Ćwiczenie 3
Materiały polimerowe: otrzymywanie i charakterystyka
poli(metakrylanu metylu)
Cel ćwiczenia: otrzymanie poli(metakrylanu metylu) Cele kształcenia:
Student zna budowę materiałów polimerowych i ich zastosowania, ma wiedzę dotyczącą właściwości fizykochemicznych materiałów: właściwości mechanicznych, cieplnych, elektrycznych, magnetycznych i optycznych,
Student potrafi znaleźć korelacje między składem chemicznym, strukturą, technologią i właściwościami materiałów technicznych,
Student potrafi określić budowę i właściwości oraz zaproponować fizykochemiczne metody badań materiałów, potrafi przeprowadzić syntezę prostych materiałów polimerowych,
Student opracowuje sprawozdania z przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych oraz rozumie podstawowe zasady etyki i bezpieczeństwa pracy w laboratorium.
Wprowadzenie
Polimery są materiałami organicznymi wielkocząsteczkowymi składającymi się z długich łańcuchów, między którymi występują słabe wiązania wtórne, lub mają strukturę usieciowaną. Łączenie się małych cząsteczek, nazywanych monomerami, podczas polimeryzacji odbywa się przez addycję (dodawania) lub przez kondensację. Polimeryzacja addycyjna polega na szybkiej „reakcji łańcuchowej” monomerów, natomiast polimeryzacja kondensacyjna (polikondensacja) polega na indywidulanych reakcjach chemicznych między poszczególnymi parami monomerów i jest procesem znacznie wolniejszym.
Znaczenie polimerów w życiu człowieka jest ogromne. Polimery pochodzenia naturalnego budują nasze ciało: kwasy nukleinowe (DNA), białka, keratyna (skóra, paznokcie). Ponadto, polimery stanowią składnik produktów spożywczych: skrobia. Natomiast, polimery syntetyczne a także modyfikowane używane są do produkcji: klejów, lakierów, błon filmowych, opakowań (folie, pudełka), artykułów gospodarstwa domowego, powłok ochronnych, zastawek serca, hydrożeli itd.
Odczynniki i sprzęt
Odczynniki: metakrylan metylu, nadtlenek benzoilu Sprzęt: probówki, bagietki, termostat
Zagrożenia i środki ostrożności
Metakrylan metylu
Zwroty wskazujące rodzaj zagrożenia (R) R11 Wysoce łatwopalny
R37/38 Działa drażniąco na drogi oddechowe i skórę R43 Może powodować uczulenie w kontakcie ze skórą Zwroty określające warunki bezpiecznego stosowania (S) S2 Chronić przed dziećmi
S9 Przechowywać w pomieszczeniu dobrze wentylowanym S16 Nie przechowywać w pobliżu źródeł zapłonu
S24 Unikać zanieczyszczenia skóry
S37 Nosić odpowiednie rękawice ochronne
S46 W razie połknięcia niezwłocznie zasięgnij porady lekarza – pokaż opakowanie lub etykietę
Unikać wdychania par, praca wskazana pod wyciągiem, używać rękawic ochronnych
Nadtlenek benzoilu
Symbol i oznaczenie zagrożenia: Wybuchowy. Drażniący Zwroty wskazujące rodzaj zagrożenia (R)
R2 Zagrożenie wybuchem wskutek uderzenia, tarcia, kontaktu z ogniem lub innym źródłem zapłonu
R36 Działa drażniąco na oczy
R43 Może powodować uczulenie w kontakcie ze skórą Zwroty określające warunki bezpiecznego stosowania (S)
S3/7 Przechowywać pojemnik szczelnie zamknięty w chłodnym miejscu S14 Nie przechowywać razem z palnymi związkami organicznymi
S36/37/39 Nosić odpowiednią odzież ochronną, odpowiednie rękawice ochronne i okulary lub ochronę twarzy
Wykonanie ćwiczenia
1. Do probówki zawierającej 2cm3 metakrylanu metylu dodać 20 mg nadtlenku benzoilu idokładnie wymieszać.
2. Probówkę ogrzewać w termostacie o temperaturze 90°C.
3. Po 25 – 30 minutach ogrzewania ciecz powinna przybrać konsystencję ciągliwej masy, a następnie zestalić się, przechodząc w twardy, bezbarwny i przezroczysty produkt. Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia
1. Dokonać krótkiego opisu właściwości fizykochemicznych oraz możliwości wykorzystania w praktyce poli(metakrylanu metylu).
2. Opisać otrzymany produkt. Jeśli produkt różni się wyglądem od zakładanego, podać przyczyny, które mogły to spowodować.
Zagadnienia teoretyczne do kolokwium:
1. Pojęcia: mer, monomer, oligomer, polimer, stopień polimeryzacji. 2. Podział polimerów.
3. Rodzaje polimeryzacji.
4. Metody prowadzenia polimeryzacji: w bloku, w rozpuszczalniku, w zawiesinie, w emulsji w fazie gazowej.
5. Wybrane polimery - otrzymywanie, właściwości i ich zastosowania oraz wzory strukturalne (polietylen, polipropylen, policzterofluoroetylen, polistyren, polichlorek winylu, polimetakrylan metylu).
Literatura:
1. Jan Pielichowski, Andrzej Puszyński, „Technologia Tworzyw Sztucznych”, WNT 2006
2. T. Broniewski, J. Kapko, W. Płaczek, J. Thomalla, „Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych”, WNT 2000
3. Praca zbiorowa Z. Florjańczyk, S. Penczek, „Chemia polimerów” t. 1-3, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2001/2002
Wzór sprawozdania:
Nazwa modułu: Chemia materiałów i zarządzanie chemikaliami
Wykonał(a):
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 3
„Matriały polimerowe: otrzymywanie i charakterystyka poli(metakrylanu metylu)”
Kierunek: Specjalność:
Rok akademicki: Rok studiów:
Numer grupy: Dzień tygodnia i godz. zajęć:
