanto a la dureza, los resultados son más significativos, como primera medida encontramos que para el caso de la dureza a 1 segundo, la variación del tipo de extendedor es bastante significativa, con un valor p que nos permite afirmar este hecho. Del mismo modo la interacción entre los dos factores resulta ser determinante en el ejercicio. Mientras que para la dureza a 30 segundos, aunque permanece la significancia de la variación del tipo de extendedor, esto no sucede con la interacción entre los dos factores. Así mismo, para ninguno de los dos casos encontramos que variar la razón del tipo de poliol sea de mayor significancia.. VI.4.2. Análisis de efectos principales. Un análisis gráfico de las respuestas promedio de cada combinación de tratamiento nos permite ver los principales efectos que tienen los factores sobre la respuesta, es decir, tensión, elongación, desgarre y dureza. De este modo es posible dar algunas indicaciones para alcanzar una mejor formulación. Veamos entonces de manera detallada estos efectos.. Tensión: Como se puede observar en el anexo 3, la gráfica de los efectos principales nos muestra que la mejor combinación de los polioles 1 y 3, es al. 40.

(41) IQ-2002-2-10. nivel 50/50 con el fin de aproximarse a la tensión de las espumas fabricadas con R-141b. También podemos observar que al utilizar únicamente el extendedor de cadena poliol 5 obtenemos los resultados más cercanos. Sin embargo, si se busca alcanzar una mayor tensión, es preciso utilizar el factor A a nivel de mezcla y el factor B a nivel 35/65.. Elongación: En la gráfica de los efectos principales del anexo 4, podemos ver claramente que para aumentar el porcentaje de elongación, la mejor mezcla de los polioles es al nivel 35/65 y utilizando solamente el extendedor de cadena poliol 5.. Desgarre: De la gráfica de efectos principales en el anexo 5, observamos que, al tener una mezcla de los extendedores de cadena y al tener una relación de 1:1, es decir al nivel 50/50 entre los polioles 1 y 3, obtenemos los mejores resultados para la propiedades de desgarre. Cabe anotar sin embargo que con la utilización de extendedor poliol 4 también se pueden alcanzar resultados adecuados.. Dureza a 1 segundo: En el anexo 6 se observa de la gráfica de efectos principales, que el mayor efecto sobre la dureza lo tiene la mezcla de los extendedores de cadena, por lo mismo resulta adecuado utilizar el poliol 5 para alcanzar una respuesta similar a la de la formulación con R-141b.. 41.

(42) IQ-2002-2-10. También observamos que la relación de polioles a 35/65 tiene un mayor efecto sobre la dureza a 1 segundo que los otros niveles de este factor.. Dureza a 30 segundos: De la gráfica de efectos principales para la dureza a 30 segundos podemos observar que para mejorar esta propiedad hay que utilizar una razón bien sea de 65/35 o 35/65 entre los polioles 1 y 3 y sólo el extendedor de cadena poliol 5.. Por tanto, a partir de este estudio es posible concluir que una formulación bastante adecuada, consistiría en la utilización del poliol 5 con una razón de polioles entre 35/65 y 50/50. Estas características, son las de las formulaciones ocho y nueve en las cuales hay una menor desviación frente a los resultados ideales del R-141b. Hay que tener especial atención en la propiedad de elongación, ya que es ésta la que más se aleja del nivel obtenido para las espumas producidas con HCFC 141b.. 42.

(43) IQ-2002-2-10. CONCLUSIONES. De acuerdo con los resultados del proyecto vemos que la interacción de los factores a sus diferentes niveles afecta la respuesta de las propiedades de las espumas elaboradas, es por tanto preciso, determinar cuál es la combinación adecuada de factores que permita alcanzar los niveles óptimos. Por óptimos, entendemos aquellos niveles que presentan las espumas elaboradas con HCFC 141b. Así mismo, al soplar la espuma con agua bajo las condiciones preestablecidas no se nota una formación de piel adecuada. La piel integral producida en estos casos es escasa, delgada y de baja calidad. Por tanto, aun no se encuentra una formulación exacta para remplazar la formulación con R-141b, pero una primera aproximación son las formulaciones 8 y 9. Independientemente de la formación o no de la piel, las propiedades de las espumas son diferentes. El defecto de estas espumas es que la propiedad de elongación es muchísimo menor que la de las espumas con HCFC 141b. Por lo cual es necesario aumentar esta propiedad, lo que, al observar los resultados, se podría lograr utilizando una razón entre polioles menor a 35/65 y solo el extendedor de cadena poliol 5 el cual es significativo a un 7% para esta propiedad. La demás propiedades, aunque difieren, se aproximan mucho más a las de las espumas con HCFC. De a cuerdo con los resultados se observa que el extendedor de cadena afecta las características de las propiedades de elongación y dureza.. 43.

(44) IQ-2002-2-10. No obstante, aunque las formulaciones que utilizan agua como agente soplante no son iguales a las otras, las formulaciones hasta el momento encontradas constituyen un adelanto muy importante para alcanzar el cumplimiento del protocolo de Montreal. Por lo mismo, se recomienda continuar adelante en la investigación de los factores que permiten alcanzar exactamente las mismas características de las espumas sopladas con R141b.. 44.

(45) IQ-2002-2-10. BIBLIOGRAFIA. 1. Box, G.E.P., Statistics for experimenters: An Introduction to Design, Data analysis, and Model Building, 1978, Jhon Wiley & Sons, New York. 2. Campbell, G., Integral- Skin Foam, Mechanism for skin formation, Journal of applied polymer science, Vol 16, pp. 1735-1748, 1972.. 3. Khakkar, D.V. ET AL. Optimization of the Structure of integral Skin Foams for maximal Flexure Properties, Polymer Engineering and science, 1994.. 4. MINITAB TM.2002. 5. Montgomery, D., Diseño y Análisis de experimentos. Segunda edición,2002, Editorial Limusa S.A, México. 6. Oertel, G., Polyuretane handbook, 1993, Hanser Publisher, Alemania.. 7. Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono,. 45.

(46) IQ-2002-2-10. 8. Federal Register Notice, 1987.. 9. Reyes, M., Método para evaluar piel integral de espuma flexible de poliuretano en el laboratorio, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química. 2001, Universidad de los Andes, Bogotá.. 10. Segura, D., Efecto del tipo de poliol en la espuma de poliuretano de piel integral soplada con agua, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química. 2002, Universidad de los Andes, Bogotá.. 11. Ueda, H. et al. All water Integral Skin Foam for automotive Steering wheels in 35th Annual Polyurethane Technical Marketing Conference. 1994. Boston Massachussets.. 12. http://www.pfa.org. 13. http://www.astm.org. 14. http://www.dow.com. 15. http://www.polyurethane.org. 16. http://www.polyurethaneweb.com. 46.

(47) IQ-2002-2-10. ANEXO 1. Placa No. F1-1 F1-2 F1-3 F1-4 MEDIA DESVEST Varianza %Coef variación Placa No. F2-1 F2-2 F2-3 F2-4 MEDIA DESVEST Varianza %Coef variación Placa No. F3-1 F3-2 F3-3 F3-4 MEDIA DESVEST Varianza %Coef. Densidad moldeada (kg/m3) 403,3006836 406,6421794 399,2704826 403,6067748 403,2050301 3,025734485 9,155069171 0,750420818 Densidad moldeada (kg/m3) 407,2543618 405,1117233 399,5765738 407,4839302 404,8566473 3,678581703 13,53196335 0,908613389 Densidad moldeada (kg/m3) 400,6478931 404,9841853 408,0961126 403,275176 404,2508418 3,122876014 9,7523546 0,772509465. Tensión Elongación Desgarre. Dureza 1s. Dureza 30s. (MPa) 2,368 1,737 1,96 1,778 1,96075 0,28828 0,0831. (%) 38,478 49,809 49,853 49,476 46,904 5,6198543 31,582762. (N/mm) 7,672326 67 59 6,754014 69 59 4,05579 65 56 4,27303 70 60 5,68879 67,75 58,5 1,801868 2,217356 1,732050808 3,246727 4,916667 3. 14,7025. 11,98161. 31,67401 3,27285 2,960770611. Tensión Elongación Desgarre. Dureza 1s. Dureza 30s. 69 69 67 69 68,5 1 1. 58 59 58 58 58,25 0,5 0,25. (MPa) 1,043 1,745 1,964 1,432 1,546 0,40014 0,16011. (%) 24,708 49,417 55,143 36,785 41,51325 13,57709 184,33737. (N/mm) 4,08805 5,416667 6,80501 6,580882 5,722652 1,248146 1,557869. 25,8821. 32,705438. 21,81063 1,459854 0,858369099. Tensión Elongación Desgarre. Dureza 1s. Dureza 30s. (MPa) 1,58 1,593 1,865 1,913 1,73775 0,17582 0,03091. (%) 40,516 38,386 51,007 52,454 45,59075 7,1670885 51,367158. (N/mm) 6,863197 67 58 6,127136 67 57 5,751034 69 59 5,69868 68 57 6,110012 67,75 57,75 0,537165 0,957427 0,957427108 0,288547 0,916667 0,916666667. 10,1179. 15,720488. 8,791561 1,413177 1,657882438. variación. 47.

(48) IQ-2002-2-10. Placa No. F4-1 F4-2 F4-3 F4-4 MEDIA DESVEST Varianza %Coef variación Placa No. F5-1 F5-2 F5-3 F5-4 MEDIA DESVEST Varianza %Coef variación Placa No. F6-1 F6-2 F6-3 F6-4 MEDIA DESVEST Varianza %Coef. Densidad moldeada (kg/m3) 402,254872 404,167942 403,1986532 390,291807 399,9783185 6,504734237 42,3115675 1,626271709 Densidad moldeada (kg/m3) 400,8519539 395,724926 409,9836751 399,4745434 401,5087746 6,051070246 36,61545112 1,50708294 Densidad moldeada (kg/m3) 402,3313948 402,1018263 398,7858382 389,2459953 398,1162636 6,131395457 37,59401025 1,540101728. Tensión Elongación Desgarre. Dureza 1s. Dureza 30s. (MPa) 1,938 1,275 1,645 1,655 1,62825 0,27186 0,07391. (%) 52,41 31,279 41,042 45,158 42,47225 8,8186656 77,768863. (N/mm) 5,712159 65 3,725166 65 4,692378 67 4,772394 67 4,725524 66 0,811883 1,154701 0,659154 1,333333. 16,6966. 20,763359. 17,1808 1,749546 2,666666667. Tensión Elongación Desgarre. 55 55 58 57 56,25 1,5 2,25. Dureza 1s. Dureza 30s. 69 67 69 66 67,75 1,5 2,25. 60 57 61 57 58,75 2,061552813 4,25. (MPa) 1,638 1,919 2,866 1,549 1,993 0,60298 0,36359. (%) 33,827 52,544 51,351 32,502 42,556 10,868771 118,13018. (N/mm) 4,476782 5,594341 6,5665 6,750277 5,846975 1,044816 1,091641. 30,255. 25,539925. 17,86935 2,214022 3,509026064. Tensión Elongación Desgarre. Dureza 1s. Dureza 30s. (MPa) 1,72 2,238 1,27 1,574 1,7005 0,4044 0,16354. (%) 37,803 49,719 26,413 34,901 37,209 9,6390424 92,911139. (N/mm) 4,451961 69 59 5,406145 70 60 4,755808 68 59 6,978221 65 55 5,398034 68 58,25 1,126139 2,160247 2,217355783 1,268189 4,666667 4,916666667. 23,7813. 25,905137. 20,86202 3,176834 3,806619369. variación. 48.

(49) IQ-2002-2-10. Placa No. F7-1 F7-2 F7-3 F7-4 MEDIA DESVEST Varianza %Coef variación Placa No. F8-1 F8-2 F8-3 F8-4 MEDIA DESVEST Varianza %Coef variación Placa No. F9-1 F9-2 F9-3 F9-4 MEDIA DESVEST Varianza %Coef. Densidad moldeada (kg/m3) 407,3563922 412,6109581 422,3548617 408,0450974 412,5918274 6,913748156 47,79991357 1,675687131 Densidad moldeada (kg/m3) 411,9477604 411,7436996 414,0138761 410,6468728 412,0880522 1,405235029 1,974685487 0,341003584 Densidad moldeada (kg/m3) 404,4740333 406,3615958 405,4943373 402,8415468 404,7928783 1,512423668 2,287425352 0,373629021. Tensión Elongación Desgarre. Dureza 1s. Dureza 30s. (MPa) 1,571 1,537 1,676 1,715 1,62475 0,08438 0,00712. (%) 47,122 48,762 53,051 63,423 53,0895 7,3285064 53,707006. (N/mm) 4,095502 60 46 7,150538 61 47 5,267337 68 53 4,33456 57 42 5,211984 61,5 47 1,387739 4,654747 4,546060566 1,92582 21,66667 20,66666667. 5,19351. 13,80406. 26,62593 7,568694 9,672469289. Tensión Elongación Desgarre. Dureza 1s. Dureza 30s. (MPa) 1,806 1,916 1,61 1,489 1,70525 0,19184 0,0368. (%) 51,429 54,936 46,83 50,381 50,894 3,3368275 11,134418. (N/mm) 5,088435 56 4,145539 60 3,73589 60 7,487624 55 5,114372 57,75 1,680461 2,629956 2,823949 6,916667. 11,2497. 6,5564262. 32,85762 4,554036 3,428571429. Tensión Elongación Desgarre. 45 45 43 42 43,75 1,5 2,25. Dureza 1s. Dureza 30s. 55 52 55 55 54,25 1,5 2,25. 36 39 39 40 38,5 1,732050808 3. (MPa) 1,568 1,661 1,691 1,755 1,66875 0,07777 0,00605. (%) 49,953 56,923 56,884 58,16 55,48 3,7320054 13,927865. (N/mm) 4,54792 4,108597 4,103575 5,050505 4,452649 0,449716 0,202244. 4,6604. 6,7267582. 10,09996 2,764977 4,498833266. Variación. 49.

(50) IQ-2002-2-10. Placa No.. F141b-1 F141b-2 F141b-3 F141b-4 MEDIA DESVEST Varianza de la muestra %COEF VARIACION. Densidad moldeada (kg/m3). Tension Elongacion Desgarre Dureza (MPa) (%) (N/mm) 1s. Dureza 30s. 395.113 395.113 396.898 396.898 396.006 1.031. 1.672 1.570 1.443 1.694 1.595 0.115. 78.272 65.517 66.651 74.059 71.125 6.087. 5.473 6.090 5.423 4.399 5.346 0.701. 60.000 57.000 55.000 56.000 57.000 2.160. 48.000 47.000 40.000 45.000 45.000 3.559. 1.063. 0.013. 37.052. 0.491. 4.667. 12.667. 0.260. 7.186. 8.558. 13.108. 3.790. 7.909. 50.

(51) IQ-2002-2-10. ANEXO 2. TENSION. Factor A. Mezcla Etilienglicol 1,4 butanodiol. ELONGACION. Factor A. Mezcla solo etilienglicol solo 1,4 butanodiol. Factor B 50/50 1,546 1,77625 1,993 1,83225 1,70525 1,56525. 35/65 1,73775 3,28575 1,7005 1,94325 1,66875 2,05825. Factor B 65/35 50/50 46,904 41,51325 42,47225 42,556 53,0895 50,894 46,50425 45,7205 39,07225 43,97825 48,348 50,37. 35/65 45,59075 37,209 55,48 46,75475 49,62475 53,91. 65/35 1,96075 1,8105 1,62825 1,73125 1,62475 1,859. DESGARRE. Factor A. Mezcla solo etilienglicol solo 1,4 butanodiol. 65/35 5,68879 5,063708 4,725524 4,489211 5,211984 4,336152. Factor B 50/50 35/65 5,722652 6,110011501 4,403183 5,326743907 5,846975 5,398033613 5,88513 4,876262977 5,114372 4,45264943 4,748731 4,698486518. 51.

(52) IQ-2002-2-10. DUREZA 1 SEGUNDO. Factor A. Mezcla solo etilienglicol solo 1,4 butanodiol. 65/35 67,75 68 66 64,25 61,5 62,25. Factor B 50/50 68,5 66,5 67,75 70 57,75 66,25. 35/65 67,75 66,75 68 68,5 54,25 48,75. 65/35 58,5 57 56,25 53,5 47 50,5. Factor B 50/50 58,25 55,5 58,75 60,5 43,75 56,25. 35/65 57,75 55,5 58,25 59 38,5 51,75. DUREZA 30 SEGUNDOS. Factor A. Mezcla solo etilienglicol solo 1,4 butanodiol. 52.

(53) IQ-2002-2-10. ANEXO 3. TENSION Fuente de variación. SS. df. MS. F. P-value. F crit. Significancia. A B AB Error. 0,247583 0,395094 0,48952 1,396727. 2 2 4 9. 0,123791 0,197547 0,12238 0,155192. 0,797667 1,27292 0,788573. 0,479817 0,325969 0,560836. 4,256492 4,256492 3,63309. Total. 2,528924. 17. NO NO NO. Gráfica de Interacción Extendedores mezcla solo4 solo5. 2,5 2,4. Tensión. 2,3 2,2 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 65/35. 50/50. 35/65. Polioles. Efectos Principales. Extendedores. 2,07. Polioles. Tensión. 1,99. 1,91. 1,83. 1,75. m. a cl ez. l so. o4. 5 lo so. 5 /3 65. 0 /5 50. 35. 5 /6. 53.

(54) IQ-2002-2-10. Probabilidad Normal de los Residuos. 2. Normal Score. 1. 0. -1. -2 -0,5. 0,0. 0,5. Residual. Residuales Vs. Valores Ajustados. Residual. 0,5. 0,0. -0,5. 1,5. 2,0. 2,5. Valores Ajustados. 54.

(55) IQ-2002-2-10. ANEXO 4. ELONGACION Fuente de variación A B AB Error Total. SS Df MS 155,42614 2 77,71307 18,52389 2 9,26195 66,89783 4 16,72446 191,24972 9 21,24997. F 3,65709 0,43586 0,78703. P-value F crit Significancia 0,06879 4,25649 NO 0,65967 4,25649 NO 0,56168 3,63309 NO. 432,09759 17. Gráfica de Interacción Extendedores mezcla solo4 solo5. Elongación. 54. 49. 44. 65/35. 50/50. 35/65. Polioles. Efectos Principales. Extendedores. Polioles. 52,0. Elongación. 49,5. 47,0. 44,5. 42,0 m. ez. a cl. l so. o4. l so. o5. 65. /3. 5. 50. /5. 0. 35. /6. 5. 55.

(56) IQ-2002-2-10. Probabilidad Normal de los Residuos 2. Normal Score. 1. 0. -1. -2 -5. 0. 5. Residual. Residuales Vs. Valores Ajustados. Residual. 5. 0. -5 40. 45. 50. 55. Valores Ajustados. 56.

(57) IQ-2002-2-10. ANEXO 5. DESGARRE Fuente de variación A B AB Error Total. SS df 1,24159 2 0,41203 2 1,74266 4 2,01800 9. MS 0,62079 0,20602 0,43567 0,22422. F 2,76866 0,91880 1,94301. P-value F crit Significancia 0,11559 4,25649 NO 0,43340 4,25649 NO 0,18739 3,63309 NO. 5,41428 17. Gráfica de Interacción Extendedores mezcla solo4 solo5. Desgarre. 5,8. 5,3. 4,8. 65/35. 50/50. 35/65. Polioles. Efectos Principales. Extendedores. 5,40. Polioles. Desgarre. 5,25. 5,10. 4,95. 4,80. m. a cl ez. l so. o4. 5 lo so. 5 /3 65. 0 /5 50. 35. 5 /6. 57.

(58) IQ-2002-2-10. Residuales Vs. Valores Ajustados. 0,4 0,3. Residual. 0,2 0,1 0,0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 4,2. 5,2. 6,2. Valores Ajustados. Probabilidad Normal de los Residuos 2. Normal Score. 1. 0. -1. -2 -0,4. -0,3. -0,2. -0,1. 0,0. 0,1. 0,2. 0,3. 0,4. Residual. 58.

(59) IQ-2002-2-10. ANEXO 6. DUREZA 1 SEGUNDO Fuente de variación A B AB Error Total. SS 325,54861 45,25694 116,55556 58,25000. df MS F P-value F crit Significancia 2 162,77431 25,14968 0,00021 4,25649 SI 2 22,62847 3,49624 0,07524 4,25649 NO 4 29,13889 4,50215 0,02847 3,63309 SI 9 6,47222. 545,61111 17. Gráfica de Interacción Extendedores mezcla solo4 solo5. 69. Dureza1s. 64. 59. 54. 65/35. 50/50. 35/65. Polioles. Efectos Principales. Extendedores. Polioles. 67. Dureza1s. 65. 63. 61. 59. m. a cl ez. l so. o4. l so. o5. 65. 5 /3. /5 50. 0. 35. 5 /6. 59.

(60) IQ-2002-2-10. Residuales Vs. Valores Ajustados 4 3. Residual. 2 1 0 -1 -2 -3 -4 50. 60. 70. Valores Ajustados. Probabilidad Normal de los Residuos 2. Normal Score. 1. 0. -1. -2 -4. -3. -2. -1. 0. 1. 2. 3. 4. Residual. 60.

(61) IQ-2002-2-10. ANEXO 7 DUREZA 30 SEGUNDOS Fuente de variación A B AB Error Total. SS 357,4375 14,3958 37,7292 185,0625. Df 2 2 4 9. MS 178,71875 7,19792 9,43229 20,56250. F 8,69149 0,35005 0,45871. P-value F crit Significancia 0,00791 4,25649 SI 0,71384 4,25649 NO 0,76456 3,63309 NO. 594,6250 17. Gráfica de Interacción Extendedores 60. mezcla solo4 solo5. Dureza30s. 55. 50. 45 65/35. 50/50. 35/65. Polioles. Efectos Principales. Extendedores. 58,0. Polioles. D ureza30s. 55,5. 53,0. 50,5. 48,0. m. a cl ez. l so. o4. 5 lo so. 5 /3 65. 0 /5 50. 5 /6 35. 61.

(62) IQ-2002-2-10. Residuales Vs. Valores Ajustados. Residual. 5. 0. -5 45. 50. 55. 60. Valores Ajustados. Probabilidad Normal de los Residuos 2. Normal Score. 1. 0. -1. -2 -5. 0. 5. Residual. 62.

(63)