Ідинтифікація полімеру

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

Хіміко-технологічний факультет

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З полімерізаційні (поліконденсаційні) матеріали

на тему:Ідинтифікація полімеру

Студента __ІІ_ курсу __ХП-41_ групи

напряму підготовки 6.051301 Хімічна технологія

спеціальності 7.05130104

Хімічні технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів

Павлункова В. В

Керівник Миронюк О.В.

Київ - 2015

Вступ

Була поставлена задача: необхідно ідентифікувати даний примірник матеріалу та зробити висновки відносно можливості експлуатації даного матеріалу у слабко- та сильнолужному середовищах. Для полегшення проведення робіт були надані фізичні характеристики матеріалу: густина, температура плавлення, температура склування та зображення ІЧ-спектру матеріалу.

Табл.1: Фізичні властивості даного полімерного матеріалу

Рис.1: ІЧ-спектр виданого матеріалу

Результатом проведеної дослідницької роботи повинен стати обгрунтований висновок відносно можливості застосування виробів з данного матеріалу у даних умовах. У разі негативного висновку, необхідно запропонувати альтернативний варіант заміни даного полімерного матеріалу, попередньо обгрунтувавши свій вибір.

1. Ідентифікація виданого зразка, методи досліджень

полімерний фізичний поліетилентерефталат молекула

Ідентифікація - встановлення, утотожнення невідомого матеріалу з іншим відомим, шляхом певних дослідних фізико-хімічних маніпуляцій.

Прості дослідження: порівняння фізичних властивостей наявного зразка полімерного матеріалу з фізичними властивостями інших відомих полімерних матеріалів, зразки яких можна знайти у відкритих джерелах.

Табл.2: Порівняльна таблиця деяких фізичних властивостей полімерів

Слід зазаначити, що в даній таблиці приведені властивості для певних марок полімерів.

· ПЕВТ-5803-020 ГОСТ 16337-77 вищий гатунок;

· ПВХ-С-5868ПЖ;

· ПЕТФ-ТВЕРПЕТФ;

· ПП-сополімерпропілену і етилену РР7540L;

· ПС-Полістирол загального призначення 500.

З даної порівняльної таблиці можна зробити висновок, що наш зразок полімерного матеріалу схожий за своїми фізичними властивостями на Полівінілхлорид (ПВХ) та Поліетилентерефталат (ПЕТФ). Обидва матеріали, як і даний зразок, схожі за параметрами температури плавлення, температури скловання, густини та характером горіння. Щоб провести точну ідентифікацію даного зразка, необхідно використати ІЧ-спектри. Маючи ІЧ-спектр вихідного матеріалу можна порівняти його із ІЧ-спектрами Фурье передбачених матеріалів (ПВХ та ПЕТФ).

Рис.2: ІЧ спектр Фурье для ПВХ

Рис.3: ІЧ спектр Фурье для ПЕТФ

Порівнявши ІЧ-спектри ПЕТФ, ПВХ та вихідного матеріалу, можна зробити висновок, що даний полімерний матеріал більш за все є поліетилентерефталатом, ніж полівінілхлоридом.

Аналізуючи фізичні властивості та ІЧ-спектр вихідного полімерного матеріалу та різних полімерів, можна дійти висновку, що наданий зразок полімерного матеріалу є поліетилентерефталатом.

Після визначення матеріалу, можна обґрунтувати, чи варто його використовувати за наведених умов.

2. Використання матеріалу

Поліетилентерефталат (ПЕТФ, ПЕТ, також дакрон, поліестер, лавсан) термопласт, найпоширеніший представник класу поліефірів, відомий під різними фірмовими назвами. ПЕТФ [-(OC)-C6H4-(CO)OCH2CH2O-]n -- гетероланцюговий поліестер терефталевої кислоти (OH)-(CO)-C6H4-(CO)-(OH) і етиленгліколю (OH)-C2H4-(OH).

Тверда, безбарвна, прозора речовина в аморфному стані і біла, непрозора в кристалічному стані. Переходить в прозорий стан при нагріванні до температури склування і залишається в ньому при різкому охолодженні і швидкому проході через т.зв. «зону кристалізації». Одним з важливих параметрів ПЕТ є характеристична в'язкість, яка визначається довжиною молекули полімеру. Зі збільшенням властивої в'язкості швидкість кристалізації знижується. Міцний, зносостійкий, хороший діелектрик. Стійкий проти дії більшості органічних розчинників, але руйнується в лужних та аміачних розчинах, розчиняється у фенолах і хлорофенолах. Стійкий проти дії мікроорганізмів, тому його природний розклад надзвичайно повільний.

Поліетилентерефталат - синтетичний лінійний термопластичний полімер, належить до класу поліефірів. Даний матеріал може викорстовуватися як в аморфному, так і в кристалічному стані. Аморфний поліетилентерефталат - твердий прозорий, кристалічний матеріал. Ступінь кристалічності може бути відрегульована випалом при температурі між температурою склування і температурою плавлення.

Товарний поліетилентерефталат випускається зазвичай у вигляді грануляту з розміром гранул 2-4 міліметра.

Звичайне позначення поліетилентерефталату на ринку - ПЕТ, але можуть зустрічатися і інші позначення: ПЕТФ або PET або PETP (поліетилентерефталат), APET (аморфний поліетилентерефталат).

У промисловому масштабі ПЕТ почав випускатися у вигляді волокноутворюючого полімеру, але незабаром зайняв одне з провідних місць і в індустрії полімерної упаковки. За темпами зростання споживання в даний час поліетилентерефталат є найбільш швидкозростаючим полімерним матеріалом.

ПЕТФ є основною складовою кіно-, фото-, аеро- та рентгенплівок. В СРСР єдине їх виробництво було зосереджено на фірмі «Свема» (місто Шостка). Ці плівкові вироби надзвичайно токсичні в разі пожежі.

Основними сферами застосування ПЕТ у промисловості є три напрями:

· Волоконний ПЕТ - армування шлангів, ремінних приводів, волокна для легкої промисловості;

· Тара ПЕТ - пляшки, інша тара як для харчових, так і для технічних речовин;

· Плівки ПЕТ - велика кількість різноманітної плівкової продукції.

Поліетилентерефталат має високу хімічну стійкість до бензину, масел, жирів, спиртів, ефіру, розбавлених кислот і лугів. Також даний матеріал не розчинний у воді,багатьох органічних розчинниках. З іншого боку ПЕТФ нестійкий до дії кетонів, сильних кислот і лугів, ацетону, хлорбензолу, хлороформу, хлоретилену, гарячої води (вище + 600С), концентрованої оцтової кислоти, 40% плавикової кислоти, 10%.

Захоронення ПЕТФ не є можливим, бо він здатний зберігатися мільйони років; цей матеріал неприпустимо спалювати, оскільки при цьому утворюються отруйні гази.

Виходячи з хімічних властивостей даного матеріалу можна зробити наступні висновки. Використання ПЕТ для транспортування харчових рідин є оптимальним рішенням, проте лужне середовище цих рідин буде руйнувати матеріал, як наслідок можливе попадання шкідливих речовин полімеру у продукт. Як альтернативний вихід можна запропонувати використовувати схожий за властивостями полімерний матеріал, проте він має бути стійким до дії сильних лугів і кислот. Таким матеріалом може бути поліетилен.

3. Поліетилен

Поліетилен (-СН2-СН2-)n -- є карбоцепним полімером аліфатичного органічного вуглеводня олефінового ряду етилену. Термопластичний насичений полімерний вуглеводень; твердий, безколірний, жирний на дотик матеріал. Він легший за воду, горить повільно синюватим полум'ям без кіптяви.

Хімічні властивості: стійкий до дії води, не реагує з лугами будь-якої концентрації, з розчинами нейтральних, кислих і основних солей, органічними і неорганічними кислотами, навіть концентрованою сірчаною кислотою, але розкладається при дії 50%-ої азотної кислоти при кімнатній температурі і під впливом рідкого чи газоподібного хлору і фтору. При температурі вище 70°C він набухає та розчиняється у хлорованих і ароматичних вуглеводнях. При кімнатній температурі не розчиняється і не набухає в жодному з відомих розчинників. При підвищеній температурі (80° C) розчинний в циклогексані ічотирихлористому вуглеці. Під високим тиском може бути розчинений в перегрітій до 180° C воді. З часом, розкладається з утворенням поперечних міжланцюгових зв'язків, що призводить до підвищення крихкості на тлі невеликого збільшення міцності. Нестабілізований поліетилен на повітрі піддається термоокислювальній деструкції (термостарінню). Термостаріння поліетилену проходить за радикальним механізмом, супроводжується виділенням альдегідів, кетонів, перекису водню та ін.

Фізичні властивості: еластичний, жорсткий, залежно від ваги виробу стійкий до низьких температур до -70 ° С, ударостійкий, не ламається, з хорошими діелектричними властивостями, з невеликою поглинальною здатністю. фізіологічно нейтральний, без запаху. Поліетилен низької щільності (0,92 - 0,94 г / см3) - м'який; поліетилен високої щільності (0,941 - 0,96 г / см3) - твердий, дуже жорсткий.

Експлуатаційні властивості: поліетилен стійкий до нагрівання у вакуумі та атмосфері інертного газу. Під дією сонячної радіації, особливо УФ променів, піддається фотостарінню (в якості світлостабілізаторів використовується сажа, похідні бензофенолу). Поліетилен практично нешкідливий; з нього не виділяються небезпечні для здоров'я людини речовини.

Висновки

У висновках я б хотів зазначити, що поліетилен є більш стійким, ніж ПЕТФ. Саме інертність поліетилену до дії лужного середовища в даній ситуації є вирішальною перевагою над ПЕТ. Виходячи з цього, я б рекомендував замінити даний матеріал під назвою поліетилентерефталат на поліетилен, адже саме поліетиленова тара підходить для використання в даних умовах.

Список використаної літератури

1. A.K. van der Vegt & L.E. Govaert, Polymeren, van keten tot kunstof, ISBN 90-407-2388-5

2. В. П. Кухар Біоресурси -- потенціальна сировина для промислового органічного синтезу

3. Андрушків Б., Вовк І., Погайдак О. Удосконалення економічного інструментарію пошуку нових ресурсів в умовах пострадянського суспільства

4. Деркач Ф.А. Хімія.- Л.: 1968

Размещено на Allbest.ur