Laboratorium przetwórstwa tworzyw

sztucznych

temat: IDENTYFIKACJA TWORZYW SZTUCZNYCH .

Polimery są substancjami złożonymi z makrocząsteczek, charakteryzujących się regularnym lub nieregularnym powtarzaniem się w nich ugrupowań atomów, zwanych monomerami, jednego lub kilku rodzajów .Makrocząsteczki składają się z bardzo wielkiej liczby monomerów tj. małocząsteczkowych związków chemicznych . Liczba ośrodków reaktywnych określa funkcyjność monomeru i ma bezpośredni wpływ na budowę makrocząsteczki. Na przykład chlorek winylu jest monomerem dwufunkcyjnym :

-CH2 -CH-

Cl

podobnie styren:

-CH-CH2-

C6H5

Typy polireakcji:

-polimeryzacja - jest polireakcją łańcuchową, zachodzącą dzięki obecności wiązań nienasyconych lub na skutek rozerwania nietrwałego pierścienia monomeru, bez wydzielania produktów ubocznych i bez przegrupowania atomów.

-polikondensacja - polega na stopniowej kondesacji monomerów i zachodzi z wydzieleniem produktów ubocznych.

-poliaddycja - jest polireakcją stopniową podobnie jak polikondensacja, ale bez wydzielania produktów ubocznych.

Rozpoznanie tworzywa :

To samo tworzywo może występować w wielu różnych odmianach . Tworzywo można rozpoznać przez :

1) porównanie z wzorcem

2) porównanie z wiedzą książkową

3) przez oględziny ( wykorzystanie zmysłów )

Oględziny i porównanie z wzorcami :

Sprawdzamy czy tworzywo jest przezroczyste , prześwietlające oraz bezbarwne . Tworzywa przezroczyste należą do grupy tworzyw bezpostaciowych (termoplasty , duroplasty ) . Duroplasty cechuje przestrzennie usieciowana budowa , w związku z tym wyróżniają się dobrą sztywnością , nierozpuszczalnością i nietopliwością . Termoplasty zbudowane są z makrocząsteczek liniowych rzadziej rozgałęzionych , dzięki czemu są odwracalnie plastyczne w podwyższonych temperaturach , a twarde w temperaturze otoczenia . Biel tworzyw sztuczny wynika z rozdrobnienia struktury . Tworzywo może być barwne , barwne przezroczyste , barwne prześwietlające i nieprześwitujące . Barwę tworzywa otrzymujemy przez dodanie pigmentu lub barwnika .

Wykorzystanie zmysłu słuchu :

Uderzamy tworzywem o tworzywo i słuchamy odgłosów (odpowiedż tworzywa na uderzenie ) . Tworzywa mogą wydawać dżwięk głuchy , tłumiony , metaliczny . Twarde szkliste tworzywa wydają odgłos metaliczny , dzwięczny . Polistyren np. daje dżwięk metaliczny przy uderzeniu . Należy jednak pamiętać że dżwięk zależy od kształtu przedmiotu . Jm bardziej tworzywo jest elastyczne , tym bardziej tłumi drgania .

Wykorzystanie dotyku :

Każde tworzywo przy dotyku jest inne . Łatwo można wyczuć teflon gdyż jest śliski . Polietyleny są w dotyku świecowate .

Wykorzystanie dotyku i smaku :

Zasadniczo tworzywa sztuczne są bez smakowe i bez zapachu . Ale przy polikondensacji wytwarza się np. amoniak który z czasem zanika w tworzywie .

Stosuje się również metodę ilościową która polega na zmierzeniu ciężaru właściwego .

Masa właściwa	Tworzywo sztuczne
<30 kg/m3	polichlorek winylu
900 1000 kg/m3	polietylen , polipropylen , poliizobutylen , poliamidy , polimetakrylan metylu , poliestry nienasycone , poliwęglany
1000 1300 kg/m3	octan celulozy , polichlorek winylu plastyfikowany , żywica epoksydowa , polialkohol winylowy , polimetany
1300 1400 kg/m3	azotan celulozy, żywice fenolowe z napełniaczem organicznym , polichlorek winulu twardy
1400 1700 kg/m3	żywice aminowe (aminoplasty z napełniaczami organicznymi ), polialdehydy, polichlorek winylu z napełniaczem naturalnym, niektóre chlorokauczuki
1700 2000 kg/m3	tworzywa z napełniaczami nieorganicznymi (epoksydy i poliestry wzmocnione włóknem szklanym ), polichlorek wineliedenu
> 2000 kg/m3	teflon, tworzywa fluorowe (PTFE), politrójfluoroetylen

Badania idenfikacyjne na podstawie rozkładu termicznego :

Tworzywa rozkładają się chemicznie pod wpływem temperatury .

Zachowanie się tworzywa w płomieniu palnika .

Próbkę tworzywa umieszczamy w płomieniu (płomień bezbarwny ) i trzymamy chwilę . Następnie wyjmujemy próbkę z płomienia i obserwujemy czy płonie dalej czy gaśnie . Jeżeli pali się obserwujemy czy kopci , jeżeli w płomieniu nie pali się to jest odporne na wysoką temperaturę (np. fluorowce ). Jeżeli po wyjęciu z płomienia , paliło się i zgasło i dymi , to badamy zapach . Tworzywa z chlorem , teflon dają zapach kwaśny , tworzywa fenolowe dają gryzący dym o zapachu foraldehydu . Aromatyczne zapachy dodawane do tworzyw dają zapach np. owocowy . Jeżeli płomień po wyjęciu tworzywa nie zgasł to obserwujemy barwę tego płomienia . Barwa niebieska (dużo wodoru , mało węgla ), barwa żółta z zanikającymi niebieskimi krawędziami i czarny kopeć (dużo węgla w postaci sadzy fruwającej w powietrzu ), barwa żółta (średnio węgla ) . Chlor daje zielonkawe obrzerze płomienia (polichlorek winylu ) . Obserwujemy jak tworzywo zachowuje się w płomieniu , czy się topi , czy kapią krople (krople zazwyczaj płoną ) . Tworzywa mające wyższą masę cząsteczkową będą skwierczeć , będą występowały na powierzchni bąble alenie będą kapać krople ( poliamid , polimetakrylan metylu ) .

Bada się zachowanie tworzywa sztucznego względem rozpuszczalników lub metodą badania rezonansu jądrowo-magnetycznego .

TABELA WYNIKÓW

				Rozkład termiczny
Lp.	Oględziny	Hipoteza	Masa właściwa*	Płynność palność	Płomień	Zapach	Wnioski końcowe
1	kruche	Termoplast krystaliczny	+	średnia, tworzenie się „nitek”	Blady, pali się poza płomieniem	parafina	polietylen
2	kruche	termoplast	+	duża	Niebieski, tylko w palniku	Róg, kości	Poliamid (nylon)
3	Twarde, białe ,śliskie	teflon	+++	niska	brak	brak	teflon
4	Plastomer niebieski	guma	+	kopci	Żółty z niebieskim	ostry, kwaśny	Polichlorek winylu PCV
5	twarde	żywica	+ +	Pali się	Sadza żarzy się	ostry, kwaśny	Żywica fenolowa
6	czerwone	termoplast	+	Pali się gwałtownie	-	kamfora	celuloid
7		Zywica	++	niepalne	-	nieprzyjemny	żywica
8	Elastyczne przezroczyste	Elastomer Bezpostac	+	palny	Kapiący płomień białe dymki	ostry	Polichlorek winylu ze zmiękczaczem
9	białe	termoplast	+	Pali się poza płomieniem, miękkie	Trzaski, nie kapie	-	Polimetakrylan metylu

* - zwiększona liczba + oznacza większą masę właściwą

Wnioski :

Po przeprowadzeniu ćwiczenia,stwierdzam że bardzo ciężko jest przeprowadzić identyfikację tworzyw sztucznych ponieważ występuje dużo tworzyw o zbliżonych własnościach. Podczas przeprowadzania doświadczenia identyfikowaliśmy tworzywa biorąc pod uwagę oględziny zewnętrzne , dżwięk, zachowanie się płomienia, zapach. Dzięki tabelom wzorcowym mogliśmy określić rodzaj tworzywa. Przeprowadzone rozpoznanie jest wystarczające dla celów praktycznych.

Jednak w celu jednoznacznego okreslenia gatunku tworzywa należy przeprowadzić kosztowe ekspertyzy w specjalistycznych laboratoriach.

---