Substancje błonotwórcze polimery

Polimery
Cel ćwiczenia:
 Otrzymanie polimeru termoutwardzalnego na przykładzie syntezy żywicy mocznikowoformaldehydowej
 Otrzymanie kleju polimerowego
 Otrzymywanie pianki poliuretanowej
 Przetwórstwo polistyrenu
Literatura:
1. J. Banaś, W. Solarski, e-chemia, www.chemia.odlew.agh.edu.pl
2. K. Kelar, Chemia polimerów, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej,
3. Z. Kurzawa, Chemia, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej,
4. I. Ochrimienko, Chemia i technologia substancji błonotwórczych,
5. W. Skalmowski, Chemia Budowlana,
Zagadnienia do opracowania:
1. Podstawy chemii organicznej – nazewnictwo.
2. Zdefiniować takie pojęcia jak: monomer, polimer, mer, homopolimer, kopolimer, oligomer,
porofor, spienianie, stopień polimeryzacji, tworzywo sztuczne.
3. Typy reakcji prowadzących do otrzymania związków wielkocząsteczkowych.
4. Wymienić kilka polimerów naturalnych. Jakie mają znaczenie?
5. Co to jest kauczuk? Napisać reakcję polimeryzacji butadienu, izoprenu, poliuretanu i polistyrenu.
Wykonanie ćwiczenia
1. Otrzymanie żywicy mocznikowo – formaldehydowej
Sprzęt: parowniczka, bagietka, pipety szklane.
Odczynniki: formalina, mocznik, stężony kwas solny.
Do parowniczki wlać 2 cm3 formaliny i dodać 1 g mocznika. Po rozpuszczeniu mocznika dodać 10 kropli
stężonego kwasu solnego. Mieszać kilka minut i obserwować zachodzące zmiany.
Opracowanie wyników
1. Przedstaw mechanizm reakcji tworzenia się żywicy mocznikowo – formaldehydowej.
2. Jaki produkt pod względem fizycznym powstał w parowniczce i jaki jest jego stan po kilku minutach?
3. Napisać jakie zastosowanie mają aminoplasty.
2. Kleje polimerowe
Sprzęt: szkiełka zegarkowe, szalki Petriego, bagietki, pipety szklane.
Odczynniki: wiórki i kawałki polimetakrylanu metylu, octan etylu, aceton.
Na dwóch szkiełkach zegarkowych odważyć około 0,1 g wiórków polimetakrylanu metylu. Następnie
dodać na pierwsze około 4 cm3 octanu etylu, a na drugie około 4 cm3 acetonu, wymieszać bagietką
zawartości i przykryć szalkami Petriego. Mieszaniny odstawić na godzinę - mieszając zawartość co 10
minut. Otrzymany klej użyć do sklejenia kawałków polimetakrylanu metylu. Sklejone kawałki
odstawiamy na 10 minut.
Uwaga: Ze względu na długi czas przygotowania kleju można dla porównania najpierw skleić
kawałki polimetakrylanu metylu, wcześniej w tym celu przygotowanym klejem.
Opracowanie wyników
1. Określić trwałość sklejenia .
2. Napisać reakcję otrzymywania polimetakrylanu metylu.
3. Otrzymywanie pianek poliuretanowych
Sprzęt: pojemnik plastikowy 100ml, bagietki, strzykawka, przecinak, stoper, linijka, waga analityczna
Odczynniki: A – poliol, B – izocyjanian z katalizatorem
Za pomocą odpowiedniej strzykawki pobrać 10ml odczynnika A i przenieść do pojemnika plastikowego.
Następnie pobrać 10ml odczynnika B i przenieść do tego samego pojemnika. Oba składniki mieszać
(moment dodania drugiego składnika rozpoczyna czas startu) do momentu aż układ zacznie zwiększać
swoją objętość i ulegać spienieniu. Jednocześnie należy kontrolować za pomocą stopera czasy
charakteryzujące etapy wytwarzania pianki:
- czas startu [s] – zaczyna się z chwilą dodania drugiego składnika do momentu gdy mieszanina zaczyna
zwiększać swoją objętość,
- czas żelowania [s] – jest to czas powiększania przez mieszaninę objętości do momentu wyciągania
zżelowanych włókien z pianki,
- czas suchego lica [s] – jest to czas mierzony do momentu kiedy powierzchnia pianki nie klei się na
powierzchni.
Po zastygnięciu pianki należy przy użyciu przecinaka wyjąć ją z pojemnika i wykroić fragment o znanej
objętości i zważyć. Obliczyć gęstość swobodną pianki [kg/m3].
Opracowanie wyników
1. Napisać ogólną reakcję syntezy poliuretanów.
2. Wyznaczyć parametry technologiczne pianek oraz gęstość swobodną.
Uwaga: Ze względu na pracę z izocyjanianami całe doświadczenie należy prowadzić pod
włączonym dygestorium.
1. Przetwórstwo polistyrenu – otrzymanie styropianu
Sprzęt: pojemnik plastikowy 100ml, linijka, waga analityczna, zlewka szklana, grzałka elektryczna
Odczynniki: granulat polistyrenowy o dwóch średnicach,
Do pojemnika na 100ml odważyć około 5g granulatu. Pojemnik zakręcić i umieścić w zlewce z wrzącą
wodą. Doświadczenie prowadzić przez około 30-40 minut obserwując zachodzące zmiany. Po skończeniu
procesu pojemniki ostrożnie wyjąć i schłodzić pod strumieniem bieżącej wody. Z gotowego styropianu
wyciąć równomierny fragment, zmierzyć jego wymiary oraz zważyć. Wyznaczyć gęstość swobodną
[kg/m3].
Opracowanie wyników
1. Napisać reakcję polimeryzacji polistyrenu.
2. Wyznaczyć gęstość swobodną otrzymanego styropianu.
3. Opisać mechanizm spieniania granulatu polistyrenowego.