Laboratorium przetwórstwa tworzyw sztucznych
Temat: Identyfikacja tworzyw sztucznych
Polimery s substancjami zoonymi z makroczsteczek, charakteryzujcych si regularnym lub nieregularnym powtarzaniem si w nich ugrupowa atomów, zwanych monomerami, jednego lub kilku rodzajów. Makroczsteczki skadaj si z bardzo wielkiej liczby monomerów tj. maoczsteczkowych zwizków chemicznych. Liczba orodków reaktywnych okrela funkcyjno monomeru i ma bezporedni wpyw na budow makroczsteczki.
- polimeryzacja - jest polireakcj acuchow, zachodzc dziki obecnoci wiza nienasyconych lub na skutek rozerwania nietrwaego piercienia monomeru, bez wydzielania produktów ubocznych i bez przegrupowania atomów.
- polikondensacja - polega na stopniowej kondesacji monomerów i zachodzi z wydzieleniem produktów ubocznych.
- poliaddycja - jest polireakcj stopniow podobnie jak polikondensacja, ale bez wydzielania produktów ubocznych.
Identyfikacje tworzyw mona przeprowadza midzy innymi na podstawie:
wygldu zewntrznego i postaci wyrobu
dwiku wydawanego przy uderzaniu o inny przedmiot
zachowania si w pomieniu, zapachu dymu
masy wyrobu
Ogldziny:
Sprawdzamy czy tworzywo jest przezroczyste, przewietlajce, bezbarwne. Tworzywa przezroczyste nale do grupy tworzyw bezpostaciowych (termoplasty, duroplasty ). Duroplasty cechuje przestrzennie usieciowana budowa, w zwizku z tym wyróniaj si dobr sztywnoci, nierozpuszczalnoci i nietopliwoci. Termoplasty zbudowane s z makroczsteczek liniowych rzadziej rozgazionych, dziki czemu s odwracalnie plastyczne w podwyszonych temperaturach, a twarde w temperaturze otoczenia. Biel tworzyw sztuczny wynika z rozdrobnienia struktury. Tworzywo moe by barwne, barwne przezroczyste, barwne przewietlajce i nieprzewitujce. Barw tworzywa otrzymujemy przez dodanie pigmentu lub barwnika.
Charakterystyczne skadniki poszczególnych grup tworzyw:
Aminoplasty - tworzywa o jasnych barwach.
Fenoplasty - tworzywa o brzowej barwie.
Folie nieprzezroczyste - polietylen, poliamid, polipropylen.
Folie przezroczyste - tworzywa celulozowe np. octan celulozy; polichlorek winylu, poliwglany.
Wókna (nici, tkaniny) - poliamidy, poliestry termoplastyczne, polipropylen.
Profile mikkie - zmikczony pvc, polietylen, polipropylen.
Laminaty - na bazie wókien organicznych i szklanych.
Kity:
elastyczne - zmikczony pvc, poliestry, poliuretany, silikony
twarde - ywice.
Pyty i elementy wykonane z pyt:
przezroczyste - szko organiczne, octan celulozy, poliwglany, pvc.
nieprzezroczyste - ywice, laminaty.
Tworzywa porowate - polistyren, poliuretany.
Lakiery - na bazie acetonu, bezwodnika ftalowego, ywice termoutwardzalne.
Próby jakoci:
- such - uderzamy tworzywem o tworzywo i suchamy odgosów (odpowied tworzywa na uderzenie ). Tworzywa mog wydawa dwik guchy, tumiony, metaliczny. Twarde szkliste tworzywa wydaj odgos metaliczny, dwiczny. Polistyren np. daje dwik metaliczny przy uderzeniu. Naley jednak pamita e dwik zaley od ksztatu przedmiotu. Im bardziej tworzywo jest elastyczne, tym bardziej tumi drgania.
- dotyk - kade tworzywo przy dotyku jest inne. atwo mona wyczu teflon gdy jest liski. Polietyleny s w dotyku wiecowate.
- zapach - zasadniczo tworzywa sztuczne s bez smakowe i bez zapachu. Ale przy polikondensacji wytwarza si np. amoniak który z czasem zanika w tworzywie.
Masa waciwa.
Masa waciwa |
Tworzywo sztuczne |
<30 kg/m3 |
Materiay porowate np. gbki, styropian |
900 |
Polietylen, polipropylen, poliizobutylen, poliamidy, polimetakrylan metylu, poliestry nienasycone, poliwglany |
1000 |
Octan celulozy, polichlorek winylu plastyfikowany, ywica epoksydowa, polialkohol winylowy, polimetany |
1300 |
Azotan celulozy, ywice fenolowe z napeniaczem organicznym, polichlorek winylu twardy |
1400 |
ywice aminowe (aminoplasty z napeniaczami organicznymi ), polialdehydy, polichlorek winylu z napeniaczem naturalnym, niektóre chlorokauczuki |
1700 |
Tworzywa z napeniaczami nieorganicznymi (epoksydy i poliestry wzmocnione wóknem szklanym ), polichlorek wineliedenu |
> 2000 kg/m3 |
Teflon, tworzywa fluorowe (PTFE), politrójfluoroetylen |
Rozkad termiczny:
Tworzywa rozkadaj si chemicznie pod wpywem temperatury.
Zachowanie si tworzywa w pomieniu palnika:
Próbk tworzywa umieszczamy w pomieniu i trzymamy chwil. Nastpnie wyjmujemy próbk z pomienia i obserwujemy czy ponie dalej czy ganie. Jeeli pali si obserwujemy czy kopci, jeeli w pomieniu nie pali si to jest odporne na wysok temperatur (np. fluorowce ). Jeeli po wyjciu z pomienia, palio si i zgaso i dymi, to badamy zapach. Tworzywa z chlorem, teflon daj zapach kwany, tworzywa fenolowe daj gryzcy dym o zapachu formaldehydu. Aromatyczne zapachy dodawane do tworzyw daj zapach np. owocowy. Jeeli pomie po wyjciu tworzywa nie zgas to obserwujemy barw tego pomienia. Barwa niebieska (duo wodoru, mao wgla ), barwa óta z zanikajcymi niebieskimi krawdziami i czarny kope (duo wgla w postaci sadzy fruwajcej w powietrzu ), barwa óta (rednio wgla ). Chlor daje zielonkawe obrzee pomienia (polichlorek winylu ). Obserwujemy jak tworzywo zachowuje si w pomieniu, czy si topi, czy kapi krople (krople zazwyczaj pon ). Tworzywa majce wysz mas czsteczkow bd skwiercze, bd wystpoway na powierzchni bble, lecz nie bd kapa krople ( poliamid, polimetakrylan metylu ).
|
Wnioski z obserwacji |
Cechy pomienia |
Zapach dymu |
Wysunite wnioski |
Prawdopodobne tworzywo |
1 |
Przezroczyste, twarde, bezpostaciowe |
óty, strzelajcy, iskrzcy |
Typowy owocowy |
Plastomer |
Polimetakrylan metylu |
2 |
Biay, twardy, ciki, liski |
brak |
Ostry, kwany |
Materia przechodzi z biaego w przezroczysty, mikki. |
Teflon |
3 |
Brzowy, twardy, lekki. |
arzcy si |
Ostry, nie przyjemny. |
Zawiera napenienie organiczne |
Laminat na bazie ywicy |
4 |
Biay, lekki, przewitujcy. |
óty |
Palonej wiecy |
Przechodzi w stan gumowaty o kolorze biaym, kapie |
Polietylen |
5 |
Nieprzezroczysty czerwony, liski. |
óty |
Dym kamforowy |
Tworzywo celulozowe. |
Celuloid |
6 |
Twarde, sztywne, nieprzezroczyste,postaciowe |
blady |
Palony róg |
Po nagrzaniu moliwo wycigania wókien, które zwijaj si w spiral. |
Poliamid |
7 |
Przezroczysty, elastyczny |
óty |
Kwany |
Poza pomieniem ganie,elastometr bezpostaciowy |
Polichlorek winylu |
8 |
Szary, sztywny |
óty |
Ostry |
Powstaje wókno szklane |
ywica poliestrowa |
Identyfikacj tworzywa sztucznego na podstawie wygldu zewntrznego, jak równie zachowania si w pomieniu przeprowadzi jest bardzo trudno. Powodem tego jest to, i stosowanych obecnie tworzyw jest coraz wicej, a ich wasnoci s bardzo róne.
Podczas przeprowadzania dowiadczenia identyfikowalimy tworzywa biorc pod uwag ogldziny zewntrzne, dwik, zachowanie si pomienia, zapach.
Dziki tabelom wzorcowym moglimy okreli zgrubnie rodzaj tworzywa który identyfikowalimy, do dokadniejszego okrelenia tworzyw naleaoby przeprowadzi dokadniejsze próby: np. odporno na dziaanie czynników chemicznych, okrelenie temperatury miknicia, wasnoci wytrzymaociowe, itp.
Sdz jednak, i z duym prawdopodobiestwem okrelilimy rodzaje badanych tworzyw.