Sprawozdanie

Nr grupy : 31T1 Nr zespołu : 5	Ćwiczenie nr	Data wykonania ćwiczenia: 13.05.13
Katarzyna Czekaj Magda Grządzielewska Karolina Wilk	Temat: Badanie wpływu rozpuszczalnika na właściwości wulkanizatów kauczukowych.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było wyznaczenie zależności twardości próbek wykonanych z tworzyw sztucznych od czasu przebywania w rozpuszczalniku, wyznaczenie gęstości próbek przed i po rozpoczęciu spęczniania, a także wyznaczenie zależności zmiany masy próbki od czasu jej przebywania w rozpuszczalniku.

2. Wykonanie ćwiczenia i otrzymane wyniki:

2.1 Badanie zmiany twardości.

Próbki umieszczono w zamykanych pojemnikach z octanem winylu i toluenem i umieszczono w suszarce w temperaturze 70 stopni. Zmiany twardości i masy próbek mierzono co 30 minut. Otrzymane pomiary zamieszczono w tabelach:

Toluen:

nr próbki	1	2	3	4	5
0 min.	46	72	47	64	74
	53	73	51	65	66
	55	71	50	63	79
	57	72	49		76
					69
30 min.	38	54	39	31	32
	32	56	48	31	32
	39	56	44	57	31
	41		39	55
			42	56
			44
60 min.	32	48	35	45	31
	34	52	45	43	31
	36	54	38	42	31
	33	49	42	42
			40
90 min.	33	40	53	44	34
	33	41	54	43	33
	34	39	53	43	37
120 min.	-	49	40	38	35
		52	43	37	32
		57	42	38	31
		51	44
		52	41

Octan winylu:

nr próbki	6	7	8	9	10
0 min.	42	48	68	80	80
	48	53	67	81	79
	46	58	66	81	81
	47	54	64
30 min.	42	57	52	64	68
	47	48	55	68	72
	48	45	54	72	68
	42	43	56	65	68
	46	44	55	67
60 min.	42	46	52	64	69
	41	45	53	62	68
	45	44	56	61	67
	43	46	53	63
90 min.	40	46	58	63	68
	43	44	49	59	68
	41	44	56	64	68
		45	52	61
			53	66
			52	69
120 min.	42	44	57	54	64
	42	41	52	56	64
	40	41	54	57	71
	44	42	51	54	63
			49

Pomiary zaznaczone innym kolorem zostały odrzucone podczas obliczania średniej twardości próbki.


2.2 Oznaczenie zmian gęstości gumy metodą piknometryczną.

1. Zważono pusty piknometr na wadze analitycznej. m₁ = 24,892 g.

2. W piknometrze umieszczono badaną próbkę, następnie zważono piknometr z próbką.

3. Do opróżnionego piknometru nalano wody destylowanej i zważono go.

4. W piknometrze napełnionym wodą destylowaną umieszczono badaną próbkę – zważono.

5. Czynności powtórzono dla drugiej próbki.

6. Następnie próbkę nr 1 umieszczono w octanie, a próbkę nr 2 w toluenie i termostatowano w temp. ~60̊C przez około 2h. Po wyjęciu próbek z suszarki i ich osuszeniu powtórzono czynności 2-4.

d – gęstość próbki [g/cm³]

d₁ – gęstość wody [g/cm³]

m₁ – masa piknometru [g]

m₂ – masa piknometru z wodą [g]

m₃ – masa piknometru z próbką [g]

m₄ – masa piknometru z próbką i z wodą [g]

3. Obliczenia i wykresy:

3.1 Badanie zmiany twardości.
Obliczone wartości średnie zamieszczono w tabeli:
Toluen:

nr próbki	1	2	3	4	5
czas [min]	twardość średnia
0	55	72	49,25	64	76,333333
30	39,33333	55,33333	41,6	56	31,666667
60	33,75	50,75	40	43	31
90	33,33333	40	53,33333	43,33333	34,666667
120	31	51	42	37,66667	32,666667

Octan winylu:

nr próbki		1	2	3	4	5
czas [min]		twardość średnia
0	47	55	66,25	80,66667	80
30	45	45	54,4	67,2	69
60	42,75	45,25	53,5	62,5	68
90	41,33333	44,75	53,33333	63,66667	68
120	42	42	51,5	55,25	63,66667

3.2 Oznaczenie zmian gęstości gumy metodą piknometryczną.

Próbka nr 1 (niebieska, umieszczona w octanie)

Pomiar przed ogrzewaniem:

Pomiar po ogrzewaniu:

Próbka nr 2 (biała, umieszczona w toluenie)

Pomiar przed ogrzewaniem:

Pomiar po ogrzewaniu:

4. Wnioski:

Twardość próbek w octanie winylu spada wraz z czasem przebywania próbki w rozpuszczalniku. Największy spadek można zaobserwować po 30 minutach – największa ilość rozpuszczalnika wnika między łańcuchy polimeru powodując jego pęcznienie i spadek właściwości mechanicznych. Ogólna tendencja dla próbek zanurzonych w toluenie jest podobna, jednak w trakcie wykonywania ćwiczenia niektóre próbki znacznie pęczniały i stawały się sztywniejsze, przez co nie zawsze cała próbka była zanurzona w rozpuszczalniku i odparowywał on z próbki. Można to zaobserwować w postaci wzrostu twardości próbek.

Gęstości próbek zmalały podczas ogrzewania. Jest to spowodowane wnikaniem cząsteczek rozpuszczalnika pomiędzy łańcuchy polimerowe – powoduje to zwiększenie objętości próbki, a w konsekwencji zmianę jej gęstości.