Nauka o materiałach i inżynieria wytwarzania I

Transkrypt

1 Badanie podstawowych właściwości fizycznych Nr ćwiczenia: 1 Zapoznanie się ze metodami oznaczania gęstości tworzyw sztucznych. Waga analityczna. Zestaw naczyń laboratoryjnych. Suwmiarka elektroniczna. Norma PN-92/C Tworzywa sztuczne. Metody oznaczania gęstości i gęstości względnej tworzyw nieporowatych. Wyciąć 3 próbki sześcienne o wymiarach boków 10 mm. Zważyć każdą próbkę z dokładnością do 0,01 g. Zmierzyć za pomocą suwmiarki długość boków z dokładnością 0,1 mm. Przygotować 3 próbki o nieregularnym kształcie. Zważyć każdą próbkę z dokładnością do 0,01 g. Napełnić cylinder wodą i odczytać jej poziom (wartość tą oznaczyć jako objętość V 1 ). Umieścić badaną próbkę w cylindrze z wodą i odczytać poziom, oznaczając objętość V 2. Opisać inne metody oznaczania gęstości. Obliczyć gęstości dla próbek o regularnych i nieregularnych kształtach. Opracować wnioski Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. WNT Warszawa Mgr inż. Krzysztof Moraczewski Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz

2 Identyfikacja tworzyw sztucznych Nr ćwiczenia: 2 Określenie typu polimeru stanowiącego główny składnik analizowanego materiału polimerowego.. Palnik. Probówki. Uchwyt do próbówek. Metalowa łyżeczka. Szczypce. Tabele do identyfikacji tworzyw. Zestaw próbek do identyfikacji. Ocenić próbkę tworzywa na podstawie wyglądu zewnętrznego: jego barwę, przezroczystość czy przeświecanie, mętność, sposób formowania i kształtowania, zachowanie się podczas wyginania. Umieścić badane tworzywo w szczypcach i wprowadzić bezpośrednio w płomień palnika. Obserwować wygląd próbki podczas spalania: ocenić jego palność, sposób topienia, kolor płomienia i układ barwy. Scharakteryzować łatwość zapalenia się materiału badanego oraz zdolność do gaśnięcia. Określić zapach dymu po zagaszeniu próbki. Włożyć do probówki rozdrobnione tworzywo i umieścić probówkę w uchwycie. Ogrzewać probówkę nad palnikiem, wyjmując co chwilę z ognia i obserwować co się dzieje wewnątrz (czy próbka topi się, rozkłada, ciemnieje). Wykonać badanie ph wydzielających się gazów (zwilżony papierek lakmusowy przyłożyć do wylotu probówki). Porównać zaobserwowane zjawiska z tabelą i określić polimer, który został zidentyfikowany. Opisać inne metody identyfikacji tworzyw. Zanotować w tabeli wszystkie wyniki obserwacji. Porównać zachowanie się poszczególnych tworzyw podczas spalania. Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. WNT Warszawa Sikora R.: Tworzywa wielkocząsteczkowe. Rodzaje, właściwości i struktura. WUPL, Lublin Mgr inż. Krzysztof Moraczewski Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz

3 Badanie nasiąkliwości materiałów polimerowych Nr ćwiczenia: 3 Zapoznanie się ze sposobem oznaczania zdolności pochłaniania wody przez tworzywa. Łaźnia wodna. Zestaw naczyń laboratoryjnych. Waga analityczna. Norma PN-ISO :1994. Tworzywa sztuczne. Oznaczanie chłonności wody. Materiał do badań. Wyciąć z folii lub płyty 3 próbki kwadratowe o boku 50 ± 1 mm i grubości płyty lub folii (powierzchnia wycięcia powinna być gładka). Wyciąć z folii lub płyty 3 próbki w postaci krążków o boku 50 ± 1 mm i grubości płyty lub folii (powierzchnia wycięcia powinna być gładka). Zważyć każdą próbkę z dokładnością do 0,01 g. Umieścić próbki w naczyniu z wrzącą wodą destylowaną na czas 30 minut tak, aby nie stykały się ze sobą lub ze ściankami naczynia. Przenieść próbki po tym czasie do naczynia zawierającego wodę destylowaną o temperaturze pokojowej na kolejne 15 minut. Wyjąć próbki osuszyć i w ciągu 1 minuty zważyć. Opisać znaczenie praktyczne pomiaru. Obliczyć chłonność w procentach wagowych i miligramach. Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. WNT Warszawa Sikora R.: Tworzywa wielkocząsteczkowe. Rodzaje, właściwości i struktura. WUPL, Lublin Mgr inż. Krzysztof Moraczewski Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz

4 Badanie wilgotności materiałów polimerowych Nr ćwiczenia: 4 Zapoznanie się ze sposobem oznaczania wilgotności tworzyw Suszarka z termostatem. Waga analityczna. Przygotować 3 próbki o wymiarach 40x40x40 mm. Zważyć każdą próbkę z dokładnością 0,01 g. Ustawić temperaturę termostatu na C. Włożyć próbki do suszarki na godzinę. Wyjąć po tym czasie próbki i zważyć. Opisać praktyczne znaczenie pomiaru. Obliczyć wilgotność w procentach wagowych.. Broniewski T., Kapko J., Płaczek W., Thomalla J.: Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych. WNT Warszawa Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. WNT Warszawa Wójcikiewicz Z.: Podstawy chemii, technologii i przetwórstwa polimerów. WPŚ, Kielce Mgr inż. Krzysztof Moraczewski Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz

5 Badanie udarności tworzyw sztucznych Nr ćwiczenia: 5 Poznanie metody badania udarności próbek z karbem i bez karbu. Młot udarowy typu Charpy ego. Norma PN-81/C Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarności metodą Charpy ego. Suwmiarka elektroniczna. Instrukcja obsługi aparatu do oznaczania udarności. Zapoznać się z instrukcją obsługi aparatu do oznaczania udarności. Przygotować 5 próbek z karbem o wymiarach 80x4x10 mm. Przygotować 5 próbek bez karbu o wymiarach 80x4x10 mm, szerokości karbu 2 ± 0,2 mm, głębokości karbu 6.7 ± 0,3 mm. Zwymiarować każdą próbkę przy użyciu suwmiarki z dokładnością 0,1 mm. Zaaretować młot urządzenia w pozycji pionowej Ustawić wskazówkę zabieraka na maksymalnej wartości skali. Umieścić próbki na dwóch podporach ( w przypadku próbek z karbem młot ma uderzyć w powierzchnię przeciwną do karbu). Zwolnić aretaż i odczytać energię zaabsorbowaną przez łamaną próbkę. Opisać inne metody badania udarności. Opisać znaczenie praktyczne pomiaru. Obliczyć udarność z karbem i bez karbu. Obliczyć udarność względną. Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. WNT Warszawa Wójcikiewicz Z.: Podstawy chemii, technologii i przetwórstwa polimerów. WPŚ, Kielce Mgr inż. Krzysztof Moraczewski Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz

6 Badanie twardości tworzyw sztucznych Nr ćwiczenia: 6 Poznanie metody oznaczania twardości tworzyw sztucznych metodą Brinella. Twardościomierz Brinella HPK 752. Norma PN-93/C Tworzywa sztuczne. Oznaczanie twardości. Metoda wciskania kulki. Sekundomierz. Instrukcja obsługi aparatu do oznaczania twardości metodą Brinella. Zapoznać się z instrukcją obsługi aparatu do oznaczania twardości. Przygotować próbki o kształcie prostopadłościanu o bokach 50x50 mm i grubości nie mniejszej niż 4 mm Wybrać odpowiednie obciążenie z następujących obciążeń pomiarowych: 49, 132, 358 lub 961 N. Dobrać obciążenie pomiarowe tak, aby otrzymana głębokość odcisku mieściła się w zakresie 0,15-0,35 mm. Umieścić próbkę na stoliku pomiarowym i pokręcając śrubą podnosić stolik do góry, aż zapali się lampka kontrolna wstępnej siły F 0 (górna lampka kontrolna na prawo od miernika) i ustawić wskazówkę miernika na zero. Przyłożyć następnie dodatkową siłę F 1 przez naciśnięcie przycisku znajdującego się w dolnej części aparatu. Z chwilą, kiedy dodatkowa siła F 1 osiągnie zadaną wartość zapala się lampka kontrolna po lewej stronie aparatu obok miernika i służy tym samym jako sygnał do mierzenia czasu. Odczytać po 60 sekundach głębokość h na mierniku, po czym nacisnąć ponownie przycisk znajdujący się w dolnej części aparatu, powodując zdjęcie obciążenia. Odczytać po kolejnych 60 sekundach wartość h 0. Obniżyć po pomiarze stolik pomiarowy i ustawić próbkę do następnego pomiaru. Wykonać na jednej próbce po trzy pomiary w różnych miejscach. Umieścić wyniki pomiaru w tabeli. Opisać inne metody badania twardości tworzyw. Obliczyć średnią arytmetyczną z pomiarów. Obliczyć twardość i powrót poodkształceniowy. Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. WNT Warszawa Wójcikiewicz Z.: Podstawy chemii, technologii i przetwórstwa polimerów. WPŚ, Kielce Mgr inż. Magdalena Stepczyńska Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz

7 Badanie ścieralności gumy Nr ćwiczenia: 7 Poznanie metody badania ścieralności gumy. Aparat Schopera-Schlobacha APGi Norma PN-75/C Guma. Oznaczanie ścieralności za pomocą aparatu Schoppera-Schlobacha. Suwmiarka elektroniczna. Waga analityczna. Instrukcja obsługi aparatu do oznaczania ścieralności. Zapoznać się z instrukcją obsługi aparatu do oznaczania ścieralności. Zwymiarować za pomocą suwmiarki 3 próbki. Zważyć każdą próbkę z dokładnością do 0,01 g. Obliczyć gęstość próbek w g/cm 3. Umieścić próbkę w uchwycie aparatu i za pomocą śruby mikrometrycznej wysunąć ją z uchwytu na wysokość 2 mm. Włączyć aparat. Po przejściu przez próbkę całej długości bębna aparat wyłączyć. Wyjąć próbkę i oczyścić z pyłu gumowego. Zważyć próbkę z dokładnością do 0,01 g. Umieścić dane w tabeli Opisać inne metody badania ścieralności. Opisać znaczenie praktyczne pomiaru. Obliczyć ścieralność próbki gumowej. Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. WNT Warszawa Jaroszyńska D., Gaczyński R., Felczak B.: Metody badań własności fizycznych gumy. WNT Warszawa Mgr inż. Magdalena Stepczyńska Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz

8 Badanie wytrzymałości przy statycznym rozciąganiu Nr ćwiczenia: 8 Poznanie metod badania odkształceń i naprężeń przy próbie na rozciąganie. Maszyna wytrzymałościowa ZMGi 250. Norma PN-ISO Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wytrzymałości tworzyw przy statycznym rozciąganiu. Suwmiarka elektroniczna. Instrukcja obsługi maszyny wytrzymałościowej. Zapoznać się z instrukcją obsługi maszyny wytrzymałościowej. Zmierzyć za pomocą suwmiarki grubość i szerokość próbki. Zaznaczyć na próbce długość odcinka pomiarowego l 0 oraz odległość zamocowania uchwytów maszyny wytrzymałościowej l m. Zamontować próbkę w uchwytach maszyny wytrzymałościowej tak, aby odległość między uchwytami odpowiadała wartości l m. Ustawić w pozycji zero czynną i bierną wskazówkę dynamometru. Ustawić miernik wydłużenia w położeniu zero. Włączyć napęd maszyny. Odczytać po zerwaniu próbki z tarczy dynamometru wartość siły przy zerwaniu oraz z miernika wydłużenie przy zerwaniu. Usunąć próbkę i zamontować następną. Opisać znaczenie praktyczne pomiaru. Opisać schematyczny wykres rozciągania tworzyw sztucznych. Obliczyć powierzchnię początkowego przekroju poprzecznego. Obliczyć naprężenie przy zerwaniu. Obliczyć wydłużenie względne przy zerwaniu. Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. WNT Warszawa Wójcikiewicz Z.: Podstawy chemii, technologii i przetwórstwa polimerów. WPŚ, Kielce Mgr inż. Magdalena Stepczyńska Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz

9 Badanie odporności cieplnej polimerów metodą Martensa Nr ćwiczenia: 9 Zapoznanie się z badaniami wytrzymałości cieplnej tworzyw sztucznych metodą Martensa. Aparat Martensa FWM Norma PN-90/C Tworzywa sztuczne. Oznaczanie temperatury ugięcia metodą Martensa. Instrukcja obsługi aparatu Martensa. Materiał do badań. Zapoznać się z instrukcją obsługi aparatu Martensa. Wyciąć 3 próbki wymiarach 120x15x10 mm. Umieścić próbki w podstawie przyrządu za pomocą uchwytu. Obciążyć swobodny koniec w taki sposób, aby w próbce powstało naprężenie zginające o wartości 5 MPa. Ustawić ramię obciążające w położeniu poziomym. Ogrzewać próbki z prędkością 50 0 C/h. Zapisywać przyrost temperatury co 15 min. Wynikiem pomiaru jest temperatura, w której wskaźnik ugięcia wskaże opuszczenie ramienia obciążnikowego odpowiadające ugięciu się próbki o 6 mm, co sygnalizowane jest zapaleniem lampki kontrolnej i sygnałem dźwiękowym. Przyjąć za wynik pomiaru średnią temperaturę dla trzech równocześnie badanych próbek. Opisać inne metody badania odporności cieplnej. Przedstawić budowę i zasadę działania aparatu Martensa.. Żuchowska D.: Polimery konstrukcyjne. WNT Warszawa Wójcikiewicz Z.: Podstawy chemii, technologii i przetwórstwa polimerów. WPŚ, Kielce Mgr inż. Magdalena Stepczyńska Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz

10 Wybrane metody badania folii Nr ćwiczenia: 10 Zapoznanie się z pomiarem grubości folii oraz z oznaczaniem zwilżalności za pomocą cieczy pomiarowych. Grubościomierz. Zestaw cieczy pomiarowych. Norma PN-92/C Folie z tworzyw sztucznych. Oznaczanie grubości. Norma PN-93/C Oznaczanie zwilżalności folii polipropylenowej orientowanej dwuosiowo. Materiał do badań. Wyciąć z folii 3 próbki o wymiarach 100x120, 100x300, 100x500 mm. Za pomocą grubościomierza zmierzyć grubość folii w miejscach określonych przez normę. Obliczyć średnią arytmetyczną z wykonanych pomiarów. Wyciąć z folii polietylenowej, polipropylenowej i poli(tereftalanu etylenu) próbki o wymiarach 150x150 mm. Wziąć z zestawu ciecz pomiarową o swobodnej energii powierzchniowej 30 mj/m 2. Nanieść na folię ciecz pomiarową w postaci pasma o szerokości ok. 10 mm. Zmierzyć czas, po jakim ta warstwa rozdzieli się na pojedyncze krople. Powtórzyć pomiar jeżeli ciecz nie ulegnie podziałowi w czasie zbliżonym do 2 s, używając kolejnej cieczy z danego zestawu, o swobodnej energii powierzchniowej większej o 1 mj/m 2. Opisać znaczenie praktyczne pomiaru. Przedstawić inne metody określania swobodnej energii powierzchniowej. Opracować wnioski Żenkiewicz M.: Adhezja i modyfikowanie warstwy wierzchniej tworzyw wielkocząsteczkowych. WNT, Warszawa Żenkiewicz M., Czupryńska J.: Wybrane zagadnienia modyfikowania radiacyjnego materiałów polimerowych. WAB, Bydgoszcz Mgr inż. Magdalena Stepczyńska Dr inż. Julian Polański prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz