Zakład Technologii Chemicznej Wydział Chemii Uniwersytetu Warszawskiego Ćwiczenie: Identyfikacja odpadów polimerowych Źródło: http://www.prb-net.qub.ac.uk/contaml/lecture%202.ppt Opracował: dr hab. inż. Andrzej Kaim
Tytuł ćwiczenia: Identyfikacja odpadów polimerowych Cel ćwiczenia: Ponowne wykorzystanie odpadów z tworzyw sztucznych (recykling) wymaga zwykle ich wcześniejszego rozdzielenia (sortowania). W tym celu niezbędna jest identyfikacja polimerów składających się na te odpady. Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z prostymi laboratoryjnymi metodami identyfikacji polimerów użytych do wytworzenia badanych tworzyw sztucznych. Wprowadzenie Tworzywa sztuczne są dzisiaj w powszechnym zastosowaniu. Opanowały bowiem niemal wszystkie dziedziny gospodarki i życia codziennego. Stało się to możliwe przede wszystkim dzięki takim zaletom tworzyw sztucznych jak: mały ciężar właściwy (lekkość tworzywa), wysoka odporność na działanie czynników chemicznych, łatwość przetwórstwa i barwienia oraz estetyczny wygląd. Produkcja przedmiotów codziennego użytku, urządzeń, konstrukcji i opakowań z tworzyw sztucznych jest obecnie jedna z najszybciej rozwijających się dziedzin gospodarki. Rozwój nowych technologii i nowych materiałów prowadzi do wyrobów nowej generacji. Powoduje to szybkie starzenie tych wyrobów, które staja się w ten sposób uciążliwym odpadem. Tym sposobem rocznie powstaje przykładowo w Europie Zachodniej ok. 20 mln ton odpadów z tworzyw sztucznych. W USA w roku 2000 powstało ok. 16 mln ton tego rodzaju odpadów. W Polsce na składowiska odpadów trafia rocznie ok. 0,8 mln ton z tworzyw sztucznych. W samej Warszawie statystyczny mieszkaniec wytwarza dziennie ok. 1 kg odpadów komunalnych, z czego ok. 15% to odpady z tworzyw sztucznych. Problem ten będzie narastał. Przykładowo, w branży urządzeń elektrycznych i elektronicznych prognozy przewidują 16-28% wzrost odpadów tego typu 1. Czas użytkowania komputerów i podobnego sprzętu wydłużył się z 10 lot w latach 80-tych do 4,3 roku obecnie 2. Najbardziej rozpowszechnionym sposobem usuwania odpadów z tworzyw sztucznych, zarówno w Polsce, jaki i w krajach europejskich, jest ich składowanie (ok. 70%). Reszta jest utylizowana w procesach recyklingowych lub spalana bez odzysku energii. 3 Paradoksalnie, zalety, jakie tworzywa posiadają w okresie swego użytkowania (duża odporność mechaniczna, chemiczna i biologiczna), zamieniają się w bardzo poważne wady w momencie ich składowania. Tworzywa sztuczne mogą nie ulegać rozkładowi przez wiele lat, a rozkładając się mogą stanowić źródło skażenia środowiska przez długi, choć często trudny do ocenienia, okres. Związane jest to z faktem, że tworzywa sztuczne mogą zawierać zarówno pierwiastki ciężkie jak i szkodliwe dla zdrowia dodatki nieorganiczne i organiczne, które w okresie składowania uwalniane są do otocznia. Ograniczona powierzchnia składowiska odpadów i coraz większe koszty składowania sprawiają, że, tak ze względu technologicznych jak i ekonomicznych, muszą być rozwijane inne kierunki utylizacji odpadów z tworzyw sztucznych. Poza oczywistym faktem, że rozwój nowych technik wytwórczych, produkcja materiałów coraz mniej szkodliwych dla środowiska, rozwój biotechnologii pomogą zapewne w rozwiązaniu problemu odpadów dużego znaczenia nabiera traktowanie odpadów z tworzyw sztucznych jako surowców wtórnych ponowne ich wykorzystanie w jednym z rodzajów recyklingu: materiałowego, surowcowego lub energetycznego. Odpady z tworzyw sztucznych, zanim zostaną ponownie zagospodarowane wg jednej z powyższych metod, muszą być zebrane i, co najtrudniejsze, posortowane. Najważniejszymi kryteriami przydatności metod identyfikacji materiałów polimerowych odpadach są: prosta technika badania, duża szybkość detekcji i duża niezawodność. Wyczerpujący opis metod identyfikacji omawianych materiałów można znaleźć w literaturze 3. Schematy postępowania przy identyfikacji tworzyw sztucznych są zwykle dość podobne do siebie. Pełna procedura identyfikacyjna wymaga określenia wielu cecha charakterystycznych materiału polimerowego i obejmuje następujące rodzaje badań: - metody analityczne (spektrometria absorpcyjna w podczerwieni niekiedy dodatkowo z detektorem fonoakustycznym dla identyfikacji materiału, spektroskopia UV/VIS, analiza jakościowa i ilościowa zarówno matrycy polimerowej jak i (po oddzieleniu) napełniaczy, zawartość węgla, zawartość wilgoci wg Karla Fischera, badanie starzenia polimeru, testy wytrzymałości mechanicznej na różnego rodzaju odkształcenia (przykładowo: rozciąganie, ściskanie, zginanie, odporność na uderzenia). W innych badaniach oznacza się takie cechy jak tworzywa jak twardość określana w kilku rodzajach testów i odporność na ścieranie, badania własności elektrycznych (np. oznacza się stałą dielektryczna, stratność dielektryczną, ładunek powierzchniowy), 1 Materiały Krajowej Konferencji Naukowo-Technicznej Ekologia w elektronice, Warszawa, 16-17.2000 2 Projekt Dyrektywy dot. Odpadów z urządzeń elektrycznych, Materiały Unii Europejskie, Bruksela 13.06.00. 3 A. Błędzki, Recykling materiałów polimerowych, WNT, Warszawa, 1997 2
badania własności termicznych (różnicowa analiza termiczna (DSC), analiza termograwimetryczna (TGA), analiza termomechaniczna (TMA), oznaczenie współczynnika rozszerzalności cieplnej, temperatury topnienia, zeszklenia, temperatury Vicata, badanie palności), badania własności reologicznych (oznaczanie wg różnych metod lepkości stopu polimerowego), optycznych (pomiary kolorymetryczne,, pomiar absorpcji i transmisji promieniowania ultrafioletowego i widzialnego, współczynnik załamania światła, współczynniki mętnienia i żółknięcia) Zainteresowani bardziej szczegółowym opisem takiego schematu mogą zapoznać się z jego przykładem opracowanym przez firmę CONSULTEK (USA) http://www.consultekusa.com/consultekplasticidchart.pdf Zadaniem w niniejszym ćwiczeniu jest zidentyfikowanie wskazanego przez prowadzącego ćwiczenia odpadu polimeru stosując metody określone w ćwiczeniu. Należy przy tym zaznaczyć, że w praktyce celem badań identyfikacyjnych jest określenie typu polimeru stanowiącego z reguły główny składnik analizowanego tworzywa. Oprócz polimeru tworzywo zwykle zawierają bowiem jeden lub większą liczbę dodatków takich jak: dodatki uszlachetniające, np. barwniki, utwardzacze, inhibitory, plastyfikatory, zmiękczacze, aktywatory, przeciwutleniacze itp. napełniacze, np. sadza, grafit, talk, skaleń, mika, kaolin, ziemia okrzemkowa itp. środki wzmacniające, np. włókna, tkaniny lub maty szklane lub z włókien sztucznych (np. aramidowych), włókna węglowe, węglik krzemu i in., środki poprawiające mieszalność tworzyw, są one często przydatne przy recyklingu odzyskanych surowców polimerowych Podczas identyfikacji tworzyw sztucznych prowadzonych w laboratoriach badawczych identyfikację rozpoczyna się od niekiedy dość trudnego etapu polegającego na wydzieleniu polimeru i oczyszczenie go z możliwie wszystkich wymienionych wyżej dodatków. W ćwiczeniu zakładamy (z dużą dokładnością), że mamy do czynienia z czystymi próbkami polimerów. Identyfikację odpadu polimerowego należy dokonać wykorzystując następujące metody: 1. Ocena wizualna podstawowych własności mechanicznych i fizycznych polimeru takich jak giętkość, twardość, rodzaj powierzchni itp., 2. Określenie typu polimeru na podstawie jego gęstości, 3. Określenie typu polimeru na podstawie jego rozpuszczalności, 4. Ocena zachowania się próbki w płomieniu, 5. Reakcja Liebermana Storach Morawskiego, 6. Analiza widma absorpcyjnego w podczerwieni. 3
Ad. 1: Ocena wizualna podstawowych własności mechanicznych i fizycznych polimeru takich jak: giętkość, twardość, wygląd rodzaj powierzchni 4
Ad. 2: Określenie typu polimeru na podstawie jego gęstości W laboratoriach przemysłowych oznaczenie gęstości polimeru (tworzywa) wykonuje się wg odpowiednich norm (np. ASTM D792, ISO 1183), często przy pomocy tzw. wagi Mettlera. W naszym ćwiczeniu gęstość tworzywa (polimeru) oznaczymy obserwując zachowanie się próbki w kilku roztworach o znanych gęstościach. Wykonanie: Przygotować po 100 ml roztworów o podanych poniżej gęstościach d: Roztwory etanol/woda: 52% etanol (d = 0.911), 38% etanol (d = 0.9408), 24% etanol (d = 0.9549). Roztwory CaCl 2 /woda: 6% CaCl 2 (d = 1.0505), 32% CaCl 2 (d = 1.3059), 40% CaCl 2 (d = 1.3982). Roztwór ZnCl 2 /woda: nasycony (d = 2.01) Mały kawałek próbki polimeru umieścić w zlewce kolejno wypełnionej przygotowanymi uprzednio roztworami. Proszę zaobserwować zanotować jak zachowuje się próbka polimeru w kolejnych roztworach, tj., w których roztworach próbka pływa, a w których tonie. Klasyfikacja polimerów na podstawie gęstości Gęstość, Nazwa polimeru Gęstość, Nazwa polimeru [g/cm 3 ] [g/cm 3 ] < 1 Polistyren spieniony 1.17-1.20 Polioctan winylu 0.80 Kauczuk silikonowy ( w zależności od napełnienia, np. krzemionką do 1.25) 1.18-1.24 Propionian celulozy 0.83 Polimetylopenten 1.19-1.35 Zmiękczony (plastyfikowany) PCW (ok. 40% plastyfikatora) 0.85-0.92 Polipropylen 1.20-1.22 Poliwęglan (z bisfenolu A) 0.89-0.93 Polietylen wysokociśnieniowy (LD) 1.20-1.26 Usieciowane poliuretany 0.91-0.92 Polibuten-1 1.26-1.28 Żywice fenolowo-formaldehydowe (nienapełnione) 0.91-0.93 Poliizobutylen 1.21-1.31 Polialkohol winylowy 0.92-1.0 Kauczuk naturalny 1.25-1.35 Octan celulozy 0.94-0.98 Polietylen niskociśnieniowy (HD) 1.30-1.41 Żywice fenolowo-formaldehydowe (napełnione napełniaczami organicznymi) 1.01-1.04 Nylon 12 (poliamid 12) 1.3-1.4 Polifluorek winylu 1.03-1.05 Nylon 11 (poliamid 11) 1.34-1.40 Celuloid 1.04-1.06 Kopolimer akrylonitrylbutadien-styren (ABS) 1.38-1.41 Poli(tereftalan etylenu) 1.04-1.08 Polistyren 1.38-1.41 Twardy PCW 5
1.05-1.07 Polioksyfenylen 1.41-1.43 Polioksymetylen (poliformaldehyd) 1.06-1.10 Kopolimer styren-akrylonitryl 1.47-1.52 Żywice mocznikowe napełniaczami melaminowoformaldehydowe (napełnione napełniaczami organicznymi) 1.07-1.09 Nylon 6,10 (poliamid 6,10) 1.47-1.55 Chlorowany PCW 1.12-1,15 Nylon 6 (polikaprolaktam) 1.5-2.0 Fenoplasty i aminoplasty napełnione napełniaczami organicznymi 1.13-1.16 Nylon 6,6 (poliamid 6,6) 1.7 1.8 Polifluorek winylidenu 1.1-1.4 Żywice epoksydowe, nienasycone żywice poliestrowe 1.5-2.9 Żywice poliestrowe i epoksydowe napełnione włóknem szklanym 1.14-1.17 Poliakrylonitryl 1.86-1.88 Polichlorek winylidenu 1.15-1.25 Acetomaślan celulozy 2.1-2.2 Politrifluoromonochloroetylen 1.16-1.20 Polimetakrylan metylu 2.1-2.3 Politetrafluoroetylen 6
Ad. 3: Określenie typu polimeru na podstawie jego rozpuszczalności Mały kawałek próbki polimeru (ok. 100 mg) umieścić w probówce napełnionej w jednej trzeciej rozpuszczalnikiem i pozostawić do końca ćwiczeń od czasu do czasu wstrząsając. Pod koniec zajęć ocenić wygląd próbki (bez zmian, pęcznienie, rozpuszczanie).wynik porównać z tabelą rozpuszczalności polimerów. Należy pamiętać, że rozpuszczalność danego polimeru w określonym rozpuszczalniku może zmieniać się w zależności od masy cząsteczkowej, rozgałęzień i stopnia krystaliczności. Ze wzrostem masy cząsteczkowej oraz stopnia krystaliczności zmniejsza się rozpuszczalność. Polimer Woda Aceton Octan etylu Dioksan Benzen Dichloroetylen Pirydyna Chloroform Kwas octowy Kwas mrówkowy Kwas solny Kwas siarkowy n-butanol Octan metylu Octan butylu Chlorek metylu Eter etylowy Alkohol etylowy Cykloheksanol Tetrachlorek węgla Octan celulozy - + + + - - + - + - - + + - - - + - Polialkohol winylowy + - - - - - - - - - - - - - - - Poliakrylany - + + + - + Poliamid - - - - - - - - + + + - - - - - - Polichlorek winylidenu - - - c - - g - - - - - Polichlorek winylu - - - + - + - + - - - - - p - - + + Polietylen - - - - g - g g - - - - - - - - - - g Poliizobutylen - - - - - - - - - - - - p - Polimetakrylan metylu - + + + + + + + + c + - - + - Polioctan winylu - + + + + + + + + + + + + p + + + Polipropylen - - - - - - - - - - - - - - - - - - Polistyren - p p + + + g + - - - - + + + p - - + Politetrafluoroetylen - - - - - - - - - - - - - Poliuretany - - - - - - - + + - - - - Poliwinylobutyral - c + g + + g c + + - + Poliwinyloformal - c + + + + - c c - Ż.fenolowoformaldehydowa - + - - - - + + + + + Ż.melaminowoformaldehydowa - - - - g - + - - - - - Ż.mocznikowoformaldehydowa - - - - - g - + - - - - - (+) - rozpuszczalny (-) - nierozpuszczalny (c) - częściowo rozpuszczalny (g) - rozpuszczalny na gorąco (p) - pęcznieje Ad. 4: Ocena zachowania się próbki w płomieniu Próbkę należy umieścić na łopatce i wprowadzić do części ostrej, tj. nieświecącej płomienia palnika gazowego tak, aby próbka zanurzona była w płomieniu. Można też zastosować pęsetą i wprowadzić próbkę wprost do płomienia. Należy obserwować zjawiska zachodzące w bezpośrednim kontakcie z płomieniem, jak i po wyjęciu próbki. Jeżeli próbka się pali płomień należy zdmuchnąć. W czasie analizy notuje się: stopień łatwopalności stwierdzenie, czy próbka gaśnie po wyjęciu z płomienia czy też nie 7
rodzaj płomienia (świecący, kopcący) barwę płomienia i układ barw (np. barwna obwódka) zmiany wyglądu tworzywa pod wpływem płomienia (topienie się tworzywa, zwęglanie, tworzenie się pęcherzy, itp.) zapach gazów wydzielających się podczas palenia Uwaga: Próbkę należy ogrzewać wolno. Jeśli płomień będzie zbyt duży rozkład odbędzie się za szybko, by zaobserwować zachodzące zjawiska. Wyniki obserwacji: Polimer nie pali się: a. żarzy się w płomieniu kauczuk silikonowy lub poliimidy b. żarzy się w płomieniu, pozostają resztki wypełniacza (np. włókna) laminaty napełnione azbestem lub innym napełniaczem nieorganicznym c. żarzy się w płomieniu, niebiesko-zielony koniec płomienia, nie zwęgla się politetrafluoroetylen lub polimery pochodne zawierające chlor, d. próbka zachowuje swój kształt, we wszystkich przypadkach czuje się zapach formaldehydu - brak innego zapachu żywica mocznikowo-formaldehydowa. - silny rybi zapach żywica melaminowo-formaldehydowa. - zapach formaldehydu i fenolu żywica fenolowo-formaldehydowa. Polimer pali się w płomieniu, ale po wyjęciu z płomienia gaśnie. 1. Płomień jasny, żółtawy lub bez wyraźnego zabarwienia, kopcący tworzywo tworzy pęcherze poliwęglan lub, nieutwardzone żywice fenolowe lub formaldehydowe 2. Płomień ma żółto-zielone zabarwienie: a. zapach palonej gumy, - zielona obwódka chlorowany kauczuk, - zielona obwódka otoczona żółtą neopren, b. nie zapala się, polimer zmienia kolor na żółtą, potem na brunatnoczerwoną, a w końcu czarną, ostry zapach (HCl) polichlorek winylu i jego pochodne, c. zapach słodki, czarny popiół polichlorek winylidenu d. zapach spalonego mleka kazeina. Polimer pali się po wyjęciu z płomienia. Obserwuje się płomień podczas pierwszych sekund palenia. 1. Palenie bardzo gwałtowne z intensywnym płomieniem. a. zapach kamfory azotan celulozy plastyfikowany (zmiękczony). b. brak zapachu kamfory azotan celulozy c. zapach octu i palonego papieru, żółtawy, kapie octan celulozy 2. Jasny płomień głównie niebieski z małym białym końcem, a. bardzo słodki owocowy zapach, trzaski, kapiące krople metakrylany, b. trudny do zapalenia, zapach przypomina palone włosy, lub róg, płomień biały, później niebieskawo-żółty, trzeszczy, ciągnące się (niekiedy pieniące) krople poliamid, c. słaby słodki zapach poliwinyloformal, d. zapach zjełczałego masła, e płomień iskrzący octanomaślan celulozy, f brak iskier poliwinylobutyral. 3. Płomień otoczony przez czerwoną obwódkę, iskrzy, zapach kwasu octowego poliwinyloacetal. 4. Płomień żółty, a. zapach kwasu masłowego octanomaślan celulozy, b. zapach słodki, kwiatowy (hiacyntów), płomień, niekiedy żółto-pomarańczowy, silnie kopcący, błyskający polistyren, c. słaby słodki zapach poliwinyloformal, 8
d. zapach palonego papieru celuloza e. jasny płomień, trudny do zapalenia, nieprzyjemny zapach (izocjaniany), pieni się, krople poliuretany, f. środek płomienia niebieski, zapach parafiny, polietylen, polipropylen, 5. Płomień z żółto-zieloną obwódką, a. pali się bardzo trudno i iskrzy, zapach kwasu octowego. Stopiony palący się materiał wkroplony do wody tworzy ciężkie brązowo-czarne pieniące się granulki lub płatki octan celulozy. b. palenie zaczyna się od razu, słaby słodki zapach, stopiony polimer wkroplony do wody tworzy płaskie dyski, które są jasnoorzechowe kiedy polimer jest niezabarwiony etyloceluloza. Ad. 5: Reakcja Liebermana Storach Morawskiego Reakcja Liebermana Storach Morawskiego jest adaptacją reakcji Liebermana Storacha stosowana do wykrywania olejów żywicznych w olejach schnących. W przypadku obecności tych olejów w próbce pojawia się zabarwienie czerwono-fioletowe, brunatne Przepis na przeprowadzenie reakcji. Odpowiednio małą próbkę polimeru (ok. 50 mg) należy zmieszać i wytrząsnąć z 2 cm 3 gorącego bezwodnika octowego. Po ostudzeniu dodać 3 krople stężonego kwasu siarkowego (50%). Należy obserwować zabarwienie pojawiające się natychmiastowo, następnie po 10 min. Następnie próbkę należy podgrzać do 100 o C na łaźni wodnej. Proszę porównać zaobserwowane zmiany zabarwienia próbki z tabelą. Reakcje Liebermana Storach Morawskiego Żywica/polimer Rozpuszczalność w bezwodniku octowym na gorąco całkowita po oziębieniu mętnieje po dodaniu H 2 SO 4 Fenolowoformaldehydowa Czerwonofioletowe różowe, a następnie żółte Zabarwienie Po 10 min. brunatne mętny mętny Brak zabarwienia brak zabarwienia po dodatk. ogrzew. do 100 o C Polistyren mętnieje mętny Brak zabarwienia brak zabarwienia żółto-brunatne Acetyloceluloza rozpuszcza się Brak zabarwienia brak zabarwienia brak zabarwienia Etyloceluloza rozpuszcza się mętny Żółto-brunatne ciemno-brunatne ciemno-brunatne Benzyloceluloza czerwonobrunatne Mocznikowoformaldehydowa żółtawopomarańczowe Melaminowoformaldehydowa Polialkohol winylowy Poliamid rozpuszcza się całkowita całkowita Epoksydowa mętny mętny Polichlorek winylu Brak zabarwienia brak zabarwienia brak zabarwienia Brak zabarwienia Brak zabarwienia-do żółtawego Brak zabarwienia Żółte czerwonobrunatne brak zabarwienia brak zabarwienia-do żółtawego brak zabarwienia żółte czerwonobrunatne mętnieje Brak zabarwienia brak zabarwienia brak zabarwienia brązowo-czarne jasnożółte czerwone - brunatno-żółte brunatne 9
Polioctan winylu Eter poliwinylowy mętnieje Polibutyral winyl. mętny mętny Brak zabarwienia do żółtawego niebieskie ziel. czerwone brunatne szaro-niebieskie brunatno-czarne brunatne - ciemno-brunatne Poliuretan jasnożólte jasnożólte Kauczuk chlorowany żółto-brązow żółto-brązow Polietylen chlorosulfonowy Poliizobutylen nie rozpuszcza się nie rozpuszcza się ciemno-brunatne brązowe, fluoryzuje na zielono czerwono-żółtobrązowe - - - jasno-brunatne - - - - Poliakrylan rozpuszcza się mętnieje - - - Polimetakrylan metylu rozpuszcza się mętnieje - - - Ad. 6: Analiza widma absorpcyjnego w podczerwieni Pod zakończeniu ćwiczeń studenci otrzymują widmo absorpcyjne w podczerwieni otrzymanego do analizy polimeru. W sprawozdaniu widmo to należy zinterpretować i porównać z otrzymanymi wynikami eksperymentalnymi. Warunki zaliczenia ćwiczenia: 1. Zdane kolokwium wejściowe 2. Wykonanie przewidzianych w ćwiczeniu czynności badawczo-analitycznych 3. Sporządzenie sprawozdania ujmującego w skróci opis przeprowadzonych eksperymentów wraz analizą wyników i ich interpretacją 4. Rozszyfrowanie trzech podanych przez asystenta akronimów (skrótów) polimerów i narysowanie struktury jego łańcucha (adres dla skrótów: http://www.tworzywa.com.pl/poradnik/poradnik.asp?id=292 5. Wykonanie pisemnego raportu z odwiedzin w Sandretto Plastics Museum (http://www.sandretto.it/museonew/ukmuseo/default.htm). W raporcie należy podać co najmniej 3 obiekty wystawione w tym muzeum wykonane z polimeru zidentyfikowanego podczas ćwiczenia. Ponadto należy podać (posiłkując się innymi materiałami) krótką charakterystykę własności fizykochemicznych polimeru ze szczególnym uwzględnieniem tych jego własności, które mają znaczenie dla środowiska naturalnego. Zalecana literatura: 1. D. Braun, Simple methods for identification of plastics, Carl Hanser Verlag, München Wien 1996. 2. A.K. Błędzki, Recykling materiałów polimerowych, WNT, Warszawa, 1997 3. T. Broniewski, J. Kapko, W. Płaczek, J. Thomalla, Metody i ocena własności tworzyw sztucznych, WNT, Warszawa 2000. Wykorzystana literatura: 1. D. Braun, Simple methods for identification of plastics, Carl Hanser Verlag, München Wien 1996. 2. A.K. Błędzki, Recykling materiałów polimerowych, WNT, Warszawa, 1997 3. T. Broniewski, J. Kapko, W. Płaczek, J. Thomalla, Metody i ocena własności tworzyw sztucznych, WNT, Warszawa 2000. 4. J. Dworakowski, R. Hryniewicz, Tworzywa sztuczne dla stolarza, PWSZ, Kraków, 1968. 5. A. Myśliński, J. Wasiak, Z. Wielogórski, Encyklopedia domowa, tom Nr 2, Ht Edytor Sp. z o.o. 1993. 6. Materiały dydaktyczne Katedry Technologii Polimerów Politechniki Gdańskiej 7. J. Dechant, Ultrarotspektroskopische Untersuchungen an Polymeren, Akademie Verlag, Berlin 1972. 8. D. Hummel, Infrared analysis of polymers, resins and additives An atlas, New York: Wiley Interscience, 1969. (Dostępny: Biblioteka Główna PW, Sygn. B 014152 ) 10
9. D. Hummel, Hochpolymere und Harze. Spektren und Methoden zur Identifizierung : Spektern, Tabellen, Register. Munchen : Carl Hanser,1968 (Dostępny: Biblioteka Główna PW, Sygn. B.012043 ) 10. Inne źródła wskazane w tekście. Konieczna aparatura, szkło, odczynniki itp. do przygotowania ćwiczenia. Konieczne jest uprzednie skompletowanie zbioru próbek polimerowych spełniających następujące warunki: - różnej wielkości kawałki (w tym małe tak, aby mogły być umieszczone w probówkach) w ilości ok. 10 g - rozpuszczalne (czyli nieusieciowane) - bez lub z małą ilością dodatków uszlachetniających Ad. Metoda 2. Określenie typu polimeru na podstawie jego gęstości Aparatura: zlewki 50 ml x 8 (do obserwacji polimerów w roztworach), zlewki 100 ml x 3 (do przygotowywania roztworów), trzy cylindry miarowe á (do przygotowywania roztworów), naczyńka wagowe do naważania CaCl 2 i ZnCl 2, pinceta do wkładania i wyjmowania próbek z roztworów, lignina w arkuszach (do osuszania próbek) Chemikalia: CaCl 2, ZnCl 2, H 2 O, etanol (eterowy: uwaga d=?), Ad. Metoda 3. Określenie typu polimeru na podstawie jego rozpuszczalności Aparatura: próbówki 20 ml x 20 (do rozpuszczania polimerów), Chemikalia: woda, aceton, octan etylu, dioksan, dichloroetylen, pirydyna, chloroform, kwas octowy, kwas mrówkowy, kwas solny, kwas siarkowy, n-butanol, octan metylu, octan butylu, chlorek metylu, eter etylowy, alkohol etylowy, cykloheksanol, tetrachlorek węgla. Ad. Metoda 4. Ocena zachowania się próbki w płomieniu Aparatura: Butla gazowa z palnikiem, szpadelki metalowe 5 szt., probówki szklane, pojemnik (rodzaj kosza na śmieci) na zwęglone polimery, Chemikalia: brak Ad. Metoda 5. Reakcja Liebermana Storach Morawskiego Aparatura: łaźnia wodna (ok. 100 o C), probówki szklane, 2 pipety szklane na 2 ml, wkraplacz kwasu siarkowego, pojemnik na zlewki kwasu siarkowego. Chemikalia: bezwodnik octowy (pod kontrolą asystenta!), stężony (50%) kwas siarkowy, Ad. Metoda 6. Analiza widma absorpcyjnego w podczerwieni Należy przygotować zbiór widm w podczerwieni, np. na podstawie (lit. 8-9), dla wszystkich posiadanych próbek polimerów, których odbitki (oczywiście z usunięciem cech identyfikujących polimer, np. wzór, podpis) będą rozdawane studentom do analizy po zakończeniu części praktycznej. Uwagi BHP: Studenci powinni nosić okulary przez cały czas ćwiczenia, używać rękawiczek ochronnych. Operacje z wolnym płomieniem wykonywać w obecności asystenta. 11