Imię i Nazwisko	Temat ćwiczenia	Data : 20.05.2013
	BADANIE WPŁYWU ROZPUSZCZALNIKA NA WŁAŚCIWOŚCI WULKANIZATÓW KAUCZUKOWYCH	Ocena :

1. Cel ćwiczenia

• Zapoznanie się ze zjawiskiem pęcznienia wulkanizatów kauczukowych (gumy) w rozpuszczalnikach organicznych (toluen, octan etylu),

• Obserwacja zmian masy i objętości próbek w funkcji czasu, wywołanych wchłanianiem rozpuszczalnika,

• Oznaczenie gęstości i twardości próbek gumy.

2. Wykonanie ćwiczenia

1. Oznaczenie zmian masy próbki w funkcji czasu.

2. Próbki wulkanizatów zważono na wadze analitycznej i umieszczono w szklanym, zamkniętym naczyniu wypełnionym rozpuszczalnikiem. Następnie po szczelnym zamknięciu naczynia, umieszczono je w suszarce o temp. 60⁰C. Po określonym czasie tj. 30min, 1h i 1,5h wyjmowano próbki pensetą z naczynia, osuszono i zważono na wadze analitycznej

3. Oznaczenie zmian gęstości gumy metodą piknometryczną.

Oznaczono gęstość próbki z gumy przed spęcznieniem i po zakończeniu badania próbki po 2h.

Pusty piknometr zważono na wadze analitycznej. Następnie napełniono piknometr wodą

destylowaną i ponownie zważono na wadze. Umieszczono w piknometrze badaną próbkę,

napełniono wodą destylowaną i zważono na wadze.

1. Oznaczenie twardości próbek metodą Shore’a:

Mierzono twardość badanych próbek za pomocą aparatu Shore’a przed zanurzeniem

w rozpuszczalniku oraz w odpowiednich odstępach czasu, tj. 30min, 1h i 1,5h. Umieszenie

badanej próbki na stoliku pomiarowym aparatu, a następnie zwolniono przycisk i odczytano na

skali jej twardość w tzw. skali Shore’a.

3. Wyniki pomiarów

Próbki umieszczone w toluenie

Czas: 0 [min]	Czas: 30 [min]	Czas: 1[h]	Czas: 1,5 [h]
	Waga[g]	Twardość	Waga[g]
Próbka1A	4,934	48	5,542
Próbka2A	3,661	53	4,465
Próbka3A	1,964	66	2,911
Próbka4A	3,017	73	3,895

Próbki umieszczone w octanie etylu

Czas: 0 [min]	Czas: 30 [min]	Czas: 1[h]	Czas: 1,5 [h]
	Waga[g]	Twardość	Waga[g]
Próbka1B	1,199	65	1,449
Próbka2B	3,017	76	3,081
Próbka3B	3,739	70	4,019
Próbka4B	3,994	60	4,604

4. Opracowanie wyników

1. Obliczenie zmiany masy badanych próbek ma skutek działania rozpuszczalnika:

M = (m₂ − m₁/m₁)×100

gdzie:

M − zmiana masy [%]

m₁ −  masa probki przed zanurzeniem w rozpuszczalniku [g]

m₂ −  masa probki po wyjeciu z rozpuszczalnika [g]

Rozpuszczalnik: Toulen

Próbka 1A

$$M = \left( \frac{6,425 - 4,934}{4,934} \right) \times 100 = 30,21\%$$

Próbka 2A

$$M = \left( \frac{5,695 - 3,661}{3,661} \right) \times 100 = 55,56\%$$

Próbka 3A

$$M = \left( \frac{3,661 - 1,964}{1,964} \right) \times 100 = 86,41\%$$

Próbka 4A

$$M = \left( \frac{5,953 - 3,017}{3,017} \right) \times 100 = 97,32\%$$

Rozpuszczalnik: Octan etylu

Próbka 1B

$$M = \left( \frac{1,659 - 1,199}{1,199} \right) \times 100 = 38,37\%$$

Próbka 2B

$$M = \left( \frac{3,169 - 3,017}{3,017} \right) \times 100 = 5,04\%$$

Próbka 3B

$$M = \left( \frac{4,345 - 3,739}{3,739} \right) \times 100 = 16,21\%$$

Próbka 4B

$$M = \left( \frac{5,277 - 3,994}{3,994} \right) \times 100 = 32,12\%$$

1. Obliczenie gęstości próbki z gumy przed spęcznieniem i po zakończeniu badania spęcznienia próbki z następującego wzoru:

$$d = (m_{3} - m_{1}) \times \frac{d_{1}}{(m_{2} -}m_{1}) - (m_{4} - m_{3})$$

gdzie:

m₁ −  masa piknometru

m₂ −  masa piknometru z woda

m₃ −  masa piknometru z probka

m₄ −  masa piknomertu z woda i probka

d₁ −  gestosc wody

Masa próbki 1 przed ogrzewaniem: 1,057 [g]

Masa próbki 1 po ogrzewaniu: 1,562 [g]

Masa próbki 2 przed ogrzewaniem: 1,055 [g]

Masa próbki 2 po ogrzewaniu: 1,454 [g]

Masa piknometru	24,891 g
Masa piknometru z wodą	75,144 g
Masa piknometru z próbką 1	25,955 g
Masa piknometru z próbką 2	25,926g
Masa piknometru z wodą i próbką 1	75,264 g
Masa piknometru z wodą i próbką 2	75,296 g
	Przed ogrzewaniem

Próbka 1 przed ogrzaniem:

$$d = (25,955 - 24,891) \times \frac{1}{\left( 75,144 - 24,891 \right) - \left( 75,264 - 25,955 \right) = 1,127\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack}$$

Próbka 1 po ogrzaniu:

$$d = (26,440 - 24,891) \times \frac{1}{\left( 75,144 - 24,891 \right) - \left( 75,362 - 26,440 \right) = 1,164\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack}$$

Próbka 2 przed ogrzaniem:

$$d = (25,926 - 24,891) \times \frac{1}{\left( 75,187 - 24,891 \right) - \left( 75,296 - 25,926 \right) = 1,172\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack}$$

Próbka 2 po ogrzaniu:

$$d = (26,313 - 24,891) \times \frac{1}{\left( 75,187 - 24,891 \right) - \left( 75,418 - 26,313 \right) = 1,239\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack}$$

5. Wykres zależności zmiany masy w funkcji czasu i rodzaju

rozpuszczalnika:

Toluen	Δm próbki 1A	Δm próbki 2A	Δm próbki 3A	Δm próbki 4A
30 min	12,32	21,96	48,22	29,10
1h	22,94	44,17	88,54	81,14
1,5 h	30, 21	55, 56	86, 41	97, 32

Octan etylu	Δm próbki 1B	Δm próbki 2B	Δm próbki 3B	Δm próbki 4B
30 min	20,85	2,12	7,49	15,27
1h	31,86	3,58	11,96	24,34
1,5 h	38,37	5,04	16,21	32,12

6. Wykres twardości w funkcji czasu w zależności od rozpuszczalnika:

Toluen	twar. próbki 1A	twar. próbki 2A	twar. próbki 3A	twar. próbki 4A
0 [min]	48	53	66	73
30 [min]	40	42	57	50
60 [min]	40	42	57	50
90 [min]	32	36	55	41

Octan etylu	twar. próbki 1B	twar. próbki 2B	twar. próbki 3B	twar. próbki 4B
0 [min]	65	76	70	60
30 [min]	64	73	62	56
60 [min]	59	70	59	51
90 [min]	61	70	58	48

7. Wnioski