Laboratorium Materiałoznawstwa
Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej		Rok akademicki 2008/2009	Ocena:
	Grupa: T5	Podgrupa: C
Ćwiczenie nr 2: Temat: BADANIE WŁASNOŚCI TWORZYW SZTUCZNYCH ORAZ TWARDOŚCI MATERIAŁÓW.
Data wykonania ćwiczenia: 01.12.2008 15.12.2008		Data oddania sprawozdania: 05.01.2009

Sprawozdanie

1. Tworzywa sztuczne.

Na początku ćwiczeń otrzymałem dwie próbki tworzyw sztucznych a moim celem było zbadanie ich właściwości poprzez poddawanie tych tworzyw różnym próbom. Określałem ich barwę, fakturę, podatność na zarysowanie paznokciem, stopień i łatwość odkształcalności próbek, ich gęstość w odniesieniu do gęstości wody. Obserwowałem również jak próbki zachowują się gdy się je podpali, czy w ogóle się palą, jakim płomieniem, czy kopca podczas palenia czy tracą swoje właściwości jakie miały przed spaleniem, w co się przemieniają podczas palenia i jaki zapach wydają. Zaobserwowane właściwości porównywałem z właściwościami umieszczonymi w instrukcji jaką otrzymaliśmy na początku ćwiczeń. Po porównaniu właściwości badanych tworzyw oraz właściwości podanych w tabeli rozpoznałem dwa tworzywa sztuczne:

Próbka nr 5:

barwa- dowolna

Przeźroczystość bez pigmentu- przeświecanie

Powierzchnia- gładka

Dotyk- śliski

Twardość na zarysowanie paznokciem- łatwe, rysa wyczuwalna

Odkształcalność- duża powrotna

Dźwięk przy upadku na podłoże- bardzo niska

Gęstość <1

Zmiany po ogrzaniu- topi się, traci zmętnienie

Wygląd płomienia- żółty z niebieska podstawą

Zmiany po wyjściu z płomienia- pali się nadal

Zapach po zgaśnięciu- parafiny

Rozpoznane tworzywo to POLIETYLEN MAŁEJ GĘSTOŚCI (PSmg)

Wzór chemiczny:

Polietylen małej gęstości(PSmg)- Polietylen jest jednym z najtańszych tworzyw termoplastycznych o gęstości od 0,91 do 0,96 g/cm3, wytrzymałość na rozciąganie od 10 do 32 MPa, wydłużeniu przy zerwaniu od 20 do 1000%, twardości od 40 do 70o wg Shore'a. Do temperatury 60 oC odporny na działanie wielu czynników chemicznych (w tym HF i benzyny). Formowany przez wytłaczanie, rozdmuchiwanie, wtrysk i natrysk płomieniowy, służy do wyboru folii, opakowań, galanterii i wyborów gospodarstwa domowego, do powlekania kabli, papieru i tkanin. W Polsce produkowany pod nazwą Politen.

Próbka nr 7:

Barwa- Dowolna

przezroczystość bez pigmentu- Przeźroczystość

Powierzchnia- Błyszcząca

Dotyk- Śliski

Twardość na zarysowanie paznokciem- Zarysowanie niemożliwe

Odkształcalność- Nieznaczna

Dźwięk przy upadku na podłoże- Bardzo wysoki

Gęstość>1

Zmiany po ogrzaniu- Topi się, mięknie

Wygląd płomienia- Żółto pomarańczowy, kopcący się

Zmiany po wyjściu z płomienia- Pali się nadal

Zapach po zgaśnięciu- Styren

Rozpoznane tworzywo to POLISTYREN(PS)

Wzór chemiczny:

Polistyren(PS)- zalicza się do najczęściej stosowanych polimerów. Styren, czyli winylobenzen, otrzymywany jest w dwóch etapach z etylenu i benzenu, produkt polimeryzacji styrenu. Polistyren jest związkiem bezbarwnym, przezroczystym, dającym się łatwo barwić na różne kolory. Gęstość jego wynosi 1,05 g/cm
, wytrzymałości na rozciąganie 30÷60 MPa i udarności ok. 2 J/cm2. Polistyren może być stosowany do temperatury ok. 90°C. Ma on dobre własności elektroizolacyjne oraz optyczne. Jest związkiem fizjologicznie obojętnym. Polistyren zwykły posiada odporność na czynniki chemiczne, zwłaszcza na czynniki nieorganiczne, oleje, kwasy, zasady i wodę oraz alkohole. Rozpuszcza się w niektórych węglowodorach i ketonach, jest jednym z najlepszych dielektryków. Główną wadą polistyrenu jest jego kruchość, którą zmniejszamy, między innymi za pomocą poddania go kopolimeryzacji lub zmieszania z innymi monomerami, jak butadienem lub z akrylonitrylem i butadienem. Pozostałymi wadami polistyrenu są mała odporność cieplna, mała udarność i twardość powierzchniowa oraz palność. Polistyren zwykły stosuje się na: kształtki wtryskowe o skrystalizowanych kształtach, przedmioty gospodarstwa domowego, zabawki oraz na wyroby galanteryjne i elektrotechniczne.

2. Badanie twardości

Badanie twardości metodą Rockwella

Podobnie jak w poprzedniej metodzie najpierw przygotowałem próbkę. Była ona wygładzoną i miała oczyszczoną powierzchnię. Natępnie przekręciłem mechanizm podnoszący obciążenie do góry . Położyłem próbkę na śrubie mocującej i docisnąć z taką siłą do wgłębnika, aż wskazówka na małym czerwonym manometrze była na czwórce. Konieczne było wyzerowanie większej skali czujnika zegarowego w celu zmierzenia końcowej twardości Rocwella. Następnie zwolniłem mechanizm blokujący obciążenie i po zaskoczeniu zapadki oznaczającej maksymalny określony nacisk na próbkę odmierzyć 15 sekund. Po tym czasie ponownie uniosłem ciężar główny w położenie nie obciążające próbki, czyli zwolniłem obciążenie do położenia początkowego. Wartość twardości bezpośrednio odczytałem z manometru o większej średnicy. Siła działająca podczas tej metody wynosiła F=980N Otrzymałem następujące wyniki :

1 Pomiar 91,5 HRB = 190 HBS = 200 HV

2 Pomiar 95 HRB = 210 HBS = 220 HV

3 Pomiar 94 HRB = 204 HBS = 215 HV

Badanie twardości metodą Brinella

Na początku wybrałem odpowiednią próbkę, bez żadnych chropowatości oraz zanieczyszczeń. Następnie położyłem ją na twardościomierzu i za pomocą śruby podnośnej podniosłem, aż do penetratora, po czym docisnąłem. Kolejnym krokiem było dokręcenie zaworu, którym regulowało się ciśnienie oleju. Później pompowałem pompą tak długo, aż na manometrze pokazała się siła 750 N naciskających na próbkę. Jarzmo z obciążnikami uniosło się na wysokość około 30mm. Pompowanie odbywało się w sposób delikatny, aby nie nastąpiło zbyt duże ciśnienie w zbiorniku, gdyż mógłby wówczas wytrysnąć olej ze zbiornika co wiązałoby się m.in. z unieruchomieniem twardościomierza na dłuższy czas. Taki naciski oddziałujący na próbkę utrzymałem przez 15s, a potem za pomocą zaworu regulującego poziom oleju zlikwidowałem siłę działającą na próbkę.

Dla średnicy wgłębnika-kulki stalowej D=5mm i siły F=7,5 kN otrzymałem następujące wyniki:

1 Pomiar: d=2,5 z tw. Brinella= 143 HBS

2 Pomiar d=2,7 z tw. Brinella = 121 HBS

3 Pomiar d=2,6 z tw. Brinella = 131 HBS

Średnia d =2,6 Twardość badanej próbki wynosiła 131 HBS a w przeliczeniu na twardość Rockwella wynosi 74,5 HRB, w przeliczeniu na twardość Vickersa wynosi 138 HV

---