Laboratorium z Materiałów i Elementów elektronicznych
Temat: Własności i identyfikacja tworzyw sztucznych.
Data: 1999 - 03 - 29
Skład grupy:
Adam Rynkiewicz
Marcin Wnorowski
Paweł Wyszyński
Arkadiusz Żanowski
W celu dokonania identyfikacji tworzywa niekonieczne jest przeprowadzanie kosztownej pracochłonnej analizy chemicznej. Najczęściej identyfikacja dokonywana jest na podstawie wyglądu zewnętrznego, zachowania się w rozpuszczalnikach i w otwartym płomieniu. W toku ćwiczenia dokonywaliśmy oceny wyglądu zewnętrznego tworzywa oraz zachowania się go w otwartym płomieniu.
Wygląd zewnętrzny tworzywa wiąże się z następującymi cechami: barwa, przeźroczystość, sztywność, postać handlowa, metoda formowania. Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych jest cechą która znacznie ułatwia identyfikację tworzywa np.: tworzywa utwardzalne są niewrażliwe na działanie rozpuszczalników organicznych, tworzywa termoplastyczne rozpuszczają się w acetonie, toluenie, benzenie, octanie etylu, a polichlorek winylu rozpuszcza się tylko w cykloheksanie, acetonie. Bardzo ważną cechą jest zachowanie się tworzywa w otwartym płomieniu.
Tworzywa sztuczne dzielimy z uwagi na:
1. Właściwości elastoplastyczne:
elastomery : wykazują w temperaturze pokojowej odkształcenia powyżej 100% np.: kauczuki naturalne i syntetyczne, kopolimery butadienu i izoprenu ze związkami winilowymi, niektóre polimery, zmiękczony polichlorek winylu;
plastomery: wykazują w temperaturze pokojowej odkształcenia poniżej 100% np.: tworzywa termoplastyczne, chemoutwardzalne, termoutwardzalne.
2. Polimer stanowiący główny składnik tworzywa:
- polistyren, poliamid, tworzywa fenolowe, poliuretany, poliwęglany, tworzywa winilowe, tworzywa silikonowe, tworzywa poliestrowe.
3. Zachowanie się tworzyw pod wpływem temperatury
termoplasty, duroplasty.
Metody wykonywania elementów z tworzyw sztucznych:
prasowanie i tłoczenie - porcję tłoczywa formuje się w gorącej formie pod wpływem działania ciśnienia
prasowanie przetłoczone - porcję tłoczywa podgrzewa się w formie a następnie przetłacza pod ciśnieniem do wnętrza formy właściwej, gdzie następuje ostateczne utwardzenie
prasowanie laminatów - przeprowadzane jest w prasach hydraulicznych, gdzie pakiety nośników (np.: papier, tkaniny) nasyconych żywicą układa się między blachami przekładkowymi, wkłada na półki a następnie zamyka prasę zwiększając stopniowo ciśnienie
formowanie kontaktowe - na formę nakłada się warstwę żywicy, następnie warstwę pociętych nośników i nasyca się ciekłą żywicą. Laminat pozostaje w formie do utwardzenia
wykonywanie odlewów - ciekła żywica nalana do formy utwardzana jest bezpośrednio.
Przebieg ćwiczenia.
W trakcie ćwiczenia mieliśmy rozpoznać na podstawie właściwości fizycznych, oraz zachowania się w otwartym płomieniu osiem próbek różnych tworzyw sztucznych. Sprawdzaliśmy wygląd zewnętrzny, zachowanie się tworzywa w wodzie, oraz korzystaliśmy z metody identyfikacji w otwartym płomieniu. Uzyskane spostrzeżenia porównywaliśmy z otrzymaną tabelą, z której odczytywaliśmy rodzaj tworzywa sztucznego.
Metoda identyfikacji w otwartym płomieniu polega na ustaleniu:
palności tworzywa - czy pali się w płomieniu palnika w ogóle, a następnie czy zapalone pali się dalej samo, czy gaśnie po wyjęciu z płomienia, kolor płomienia, jego rodzaj (świecący, kopcący, iskrzący);
czy badane tworzywo topi się, kapie kropelkami, zwęgla się, wytwarza pęcherze, pozwala na wyciąganie nitek po zgaszeniu;
zapachu dymu wydzielającego się po zgaszeniu próbki.
W trakcie przeprowadzonego ćwiczenia udało nam się poprawnie zidentyfikować siedem z ośmiu próbek. Były to następujące tworzywa sztuczne:
polimetakrylan metylu
polichlorek winylu
laminat szklano-epoksydowy
ceramika
guma
policzterofluoroetylen
poliuretan - rozpoznany przez nas mylnie jako poliwęglan
polietylen
Następnie badaliśmy płomieniem igłowym trzy próbki tworzyw sztucznych w celu określenia zagrożenia ogniowego.
Rozpoznaliśmy poprawnie jedną z trzech próbek:
polistyren
polichlorek winylu - rozpoznany przez nas mylnie jako poliwęglan
polietylen - rozpoznany przez nas mylnie jako poliamid