Wydział Geoinżynierii Wrocław, 05 maja 2012

Górnictwa i Geologii

Politechniki Wrocławskiej

CHEMIA

Sprawozdanie z ćwiczenia

pt. „Polimery”

Grupa

Rok pierwszy

I. Wstęp

Polimery, inaczej tworzywa sztuczne to związki chemiczne złożone z powtarzających się jednostek - monomerów. Pierwsze z polimerów powstały w oparciu i tworzywa naturalne, np.
o kauczuk syntetyczny. Proces powstawania polimeru to polimeryzacja i podczas niej monomery łączą się, po czym otrzymujemy dwa rodzaje tworzyw sztucznych. Pierwszymi z nich są to tworzywa termoutwardzalne, kształt nadaje się im podczas pierwszego utwardzania i nie można ich stopić i przekształcić ponownie. Innym typem polimerów to tworzywa termoplastyczne, które mogą być wielokrotnie topione i formowane, np. polichlorek winylu (PCV) (Puszyński, 2012).

Jednym z największych sukcesów w dziedzinie tworzyw sztucznych są tworzywa przewodzące prąd elektryczny, np. pod wpływem ciśnienia. Polimery dzisiaj spotykamy wszędzie: od sztucznych stawów biodrowych po kombinezony astronautów (Puszyński, 2012).

II. Część doświadczalna

2.1. Rozpoznawanie polimerów

2.1.1. Metodyka

Otrzymane próbki palono w płomieniu palnika, nad próbką PCV podczas spalania trzymano zwilżony papierek wskaźnikowy. Na podstawie obserwacji identyfikowano badane tworzywa.

2.1.2. Obserwacje

Niebieskie tworzywo paliło się kopcącym płomieniem, kawałek gumoleum było samogasnące i papierek zabarwił się na czerwono, białe tworzywo kopciło się, a przezroczyste kopciło i kapało.

2.1.3. Interpretacje

Każde z tworzyw miało charakterystyczny zapach podczas spalania. Niebieskie prawdopodobnie jest politereftalanem etylenu i ma zastosowanie, jako butelki i sztuczne włókna, jest to tzw. PET. Gumoleum wyrabia się z polichlorku winylu i podczas palenie wytwarzał się chlor. Biała próbka jest natomiast poliestrem, który nie wytwarza charakterystycznego zapachu hiacyntów. Ostatnim tworzywem przeznaczonym do badania był przezroczysty kawałek polipropylenu, który jest składnikiem foli i kształtek.

2.1.4. Wnioski

Dzięki tworzywom sztucznym można ułatwić codzienne funkcjonowanie. Polimer z jakim mamy do czynienia można określić w łatwy i szybki sposób.

2.2. Polimeryzacja

2.2.1. Metodyka

Na szkiełku mikroskopowym umieszczono po jednej stronie za pomocą zapałki dwie krople żywicy epoksydowej. Drugą zapałką obok umieszczono kroplę utwardzacza. Obydwie substancje zmieszano dokładnie i poddano działaniu ciepła z palnika w celu przyspieszenia reakcji.

2.2.2. Obserwacje

Żywica twardnieje bardzo szybko, tworząc na szkiełku gładką powierzchnię.

2.2.3. Interpretacja

Podczas doświadczenia nastąpiła polimeryzacja żywicy.

2.2.4. Wnioski

Otrzymane tworzywo to duroplast, który jest tworzywem powstałym z żywicy epoksydowej i utwardzacza. Duroplasty są trwałymi i twardymi materiałami, lecz równocześnie są kruche
i niemożliwe do ponownego formowania.

2.3. Tworzywo epoksydowe

2.3.1. Metodyka

Na szkiełko mikroskopowe z doświadczenia drugiego, lecz po drugiej stronie naniesiono dwie krople żywicy epoksydowej, które zmieszano następnie z małą ilością utwardzacza.
Kolejnym krokiem było dodanie talku i zmieszanie wszystkiego dokładnie ze sobą. Całość poddana została działaniu ciepła z palnika. Odczekano kilka minut do całkowitego stwardnienia.

2.3.2. Obserwacje

Substancja po podgrzaniu stwardniała.

2.3.3. Interpretacje

Kiedy dodano talk do żywicy i utwardzacza sprawił, że próbka stała się bardziej plastyczna od próbki otrzymanej we wcześniejszym doświadczeniu.

2.3.4. Wnioski

Talk jest wypełniaczem, sprawia ze tworzywo staje się bardziej plastyczne poprze rozluźnienie łańcuchów polimerowych.

2.4. Kleje polimerowe

2.4.1. Metodyka

W naczynku wagowym umieszczono około 0,1 g wiórków pleksi i około 4 cm³ rozpuszczalnika octanu metylu. Powstały roztwór odstawiono mieszając go, co jakiś czas, a następnie naniesiono powstały klej na otrzymane kawałki pleksi i odstawiono całość na około 10 minut.

2.4.2. Obserwacje

Dwa kawałki pleksi skleiły się, ale można było je odkleić ponownie używając dużej siły.

2.4.3. Interpretacje

Polimetakrylan metylu został rozpuszczony przez octan etylu, lecz po naniesieniu na pleksi ponownie stwardniał.

2.4.4. Wnioski

Kleje polimerowe są mocnymi klejami.

2.5. Gumka do mazania

2.5.1. Metodyka

W zlewce wymieszano 1 g polichlorku winylu i 1 g ftalany dibutylu w skutek, czego otrzymano pastę. Następnie dodano pomarańczowy barwnik. Całość włożono do suszarki elektrycznej o temperaturze 120^◦C na ok. 30 minut.

2.5.2. Obserwacje

Kiedy mieszano, masa była gęsta, pomarańczowa od barwnika i lepka.

2.5.3. Interpretacje

Po podgrzaniu gumka była miękka oraz kruszyła się przy krojeniu. Substancja pod wpływem temperatury zżelowała się a po ostygnięciu wyjęto gotową gumkę do mazania.

2.5.4. Wnioski

Doświadczenie pokazuje, że ponownie polimery maja duże zastosowanie w życiu człowieka - tutaj produkcja artykułów szkolnych.

III. Literatura

Puszyński A., 2012. Polimery i tworzywa sztuczne, instrukcja do ćwiczeń z chemii

---