1

Ć

WICZENIE

4

OTRZYMYWANIE PIANEK POLIURETANOWYCH

,

OCENA CHŁONNOŚCI

WODY

1. Cel ćwiczenia:

- teoretyczny: zapoznanie się z chemia i technologią otrzymywania spienionych tworzyw

sztucznych;

- praktyczny: otrzymywanie kształtek ze spienionego poliuretanu i styropianu oraz oznaczenie

chłonności wody pianek poliuretanowych

2. Zagadnienia teoretyczne:

chemia poliuretanów, metody spieniania tworzyw sztucznych, wpływ budowy substratów na
właściwości tworzyw komórkowych, przemysłowe metody produkcji tworzyw komórkowych.

3. Literatura:

a) Z. Wirpsza, „Poliuretany. Chemia, technologia, zastosowania”, WNT W-wa 1991;
b) T. Broniewski i in., „Metody badań i ocena własności tworzyw sztucznych”, WNT W-wa 2000;
c) pr. zb. “Polistyren”, PWT, W-wa.

4. Część doświadczalna:

a) otrzymywanie pianki poliuretanowej (sztywnej, elastycznej):

- zważyć naczynie, zgodnie ze wskazówkami prowadzącego odważyć składnik poliolowy (A) +
katalizator, ostrożnie dozować wagowo izocyjanian (B), a następnie intensywnie wymieszać
zawartość naczynia. Stosunki wagowe substratów zawarte w tabelach: pianki sztywne: tabela
1, pianki elastyczne: tabela 2;

- obserwować przebieg wzrostu i dojrzewania pianki, zmierzyć: czas kremowania, czas
wzrostu pianki oraz czas zaniku przylepu;

- czujnikiem temperaturowym (termopara typu J lub K), umieszczonym w rosnącym bloku,
mierzyć temperaturę w funkcji czasu – pomiar co 10 sekund;

- metodą grawimetryczną oznaczyć gęstość pozorną otrzymanych próbek pianki,
scharakteryzować wygląd otrzymanych pianek (wielkość i regularność por, barwa).

b) otrzymywanie styropianu:

i.

spienianie wstępne:

- przygotować łaźnię wodną o temperaturze 90

o

C,

- odważoną porcję granulek (40g) polistyrenu do spieniania wrzucić do łaźni i ogrzewać
do zakończenia rozrostu kulek (ok. 1-2 min.),
- wyłowić spienione kulki z łaźni i pozostawić do ostygnięcia i wyrównania ciśnień, -
zmierzyć rzeczywistą i nasypową gęstość uzyskanych kuleczek spienionego polistyrenu.

ii.

otrzymanie kształtki ze spienionego polistyrenu:

- dostarczoną przez prowadzącego formę napełnić kuleczkami spienionego wstępnie
polistyrenu,
- formę zamknąć i umieścić we wrzącej łaźni wodnej na ok. 20 min,

2

- po upływie około 20 min. wyjąć formę z łaźni, ochłodzić w zimnej wodzie, otworzyć i
wyjąć uformowaną kształtkę.
- po całkowitym ostygnięciu spienionego tworzywa oznaczyć gęstość metodą
grawimetryczną wyciętych uprzednio prostopadłościennych próbek.

c) Oznaczenie chłonności wody

Zasada pomiaru polega na przechowywaniu próbek z pianki poliuretanowej całkowicie

zanurzonych w wodzie o ustalonej temperaturze w określonym czasie oraz na oznaczeniu
objętości wchłoniętej wody w stosunku do objętości próbki.
Zważone i zmierzone próbki o wymiarach 20x20 mm pozostawia się na 30 min w wodzie o
temperaturze 90°C, a następnie zanurza na 30 min w wodzie o temperaturze pokojowej. Po
wyjęciu próbek z wody należy ustawić je na 2 min na siatce drucianej w celu usunięcia
nadmiaru wody z otwartych porów, następnie osuszyć wilgotnym płótnem, po czym ponownie
zważyć. Chłonność obliczyć wg wzoru:

𝑥 =

𝑚

1

− 𝑚

0

𝑉 ∙ 𝜌

gdzie:
m

1

– masa „mokrej próbki”, w g;

m

0

– masa „suchej próbki”, w g;

V – objętość próbki zmierzona, w cm

3

;

ρ – gęstość wody, w g/cm

3

.

5. Opracowanie wyników.

Opisać zgodny z rzeczywistością przebieg doświadczeń, podać wyniki przeprowadzonych

oznaczeń, wyciągnąć wnioski z poczynionych obserwacji i oznaczeń.



6. Zasady bezpieczeństwa:

I.

Wszystkie przewidziane w ćwiczeniu badania i pomiary wykonywać zgodnie z
poleceniami prowadzącego.

II.

Przystąpienie do wykonywania ćwiczenia wymaga zapoznania się z kartami
charakterystyki substancji (patrz załączniki).

7. Załączniki:

a) Karta charakterystyki: PUREX A POLITECHNIKA;
b) Karta charakterystyki: PUREX B POLITECHNIKA;
c) Karta charakterystyki: PUREX KAT POLITECHNIKA.

3

Tabela 1. Pianki poliuretanowe sztywne

lp.

s

kład pianek

czas

kremowania

czas

wzrostu

pianki

czas

zaniku

przylepu

g

ęstość

pozorna

obserwacje

poliol [g]

katalizator [g]

izocyjanian

[g]

1

10

0,1

15

2

10

0,5

15

3

10

0,8

15

4

15

0,1

10

5

20

0,1

10

6

10

0,1

15

7

10

0,1

20

Tabela 2. Pianki poliuretanowe elastyczne

lp.

s

kład pianek

czas

kremowania

czas

wzrostu

pianki

czas

zaniku

przylepu

g

ęstość

pozorna

obserwacje

poliol [g]

katalizator [g]

izocyjanian

[g]

1

2

3

4

5

6

7