Тематика лабораторных занятий

Стандартизация и сертификация»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по самостоятельной работе

Самара 2014

УДК 543.07

Анализ пластмасс. Стандартизация и сертификация: метод. указания по самостоятельной работе / Сост. Э.Р. Ногачева. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2014. – 21 с.

Рассматриваются методические основы различных аспектов изучения дисциплины. На основе рабочей программы курса даны рекомендации по содержанию аудиторной и самостоятельной работы, по оптимальному изучения предмета.

Методические указания предназначены для студентов очного обучения по направлению 240100 Химическая технология и профилю (специализации) подготовки "Технология переработки пластмасс и эластомеров".

Будут полезны при самостоятельной работе.

Печатается по решению заседания кафедры «Химия и технология полимерных и композиционных материалов» ФГБОУ ВПО «СамГТУ»

протокол №7 от «15»января 2014

Ó  Э.Р. Ногачева, составление, 2014

Ó Самарский государственный

технический университет, 2014

Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе

Целями освоения дисциплины (модуля) «Анализ пластмасс. Стандартизация и сертификация» является формирование профессиональных компетенций, необходимых для успешной реализации производственной, научной и проектной деятельности:

ПК-7 – способностью и готовностью осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции.

ПК-10 – использовать нормативные документы по качеству, стандартизации и сертификации продуктов и изделий, элементы экономического анализа в практической деятельности.

ПК-22 – проводить стандартные и сертифицированные испытания материалов, изделий и технологических процесса.

Задачей изучения дисциплины является приобретение на базе освоения теоретического и практического материала знаний, умений и навыков, характеризующих приемлемый уровень сформированности целевых компетенций.

В результате изучения дисциплины студент должен:

- знать: теоретические основы методик, применяемых для анализа полимерных материалов, основанных на физических и химических свойствах; знать современные методы исследования, используемые для качественного и количественного анализа пластмасс; приёмы определения природы полимеров и состава полимерной композиции; основные методы идентификации пластмасс; основы системы стандартизации продукции; основы системы сертификации поставщиков.

- уметь: самостоятельно проводить анализы полимерной продукции для определения её качества и соответствия требованиям стандартов; идентифицировать полимеры.

- владеть навыками: работы с учебной, справочной, нормативной и технической литературой, а также научными поисковыми базами данных; работы с измерительной приборной базой.

Краткая характеристика дисциплины

Под идентификацией понимают действия, позволяющие с достаточной степенью вероятности определить вид полимерного материала с тем, чтоб в дальнейшем получить возможность уже по табличным данным оценить его технические, технологические и эксплуатационные свойства.

Необходимость идентификации вызывается множеством практических причин:

1. При конструировании нового изделия по имеющему образцу требуется установить, из какого материала изготовлен аналог, и выбрать пластик, обеспечивающий новому изделию конкурентное превосходство.

2. В конфликтных ситуациях бывает необходимо установить, действительно ли то или иное изделие изготовлено из пластмасс, указанной разработчиком.

3. При получении сырья без надлежащих характеристик может потребоваться установление его вида, а лучше, если возможно, марки.

4. В ряде случаев требуется проверить полученное сырье или определить из свежего или вторичного сырья, или их смеси получено изделие. Последнее актуально для экструзионного производства. И так далее.

В соответствии со сложностью решаемых задач применяют две групп методов идентификации полимеров. Первая, достаточно простая, основанная на последовательном исключении возможных вариантов с помощью простейших испытаний, включающих и органолептический подход. Вторая, аппаратурная, состоит в системного экспериментальном анализе, выполненном с привлечением сложной лабораторной техники, причем интерпретации полученных результатов под силу только квалифицированному специалисту в области химии и технологии пластических масс.

3. Связь с предыдущими дисциплинами:

Успешное обучение студента по данной дисциплине обеспечивается глубоким изучением курсов "Органическая химия", "Аналитическая химия и ФХМА", "Физическая химия", "Свойства пластмасс", "Полимерные материалы", "Композиционные материалы".

4. Связь с последующими дисциплинами:

Знания полученные при изучении данного предмета, понадобятся студентам при изучении дисциплины "Сырьевые ресурсы для полимеров" и при выполнении курсовых и дипломных работ.

В соответствии с целью изучаемой дисциплины студенты должны прослушать курс лекций и выполнить лабораторные работы. Лабораторные занятия и самостоятельная работа позволят сдать зачет в форме устных ответов на вопросов.

Распределение часов занятий по семестрам

Содержание дисциплины

В соответствии с поставленной задачей весь учебный материал разбит на несколько разделов:

Введение. Пластмассы – как объект качественного и количественного анализа.

Раздел 1. Анализ свойств пластмасс

Тема 1.1 Анализ физических свойств пластмасс и внешнего вида

Оценка внешнего вида пластмасс.

Физические свойства пластмасс. Определение плотности жидких и твердых полимеров. Определение полимера по воздействию пламени и высокой температуры. Процессы, происходящие при сжигании полимера. Проведение анализа растворимости пластмасс. Схема идентификации полимеров по растворимости.

Качественные реакции полимеров: реакция Либермана–Шторха–Моравского.

Тема 1.2. Анализ механических, реологических и других свойств пластмасс.

Механические свойства: испытания на одноосное растяжение, изгиб и сжатие; измерение ползучести; определение сопротивления ударным нагрузкам (по Изоду и Шарпи); определение прочности на сдвиг; определение износостойкости; усталостные испытания; испытания на твердость (метод Бринелля, Роквелла, Виккерса и Шора).

Реологические свойства: определение скорости течения расплава, объемного расхода расплава, усадки при формовании и вязкости

Раздел 2. Систематический анализ полимеров по аналитическим группам

Тема 2.1. Понятие об аналитических группах полимеров. Схемы анализа: водорастворимые полимеры, галогенсодержащие полимеры, азотсодержащие полимеры, полимеры на основе фенолов, полимеры, содержащие сложноэфирные группы; полимеры на основе простых эфиров, полимер на основе углеводородов.

Раздел 3. Идентификация пластмасс

Роль современных физических и физико-химических методов в анализе полимерных композиционных материалов (ПКМ), их полимерной основы и целевых компонентов. Особенности анализа.

Тема 3.1. Идентификация ПКМ методом ИК-спектроскопии

Способы подготовки образцов полимеров, ПКМ и их компонентов. Применение и возможности ИК-Фурье спектроскопии для анализа полимерных композиционных материалов. Преимущества и достоинства Фурье спектроскопии.

Метод диффузного отражения для исследования порошкообразных полимерных образцов.

Тема 3.2. Анализ полимерных материалов по продуктам их разложения

Идентификация полимеров и полимерных композиционных материалов по продуктам их термического разложения и методы анализа. Возможности метода пиролитической газовой хроматографии для анализа полимеров и полимерных материалов, ее аппаратурное оформление. Анализ полимерных материалов по продуктам пиролитического разложения методом ИК спектроскопии.

Тема 3.3. Идентификация сополимеров и определение их состава

Анализ сополимеров по функциональным группам. Элементный анализ. Особенности анализа сополимеров методом ИК спектроскопии. Методы определения молярного коэффициента поглощения для количественного анализа.

Тема 3.4. Анализ резин

Особенности анализа резин, обусловленные наличием химических связей между макромолекулами.

Анализ резин на основе каучуков карбоцепного строения: схема анализа. Анализ резин на основе фтор- и фторсилоксановых каучуков: количественное определение углерода, водорода, фтора и хлора в одной навеске.

Тема 3.5. Анализ целевых компонентов и примесей в полимерных композиционных материалов

Сложность идентификации полимерных композиционных материалов, целевых компонентов (ингредиентов) и примесей.

Характеристика ингредиентов ПКМ.

Выделение добавок из полимерных композиций.

Методы определения ингредиентов в полимерном материале:

Анализ содержания пластификатора. Определение содержания и типа наполнителя (недеструктивные и деструктивные методы анализа). Определение остаточных количеств инициаторов и катализаторов синтеза и ингибиторов старения в полимерах.

Раздел 4. Стандартизация и сертификация методов испытаний пластмасс

4.1. Стандартизация.

Понятие Необходимость стандартизации методов испытаний. Международные организации стандартизации (ISO и ASTM). Существующие международные стандарты в области методов испытания пластмасс. Компьютерный предварительный выбор материала по согласованным стандартам.

4.2. Сертификация.

Понятие. Необходимость сертификации поставщика продукции.

Тематика лабораторных занятий

На лабораторных занятиях проводится анализ пластмасс по их свойствам, а также их идентификация. Темы лабораторных занятий приведены ниже.

1. Органолептические испытания пластмасс

2. Определение плотности и насыпного веса пластмасс

3. Определение растворимости пластмасс

4. Испытание на воспламеняемость пластмасс

5. Определение показателя текучести расплава полимера

6. Определение вязкости расплава полимера

7. Определение твердости пластмасс

8. Определение ударной вязкости пластмасс

9. Испытание пластмасс на абразивный износ