SRO om fysiske og kemiske egenskaber ved polymerer

Side 1

0

FYSISKE OG KEMISKE

EGENSKABER VED

POLYMERER

SRO I KEMI OG FYSIK

STX 2.g

2. b, Ordrup Gymnasium

Side 2

1

Abstract

The purpose of this paper is to investigate what polymers are and what physical abilities they have in relation to elasticity, and for what purposes a nylon fiber could be used. First a test was carried out to determine if it was possible to distinguish between plastics based on their physical and chemical qualities. Then we attempted to create a polymer – a nylon fiber – from which it was intended to measure elasticity. Unfortunately, the fiber created wasn’t strong enough to withstand the test and it was necessary to abandon this idea. Instead these elasticity tests were carried out on a piece of valve tubing which also is a polymer. This test was a success and it was

possible to determine the elastic constant (2,1 N/m), and the elastic module of the tubing (210

Pa). Unfortunately it wasn’t possible to conclude for what purposes the nylon polymer could be used as the necessary tests couldn’t be conducted. Finally the age old question of what impact plastic has on the environment is discussed. As expected there are different opinions on this matter. Some argue that plastic bags for instance, has less impact on the environment than paper bags due to the resource-demanding fabrication of these, while others argue that biodegradable plastics aren’t biodegradable after all.

Side 3

2

Indhold

Abstract .......................................................................................................................................................... 1 Indhold ........................................................................................................................................................... 2 Indledning ....................................................................................................................................................... 3 Polymeres kemiske opbygning ....................................................................................................................... 3 Elasticitet – kraft og energi ............................................................................................................................. 4 Bestemmelse af plastik typer ......................................................................................................................... 5 Fremstilling af en polymer .............................................................................................................................. 6 Bestemmelse af elastisk konstant .................................................................................................................. 6 Diskussion af resultater .................................................................................................................................. 8 Plastik i miljøet ............................................................................................................................................... 9 Konklusion ...................................................................................................................................................... 9 Litteraturliste ................................................................................................................................................ 10 Bilag .............................................................................................................................................................. 11

Side 4

3

polymerens egenskaber. Hvis det fx er et hydrogen atom hedder stoffet ethen og den^{Figur 1,}

sværere at hive fra hinanden, og resultatet er et særdeles slidstærkt_{Figur 2,}

hydrogenbindinger mellem amidgrupper i nylon polymerer

2 Figur 3, en polykondensation. I dette tilfælde får vi dannet polyester

Indledning

Polymerer er, en vigtigt del af alle menneskers liv. Mennesker har altid brugt polymerer i form af plantefibre, men i de senere år er en ny type polymerer kommet til – de syntetiske polymerer. Et typisk eksempel på en syntetisk polymer er plastik eller syntetisk gummi. Jeg vil i denne opgave fokusere opbygning af og fysiske egenskaber ved polymerer. [1]

Polymeres kemiske opbygning

En polymer er et molekyle der er opbygget af mange små mindre molekyler (monomerer), der er bundet sammen. Polymerer dannes ved en polymerisation hvorved de mange små molekyler bliver bundet sammen til et stort. Polymer er især et begreb der er anvendt inden for plastik industrien, da alt plastik består af polymerer. [2]

Denne type polymerer går også under betegnelsen

                                                        3
”syntetiske polymerer”, da de alle er fremstillet i et laboratorie. Man kan fremstille mange

forskellige typer plastik, der alle tager udgangspunkt i et bestemt molekyle, som ses afbilledet her til højre, hvor x er den gruppe der definerer plasttypen, og derved tilhørende polymer hedder polyethen. I modsætning til syntetiske polymerer findes der også naturlige polymerer som fx natur gummi eller bomuld. [4]

Nogle polymerer indeholder også amidgrupper, som gør dem i stand til at danne hydrogenbindinger mellem amidgrupperne i de separate polymerer.

Dette gælder fx nylon. Det har den betydning, at de individuelle polymerer er

        5
materiale.

Når man taler om syntetiske polymerer kan man opdele dem i to grupper

– kondensationspolymerer og additionspolymerer. Forskellen på de to ligger i hvordan polymerisationen foregår. Kondensationspolymerer bliver dannet ved en kondensationsreaktion, altså hvor der bliver spaltet

H O fra under polymerisationen. Denne type reaktion kaldes en polykondensation, og fx nylon-6,10 bliver dannet ved en sådan reaktion.

Ved en additionsreaktion bliver en dobbelt binding mellem to carbon

1

Parbo, Henrik m.fl.: Kend Kemien 2. Side 176-200. 1. udg. 1, 2007. (Bog)

2

Mygind, Helge m.fl.: Basis Kemi B. Side 135-140. 1. udg. 5, 2013. (Bog)

3

Parbo, Henrik m.fl.: Kend Kemien 2. Side 176-200. 1. udg. 1, 2007. (Bog)

4

Parbo, Henrik m.fl.: Kend Kemien 2. Side 176-200. 1. udg. 1, 2007. (Bog)

5

Hansen, Anne: Nylon. I: Nanotek.nu, N/A, s. 1-5 (Artikel)

Side 5

4

Figur 4, en additionsreaktion mellem to ethen molekyler. Katalysatoren er ikke indtegnet.

atomer brudt, således at de kan binde sig til andre carbonatomer med ledige elektronpar. For at få denne reaktion kan forløbe, skal der bruges en passende katalysator.

Polymerernes forskellige opbygning gør deres anvendelsesmuligheder forskellige. Polyvinylchlorid (PVC) anvendes fx meget inden for byggebranchen til vandrør og gulvbelægning, mens Polypropen (PP) anvendes til

                      6
tandbørster og gulvtæpper.

Elasticitet – kraft og energi

Et elastisk materiale er et materiale der er i stand til at blive deformeret, når det bliver påvirket af en ydre kraft, men er reversibelt dvs. at det er i stand til at returnere til sin oprindelig form når det ikke længer er påvirket af denne kraft. Dette kender man fx fra en elastik, eller en fjeder. [7] Til at måle på disse materialer har man indført begreberne elastisk kraft og elastisk energi. Den elastiske kraft eller

”fjederkraften”, som den også kaldes, er defineret som værende:

𝐹 = 𝑘 ∙ 𝑥

Hvor F er fjederkraften i Newton, k er fjederkonstanten og x er afstanden til ligevægtsstillingen for fjereden i meter. Konstanten k er i denne sammenhæng et tal der siger noget om fjederens

stivhed og den angives i N/m. Denne sammenhæng mellem forlængelse og kraften der påvirker

den kaldes hooks lov.

For at måle på energien for en fjeder, må vi betragte energien som et stykke arbejde. Når vi måler på et stykke arbejde hvor kraften er konstant,

er arbejdet givet ved 𝐴 = 𝐹 ∙ Δ𝑆. Dette svarer til arealet under grafen (som

kan ses til højre). Dette arbejde der udføres kan også ses som energien der forbruges. Denne tankegang kan overføres til beregningen af energien for en fjeder og en elastik. [8]

Energien for en fjeder (også kaldet fjederenergien) er givet ved følgende formel:

𝐸 = ½ ∙ 𝑘 ∙ 𝑥^{2}

6

Mygind, Helge m.fl.: Basis Kemi B. Side 135-140. 1. udg. 5, 2013. (Bog)

7

Birkelund, Chano: Elasticitet - Youngs modul. I: Fysikleksikon KU, N/A, s. 1-2 (Artikel)

8

Storr-Hansen, Lasse: Note om elastisk energi. I: N/A, 2015, s. 1-5 (Artikel)

Side 6

5

Hvor E er energien, k er fjederkonstanten og x er afstanden til ligevægtsstillingen. Fjederkraften kan skitseres som det ses til højre. Her ser vi at kraften er konstant stigende, jo længere fjederen kommer fra ligevægtsstillingen. Man lægger desuden mærke til at formlen for fjederenergien svarer til arealet under grafen, ligesom det var tilfældet med den konstante kraft. [9]

En udvidet metode til at se på elasticitet er vha. af Youngs modul også kaldet elasticitets-modulet.

E-modulet fortæller noget om ”et elastisk materiales modstandskraft mod deformation. ” [10] og er givet ved formlen:

𝑘 =

𝐸 ∙ 𝐴

𝐿_{0}

Hvor k er fjederkonstanten, E er E-modulet, A er tværsnitsarealet af materialet og L er

0

fjederen/elastikkens længde i hvilestillingen.

Bestemmelse af plastik typer

Som tidligere nævnt har forskellige typer af plastik forskellige egenskaber. Dette gælder fx egenskaber som densitet, smeltepunkt og flammefarve ved forbrænding.

Vi opstillede et forsøg for at teste om det var muligt at identificere forskellige typer af plast ved at kigge på netop disse egenskaber. Vi havde i alt syv prøver. Først testede vi densiteten. Vi

undersøgte hvilke plasttyper der havde en densitet over eller under 1 g/cm^{3}. Det gjorde vi ved at

se om plastprøven sank til bunds i et glas med demineraliseret vand. Vi gentog denne test to

gange, med henholdsvis majsolie (massefylde på 0,917 g/cm^{3}) og en blanding af vand og

                                   3
isopropylalkohol (massefylde på 0,93 g/cm ).

Ved densitetstesten faldt 4 prøver til bunds med det samme. Derfor foretog vi en flammetest, hvor vi holdte prøven ind i flammen fra en bunsenbrænder for at se hvilken farve flammen havde.

Således kan man bestemme om plasten indeholder chloird, da netop chlorid brænder grønt.

Til slut havde vi kun to prøver tilbage – PET og PS. Vi foretog derfor en test hvor vi først lagde perlerne i acetone, og derefter lagde dem i kogende vand. Ideen er polystyren (PS) bliver opløst i acetonen, og udvider sig når det kommer i kogende vand. Konklusionen er, at ja, det er muligt at

9

Storr-Hansen, Lasse: Note om elastisk energi. I: N/A, 2015, s. 1-5 (Artikel)

10

Birkelund, Chano: Elasticitet - Youngs modul. I: Fysikleksikon KU, N/A, s. 1-2 (Artikel)

Side 7

6

Figur 5, øverst ses apocryldichlorid og nederst sebacoylchlorid

Figur 7, Under polymeriseringen af nylon 6,10 dannes HCl

Figur 8, resultater fra forsøg om elastisk konstant

Figur 6, tilhørende graf til elastisk konstant for en fjeder. for en fjeder

Enhederne er meter og Kg.

identificere forskellige typer plastik ud fra deres kemiske og fysiske egenskaber. Vores resultater er vedlagt som bilag 2.

Fremstilling af en polymer

Vi forsøgte at fremstille polymeren nylon 6,10. Vi fulgte den vedlagte forsøgsvejledning (se bilag

3). Bemærk dog at vi benyttede sebacoylchlorid i stedet for apocryldichlorid. Denne ændring bevirker at vi får dannet nylon 6,10 i stedet for nylon 6,6. For at danne polymeren hældte vi først vores

1,6-diaminohexan opløsning i et bægerglas, tilsatte 10 dråber NaOH, da reaktionen kun kan foregå under basiske forhold, og til slut tilsatte sebacoylchlorid opløsningen. Sebacoylchlorid og 1,6- diaminohexan er ikke blandbare, så de vil lægge sig som et nedre og et øvre lag. På overgangen mellem disse to væsker vil der imidlertid ske en kondensationsreaktion, der vil danne en tynd film der består af nylon-6,10. Denne film er stærk nok, til at man forsigtigt kan trække den op. I det man trækker filmen op, vil flere monomere fra de to væsker komme i kontakt med hinanden, og mere nylon-6,10 bliver dannet. Vha. denne metode kan man trække lange nylon fibre op af væsken.

Bestemmelse af elastisk konstant

For at bestemme den elastiske konstant opsatte vi først et forsøg, hvor vi målte længden af et elastisk materiale ved forskellige vægtbelastninger. Rent praktisk hængte vi først en fjeder og senere et stykke ventilgummi (bundet med et stykke snor i hver ende) fra et stativ, og hængte vægte med forskellige masse i enden. I tabellen til højre ses data fra forsøget med fjereden. Disse Data kan vi skitsere som en graf, og derefter lave linær regression på, og

Side 8

7

Figur 10, knækket ventilgummi

Figur 9, graf for fjederkonstanten af ventilgummi. Enhederne er Kg og meter hældningskoeffeicienten vil være fjederkonstanten jf formlen:

𝐹 = 𝑘 ∙ 𝑥

Fjederkonstanten k blev aflæst i Nspire

𝑘 = 10,11

𝑁 𝑚

Vi kan se bort fra tyndekraften, da fjederkraften F ophæver denne. Det kan opskrives således:

𝐹 = 𝐹_{𝑡} = 𝑚 ∙ 𝑔

Det er desværre ikke muligt at beregne E-modulet for fjederen, da vi ikke målte tværsnitsarealetet af fjederen. Efterfølgende målte vi om fjederen var vendt tilbage til sin oprindeligt længde, hvilket den var. Vi kan derfor bekræfte at fjederen var et elastisk materiale, da den retunerede til sin oprindelige form efter at ikke længere var påvirket af en ydre kraft.

Vi gentog forsøget for en elastik. Her lagde vi mærke til, at sammenhængen mellem længden fra ligevægtsstillingen og massen m ikke var helt så linær som ved fjederen. Vi besluttede derfor at se hvordan grafen ville se ud hvis man tilføjede vægt til bristepunktet. Da vi nåede over 600 gram lagde vi mærke til, at elastikken ikke længere helt stoppede med at udvide sig når man satte flere vægte på. Ved 2 kg noterede vi fx 3 forskellige længder af elastikken med en forskel på 13 centimeter, på trods af at alle målinger var lavet indenfor 1 minut og med samme belastning. Til sidst knækkede vores ventilgummi som det kan ses på billedet til venstre. Bemærk at den ikke er knækket i enderne pga. en dårlig knude, men på midten.

Vores sidste tre data punkter er derfor ikke så relevante ifht. at bestemme Fjederkonstanten, men de er interessante når vi taler om elastiske materialer og Hooks lov, da dette viser, at Hooks lov for dette materiale kun gælder til et vist punkt. Jeg valgte derfor kun at bestemme fjederkonstanten ud fra de første 7 data punkter:

𝑘 = 2,1 𝑁/𝑚

Side 9

8

Ud fra dette kan vi udregne elasticitetsmodulet, da jeg ved at tværsnitsarealet af ventilgummiet

var ca. 2mm^{2}:

𝑘 = ⇔ 𝐸 = ⇔ = 210 𝑁/𝑚^{2} = 210𝑃𝑎

𝐸 ∙ 𝐴 𝑘 ∙ 𝐿_{0}
𝐿_{0} 𝐴 0,002𝑚^{2}

2,1 ∙ 0,2𝑚

𝑁 𝑚

Det var desværre ikke muligt at udføre forsøget med den nylontråd vi tidligere havde fremstillet, da denne ikke var stærk nok til mere end en enkel måling.

Diskussion af resultater

Vores første forsøg hvor vi undersøgte, hvorvidt det var muligt at skelne mellem forskellige plasttyper på baggrund af deres fysiske og kemiske egenskaber, var særdeles vellykket, idet at alle vores test stemte overnes med de forventede resultater (vi kendte jo til plasttyperne på forhånd).

Selv vores flydetest med en polystyren prøve som har en massefylde, der kun er en smule højere end vand opførte sig som forventet. Den flød til at starte med, formentlig grundet vands overfladespænding, og da denne blev brudt sank prøven til bunds. Vi havde også en vejebakke som vi antog var lavet af Polystyren, hvilket vi efter at have udført vores tests kunne bekræfte.

Forsøget med at lave en polymer gik ikke helt efter hensigten, da vi ikke fik dannet en fiber der var tyk nok til at vi kunne måle elasticitet på den. Dette kunne i fremtiden nok løses ved at tilsætte mere NaOH til opløsningen. Men ellers var forsøget et rigtigt godt ”proof of concept” idet at man tydeligt kunne se polykondensations reaktionen foregå på overgangen mellem de to væsker.

Vores forsøg med at bestemme fjederkonstanten var meget vellykket, idet at vi fik nogle gode data at arbejde med, og vi fik belastet vores gummipolymer (ventilgummi) til grænsen, og derved testet om hooks lov også gælder når et materiale når sin brudstyrke, hvilket den ikke helt gjorde. I data behandlingen fik vi både bestemt den elastiske konstant for både fjeder og elastik, og E-modulet for elastikken. Dog var det ikke muligt at sammenligne denne værdi med tabelværdien, da denne lyder på 0,01 til 0,1 GPa [11] som er en markant højere værdi en den vi fik, hvilket får mig til at tro, at det ikke er den samme type gummi vi har målt på.

I og med at vi ikke kunne måle elasticitet på vores nylon polymer, kan vi ikke anvende disse forsøgsresultater til at kommenterer på mulige anvendelserne af denne polymer. Dog kan vi se på brugen af det i verden omkring os, at det fortrinsvist bliver anvendt i situationer hvor elasticiteten

11

The Engineering Toolbox: Young's Modulus. Udgivet af N/A. Internetadresse:http://www.engineeringtoolbox.com/young-

modulus-d_417.html - Besøgt d. (Internet)

Side 10

9 skal være minimal, styrken maksimal og samtidig fleksibel som fx til børster, fisketråd, gulvtæpper

mm.^{12}

Plastik i miljøet

Hver dansker forbruger hvert år over 100 kg plastik^{13}, og med det høje forbrug er det næsten

umuligt at undgå, at noget af det ender i naturen. Men hvorfor er det et problem at plastik ender i naturen? Fordi at de mikroorganismer, som sædvanligvis nedbryder vores organiske affaldsprodukter, ikke er i stand til at nedbryde plastik, og dette har ledt til et massivt

             14
affaldsproblem.

Men ikke alle mener, at plastik er det værste for miljøet. Der er fx meget delte meninger om, hvorvidt plastikposer er en god eller dårlig ide. Hvis man holder en plastikpose op mod en papirspose, skulle man umiddelbart tro, at det mere miljørigtige valg ville være papirsposen, da den er bionedbrydelig, men ifølge brancheforeningen ”Plastindustrien” er dette ikke tilfældet, da en papirspose kræver væsentlig mere energi og vand at producere end en plastikpose, og at man desuden oftere genanvender en plastpose end en papirspose når man fx tager på indkøb. [15] Løsningen synes derfor at være en plastik, der er bionedbrydelig og mange plastik poser påstår da også at de er bionedbrydelige, men er de virkelig det? En undersøgelse fra Michigan State University i USA viser, at plastikposer som går under betegnelsen ”bionedbrydelige” ikke nødvendigvis er nedbrydelige i naturen, men kun under bestemte forhold. Det er begrundet med at de katalysatorer der bliver tilsat til plastikken for at få nedbrydningsprocessen til at forløbe hurtigere, kun bliver aktiveret under de rette forudsætninger, fx ved tilstedeværelsen af ultraviolet

                                  16
lys eller en speciel type mikroorganismer.

Konklusion

Det var muligt at identificere forskellige typer plastik ud fra materialernes fysiske og kemiske egenskaber. Det var også muligt at få lavet en polymer, men desværre ikke af en tykkelse så vi

12

holm-holm: polyamid, PA. Udgivet af holm-holm A/S. Internetadresse: http://www.holm-holm.dk/nylon.htm - Besøgt d.

(Internet)
13

Mygind, Helge m.fl.: Basis Kemi B. Side 135-140. 1. udg. 5, 2013. (Bog)

14

Live science: How Environmentally Friendly are Plastics?. Udgivet af Ben Mauk. Sidst opdateret:

Internetadresse: http://www.livescience.com/32233-how-environmentally-friendly-are-plastics.html - Besøgt d.

(Internet)
15

plast.dk: Poser af plastik er bedre for miljøet end poser af papir. Udgivet af plast.dk.

Internetadresse:http://www.plast.dk/Fakta/Plast-og-forbrugeren/Poser-af-plastik-er-bedre-for-miljoeet-end-poser-af-

papir/ - Besøgt d. (Internet)
16

Chemical & Engineering News: Some Biodegradable Plastics Don’t Live Up To Their Claims. Udgivet af Deirdre

Lockwood. Sidst opdateret: Internetadresse:http://cen.acs.org/articles/93/web/2015/03/Biodegradable-

Plastics-Dont-Live-Claims.html - Besøgt d. (Internet)

Side 11

10 kunne måle elasticitetskonstanten af denne. Det var dog muligt at bestemme elasticitetskonstanten af vores anden polymer – ventilgummiet.

Litteraturliste

Birkelund, Chano: Elasticitet – Youngs modul. I: Fysikleksikon KU, N/A, s. 1-2 (Artikel)

Chemical & Engineering News: Some Biodegradable Plastics Don’t Live Up To Their Claims. Udgivet af Deirdre Lockwood. Sidst opdateret:

Internetadresse:http://cen.acs.org/articles/93/web/2015/03/Biodegradable-Plastics-Dont-Live-

Claims.html - Besøgt d. (Internet)

Hansen, Anne: Nylon. I: Nanotek.nu, N/A, s. 1-5 (Artikel)
holm-holm: polyamid, PA. Udgivet af holm-holm A/S. Internetadresse: http://www.holm-
holm.dk/nylon.htm - Besøgt d. (Internet)

Live science: How Environmentally Friendly are Plastics?. Udgivet af Ben Mauk. Sidst opdateret:

Internetadresse: http://www.livescience.com/32233-how-environmentally-friendly-

are-plastics.html - Besøgt d. (Internet)

Mygind, Helge m.fl.: Basis Kemi B. Side 135-140. 1. udg. 5, 2013. (Bog)

Parbo, Henrik m.fl.: Kend Kemien 2. Side 176-200. 1. udg. 1, 2007. (Bog) plast.dk: Poser af plastik er bedre for miljøet end poser af papir. Udgivet af plast.dk.

Internetadresse:http://www.plast.dk/Fakta/Plast-og-forbrugeren/Poser-af-plastik-er-bedre-for-
miljoeet-end-poser-af-papir/ - Besøgt d. (Internet)
Storr-Hansen, Lasse: Note om elastisk energi. I: N/A, 2015, s. 1-5 (Artikel)
The Engineering Toolbox: Young's Modulus. Udgivet af N/A.
Internetadresse:http://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_417.html - Besøgt d.

(Internet)

Side 12

11

Bilag

Bilag 1: øvelsesvejldning til bestemmelse af plastik typer:

Øvelsesvejledning til undersøgelse af forskellige plasttyper.

Husk briller og forklæde!

Plast har forskellige egenskaber. I denne forsøgsrække skal du lære en række forsøg, der kan vise disse egenskaber og samtidig bruges til at fastlægge hvilken type plast, der er tale om.

Forsøg I: Plasts massefylde.

Massefylde er vægten i forhold til rumfang (hvor meget noget fylder) og regnes ud efter følgende formel:

massefylde=vægt(gram)/rumfang(cm^{3})

Vands massefylde er 1 g/cm^{3}. Stoffer med en massefylde, der er større end vands, vil

synke ned i vand, og stoffer med en massefylde, der er mindre end vands, vil flyde.

1. Tag seks plastprøver fra kassen med plastprøver - en af hver farve og placer dem i et 250ml bægerglas med 150ml vand.

2. Rør rundt med en glasspatel.

3. Hvad sker der? Skriv dine resultater ned.

Forsøg II: Plasts massefylde.

Man kan sænke vands massefylde ved at tilsætte forskellige typer alkohol. Her bliver

blandingens massefylde ca. 0.93 g/cm^{3}

1. Tag de tre stoffer, der flød ovenpå i forsøg I, ud af vandet og brug dem i dette forsøg..

2. Bland 25 ml isopropylalkohol og 32ml destilleret vand i et 250ml bægerglas.

3. Kom eventuelt lidt frugtfarve i blandingen, så glasset ikke forveksles med det andet glas med vand i.

4. Rør rundt med en glasspatel.

5. Hvad sker der.

6. Husk at skaffe jer af med alkoholen ved at hælde den i beholderen med organisk flydende affald.

Side 13

Søren S. Lund, Øster Farimagsgade Skole, 2008.

Forsøg III:

Majsolie har en massefylde på 0.917 g/cm^{3}

1. Tag de to stoffer, der flød ovenpå i forsøg II, ud af vandet.

2. Kom 50ml majsolie i et 250ml bægerglas

3. Hvad sker der.

Forsøg IV: Flammetest.

PVC indeholder klor, der vil gå i forbindelse med kobbertråden og danne kobberklorid, der brænder med en klar grøn flamme.

1. Opvarm et stykke kobbertråd ca. 20cm over en bunsenbrænder indtil tråden er rødglødende.

2. Tag de tre stoffer, der sank i forsøg I, ud af vandet og brug dem i dette forsøg.

3. Stik den glødende tråd i en af plastperlerne.

4. Før plastperlen ind i flammen og noter hvilken farve flammen bliver.

5. Gentag dette indtil alle 3 perler er testet.

Forsøg V: Acetonetest:

Polystyren (PS) vil blive opløst i acetone.

Dette forsøg skal laves i stinkskab sammen med læreren! Acetone er meget brandfarligt og må ikke komme i nærheden af åben ild.

1. Kog 100ml vand i et 250ml bægerglas.

2. Hæld 25ml acetone i et 100ml bægerglas.

3. Placer de to tilbageværende perler i glasset med acetone(dem der blev orange ved flammetest)

4. Hvad skete der?

5. Kom derefter perlerne i det kogende vand

6. Tag perlerne op igen og undersøg dem grundigt.

7. Hvad skete der med perlerne?

8. Husk at skaffe jer af med acetonen ved at hælde den i beholderen med organisk flydende affald.

Side 14

SRO: polymerer og elasticitet

2.b

Ordrup Gymnasium

1

Bilag 2 – resultater til forsøg med plastik

Densitetstabel

Nr densitet

1 Polyethylenterphthalat 1,38 g/cm^{3}
2 Høj densitet polyethylen 0,95 g/cm^{3}
3 Polyvinylchlorid 1,58 g/cm^{3}
4 Lav densitet polyethylen 0,91 g/cm^{3}
5 Polypropylen 0,90 g/cm^{3}
6 Polystyren 1,004 g/cm^{3}

Side 15

SRO: polymerer og elasticitet

2.b

Ordrup Gymnasium

2

Bilag 3 – forsøgsvejledning til polykondensation af nylon 6,6 (i vores tilfælde 6,10) Eksperiment

4. Fremstil en 5% opløsning af 1,6-diaminohexan ved at smelte 3 g 1,6-diaminohexan og op-

løse det i 50 ml H_{2} O.

5. Fremstil en 5% opløsning af adipoylchlorid ved at opløse 1,85 ml adipoylchlorid i 50 ml xy-len.

6. Fremstil en 20% opløsning af NaOH (aq) ved at fortynde NaOH i vand. Beregn selv de mængder, du skal bruge ud fra koncentrationen af den NaOH-opløsning, der findes i laborato-riet. Slutvolumenet skal være 10 ml.

7. Hæld 10 ml. 5% 1,6-diaminohexan-opløsning i et 50 ml målebæger.

8. Tilsæt 10 dråber 20% NaOH-opløsning.

Tilsæt – forsigtigt - 10 ml 5% adipoylchlorid-opløsning til 1,6- diaminohexan-opløsningen ved at lade væsken løbe ned langs indersiden af målebægeret, mens du holder det let på skrå. Der vil øjeblikkeligt blive dannet en nylonfilm på overgangen mellem de to væsker.

Med en kobberkrog eller pincet kan du nu forsigtigt trække fil-men fri af målebægerets vægge. Derefter tager du fat på midten af filmen – igen med krog eller pincet - og trækker den langsomt op af væsken, mens der hele tiden dannes mere nylon. Før tråden omkring en glasspatel, et målebæger eller en lille tromle og rul den op herpå. På den måde kan du trække en nylontråd på flere meter.

Pas på du ikke trækker så hurtigt, at nylontråden knækker.

Den uvaskede tråd må ikke røres med fingrene!

8. Vask nylonsnoren omhyggeligt i flere omgange i vand og læg den til tørre på køkkenrulle.

9. Brug kobberkrogen eller pincetten til at røre grundigt i den resterende væske, så der dan-

Side 16

SRO: polymerer og elasticitet

2.b

Ordrup Gymnasium

3 nes mere nylon. Gentag trin 8.

10. Vrid evt. nylontrådene, så du får så meget vand som muligt ud og slut af med at veje dem.