Методи визначення полімерних матеріалів

1. Визначення поведінки полімерного матеріалу в полум'я пальника
2. Таблиця 1: Характеристики горіння деяких полімерів
3. Визначення розчинності полімерних матеріалів
4. Таблиця 2: Розчинність полімерних матеріалів
5. Кольорова реакція на полімери Лібермана - Шторха - Моравського
6. Таблиця 3: Забарвлення полімерів по реакції Лібермана - Шторха - Моравського
7. Визначення температури розм'якшення
8. Проба на плавлення
9. температура розм'якшення
10. температура текучості

Для визначення природи полімерного матеріалу в готовому виробі проводять систематичний якісний і кількісний аналіз матеріалу і визначити його з відомими типами полімерів .

Методи визначення полімерних матеріалів

• зовнішній огляд зразка;
• визначення температури розм'якшення;
• аналіз поведінки зразка в полум'ї;
• визначення розчинності зразка;
• здійснення кольорової реакції на полімери.

Перш за все відзначають зовнішній вигляд зразка:

Далі з'ясовують, плавиться чи досліджувана пластмаса взагалі. Для цього її вносять у струмінь гарячого повітря або нагрівають зразок на металевій або азбестового підставці.

Пластмасу, в залежності від того, як вона буде вести себе, можна віднести до термопластів або реактопласти . Якщо полімер віднесений до термопластичних матеріалів, то далі визначають орієнтовну температуру розм'якшення полімеру.

Визначення поведінки полімерного матеріалу в полум'я пальника

Для подальшої ідентифікації матеріалу досліджують його поведінку в полум'я пальника. Для цього невелику кількість матеріалу обережно і ненадовго вносять на шпателі в верхню частину високотемпературної зони полум'я газового пальника.

При цьому відзначають характерні особливості горіння (таблиця 2):

• займистість,
• обвуглювання,
• плавлення,
• запах,
• колір полум'я,
• наявність кіптяви, диму, самогашенія,
• наявність золи, її забарвлення.

Таблиця 1: Характеристики горіння деяких полімерів

Плавиться тече по краплях, горить добре, продовжує горіти при видаленні з полум'я. Світиться, спочатку блакитнувате, потім жовте Палаючого парафіну Поліпропілен (ПП) Те ж Те ж Те ж Полікарбонат (ПК) Те ж, що коптять Поліамід (ПА) Горить, тече ниткою синювато знизу, з жовтими краями смаленим волосся або горілих рослин Поліуретан (ПУ) Горить, тече по краплях Жовте, синювате знизу, що світиться, сірий дим Різкий, неприємний Полістирол (ПС) Самозаймається, плавиться Яскраво-жовте, що світиться, закіптюжений Солодкуватий квітковий, з відтінком запаху стиролу Поліетилентерефталат (ПЕТФ) Горить, капає Жовто-помаранчеве, закіптюжений Солодкий, ароматний Епоксидна смола (ЕД) Горить добре, продовжує горіти при видаленні з полум'я Жовте закіптюжений Специфічний свіжий (на самому початку нагрівання) Поліефірна смола (ПН) Горить, обвуглюється світиться, закіптюжений, жовте Солодкуватий Полівінілхлорид жорсткий (ПВХ) Горить з працею і розкиданням, при видаленні з полум'я гасне, розм'якшується Яскраво-зелене Різкий, хлористого водню ПВХ пластифікований Горить з працею і при видаленні з полум'я, з розкиданням Яскраво-зелене Різкий, хлористого водню Фенолоформальдегідних смола (ФФБ) Загоряється насилу, горить погано, зберігає форму Жовте фенолу , формальдегіду

Устаткування і матеріали: полімерні матеріали різної природи; пальник, шпатель, пінцет довгий.

Хід роботи. Невелика кількість матеріалу обережно і ненадовго вносять на шпателі в верхню частину високотемпературної зони полум'я газового пальника.

Виносять пластмасу з полум'я і дивляться, чи буде вона горіти далі. При цьому відзначають характерні особливості горіння: займистість, обвуглювання, плавлення, запах, колір полум'я, наявність кіптяви, диму, самогашенія, наявність золи, її забарвлення і т. П.

Результати спостережень порівнюють з таблицею 1 і визначають тип полімеру.

Визначення розчинності полімерних матеріалів

За розчинності матеріалу в певних розчинниках судять про приналежність його до того чи іншого класу полімерів (таблиця 2).

Таблиця 2: Розчинність полімерних матеріалів

Полімери Розчинники бензин ацетон етиловий спирт вода оцтова кислота соляна кислота (конц.) Фенолоформальдегідних смол (ФФБ) НР Р Р НР НР - Епоксидна смола (ЕД) НР Р Р НР - - Поліефірна смола (ПН) НР Р Р НР НР НР Поліамід (ПА) НР НР НР НР Р НР Полівінілхлорид (ПВХ) НР НР НР НР НР НР Полістирол (ПС) НР НБ НР НР НР НР Поліетилен (ПЕ) НР НР НР НР НР -

Примітка. Р - розчинний, НР - не розчиняється, НБ - набухає, - - немає відомостей

Устаткування і матеріали: полімерні матеріали різної природи; розчинник - бензин, ацетон, вода, етиловий спирт, оцтова кислота, соляна кислота.

Хід роботи: Для визначення розчинності 0,5 г подрібненого зразка полімерного матеріалу поміщають в пробірку, додають 5-10 мл розчинника, струшують і залишають стояти на кілька годин; відзначають ступінь розчинення - повне, часткове, набухає, що не розчиняється.

Якщо зразок розчиняється частково, визначають розчинність при нагріванні (в колбі зі зворотним холодильником).

Кольорова реакція на полімери Лібермана - Шторха - Моравського

Багато смоли при додаванні оцтового ангідриду і сірчаної кислоти утворюють різного кольору забарвлені сполуки. На цьому заснована реакція Лібермана - Шторха - Моравського (таблиця 3)

Таблиця 3: Забарвлення полімерів по реакції Лібермана - Шторха - Моравського

Устаткування і матеріали: полімерні матеріали різної природи; порцеляновий пластина, оцтовий ангідрид, концентрована сірчана кислота, піпетка.

Хід роботи: На порцелянову платівку поміщають невеликий шматочок досліджуваного полімеру і наносять на нього кілька крапель оцтового ангідриду, а потім краплю концентрованої сірчаної кислоти. Протягом 30 хв спостерігають за забарвленням рідини і поверхні смоли, відзначаючи кольору і послідовність їх зміни.

Результати спостережень порівнюють з таблицею 3 і визначають тип полімеру.

Визначення температури розм'якшення

Устаткування і матеріали: полімерні матеріали різної природи; металевий або фарфоровий тигель, термометр, кварцовий пісок, металева або азбестова підставка.

Хід роботи:

Проба на плавлення

Вносять зразок пластмаси в струмінь гарячого повітря, нагрітого пальником, або нагрівають досліджуваний зразок на металевій або азбестового підставці. Залежно від того, що буде відбуватися з пластмасою, можна віднести її до термопластів або реактопласти.

температура розм'якшення

Встановлюють проби пластмас - найкраще смужки довжиною 5-10 см і шириною 1 см - в залізний тигель, заповнений сухим піском. Тигель поступово нагрівають маленьким полум'ям пальника, температуру контролюють термометром, поміщеним в пісок. Коли смужки зігнуться, за показаннями термометра помічають температуру розм'якшення.

Для вимірювання температури розм'якшення можна використовувати і хімічний стакан, заповнений маслом або водою. Необхідно дотримуватися запобіжних заходів. У гаряче масло не повинна потрапляти вода.

температура текучості

Аналогічно можна визначити температуру плинності, т. Е. Ті значення температури, при яких пластмаси набувають плинність. Однак деякі пластмаси розкладаються раніше, ніж досягається температура плинності.

Список літератури: Методи випробування, контролю і дослідження машинобудівних матеріалів: довід. посібник. - М .: Машинобудування, 1993. - Т.3.
Методи дослідження неметалічних матеріалів. - 283 с. Пластмаси.
Методи визначення стійкості до дії хімічних середовищ: ГОСТ 12020-72. - Натомість ГОСТ 12020-66; введ. 01.07.1973. - М .: ІПК Вид-во стандартів, 1997. - 22 с. Пластмаси.
Метод визначення температури плавлення: ГОСТ 21553-76. - Введено 01.01.1978; перевиданий 01.01.2001. - М .: ІПК Вид-во стандартів, 2001. - 15 с. Пластмаси.
Методи визначення стійкості до дії хімічних середовищ: ГОСТ 12020-72. - Натомість ГОСТ 12020-66; введ. 01.07.1973. - М .: ІПК Вид-во стандартів, 1997. - 22 с.
Автор: Кордікова Є.І., кандидат технічних наук, доцент кафедри механіки матеріалів і конструкцій БГТУ
Джерело: Композиційні матеріали: Лабораторний практикум, 2007 рік
Дата в джерелі: 2007 рік