Исследование пленок на основе ПЭНП с наноцинком

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«РОССИЙСКИЙ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (РОСБИОТЕХ)»

Кафедра: «Промышленный дизайн, технология

упаковки и экспертиза»

Лабораторная работа №1

«Исследование пленок из Полиэтилена низкой плотности с добавкой наноцинка»

(по дисциплине «Надежность и испытание полимерных материалов»)

Выполнил(а) Макарова И.А.

Проверил:

Альхаир Али

Москва, 2024

Цель работы: Получение пленок ПЭНП с добавкой наноцинка. Определение относительного удлинения и прочности, определение степени жиростойкости, определение оптимального способа переработки материала, определение степени паропроницаемости и определение антимикробных свойств полученного материала.

Материалы: Полиэтилен низкой плотности, наноцинк.

Оборудование: ПТР, разрывная машина, чашки Петри, сушильный шкаф, экструдер плоскощелевой, стерилизатор, колбы 250мл, горелка, стеклянные палочки, весы аналитические.

Ход работы:

1. Получение смеси из гранул ПЭНП 45г с добавлением наноцинка 0г, 2г, 3,9г;

2. Получение пленок на плоскощелевом экструдере из полученной смеси ПЭНП и наноцинка (з1=110С; з2=120С; з3=130С; з4=140С. Скорость шнека=2,5 м/мин, скорость оборота волок=0,5 м/мин)

3. Определение разрешающего напряжения и относительного удлинения при разрыве

4. Определение жиростойкости

5. Определение показателя текучести расплава.

6. Определение паропроницаемости.

7. Обработка результатов исследований и составление отчета.

1. Получение смеси из гранул ПЭНП с добавлением наноцинка.

Для приготовления смеси ПЭНП с добавлением наноцинка

1 смесь - 45г ПЭНП

2 смесь – 43г ПЭНП + 2г наноцинка

3 смесь 41,1 г ПЭПН + 3,9г наноцинка

2. Получение пленок на плоскощелевом экструдере из полученной смеси ПЭНП и наноцинка

3. Определение разрешающего напряжения относительного удлинения при разрыве

Методика исследования:

1. Подготовить образцы полимерных материалов: из каждого вида пленки вырезать по 10 образцов в продольном и поперечном направлениях, размер образца 80×10 мм.

2. Образец помещается в зажимы испытательной машины и фиксируется. Закрепляя образцы в зажимах, необходимо избегать перекосов и следить за тем, чтобы расстояние между зажимами составляло 50 мм.

3. Настроить параметры в компьютерной программе: указать материал, его размеры, режим растяжения (скорость нагружения 100 мм/мин)

Долевое сечение

Концентрация частиц наноцинка	Макс. Прочность МПа	Относительное удлинение(%)
Контроль	146.44	326.85
4,4%	136.71	272.2
8,6%	78.97	167.9

Поперечное сечение

Концентрация частиц наноцинка	Макс. Прочность МПа	Относительное удлинение(%)
Контроль	54.27	304.3
4,4%	64.95	258.1
8,6%	77.38	214.24

Вывод: В продольном направлении уменьшается прочность и относительное удлинение. В поперечном направлении также происходит уменьшение относительного удлинения,при этом прочность получаемых материалов увеличивается с увеличением концентрации добавки.

4. Определение жиростойкости

1. Подготовить образцы материала размером 10х10 см.

2. Нанести модельную среду (7 капель) на образец материала. Расстояние между нанесёнными каплями должно состоять не менее 2 см.

3. Модельную среду удаляют ватным диском с поверхности испытуемого материала через 30 сек, 1, 3, 5, 30 мин.

4. Данные наблюдения записать.

Наблюдение:

Контрольный образец по результатам исследования оказался жиростойким;

Образцы с добавкой наноцинка по результатам исследования оказались слабожиростойкими.

Вывод: добавка наноцинка влияет на жиростойкость; жиростойкость материала с добавкой наноцинка является слабой.

5. Определение показателя текучести расплава.

Методика работы:

Проводили эксперимент на определение ПТР при следующих условиях: интервал времени 30с, время нагревания- 4 мин, нагрузка- 2,16 кг.

Вывод: добавка наноцинка не влияет на способы переработки материала. Оптимальным для всех получаемых плёнок методом переработки является экструзия.

6. Определение паропроницаемости.

Ход работы:

1. Подготовить образцы пленки одинакового размера и толщины (1й образец – 0г наноцинка; 2й образец –4,4%, 3й образец –8,6%);

2. Добавить в ёмкости воду в соотношении 2 к 3;

3. Закрепить образцы на каждом стаканчике, затем поставить в прибор;

4. По прошествии 8 часов получили результаты.

Контроль

4,4%

8,6%

Вывод: добавка наноцинка влияет на паропроницаемость материала в значительной степени; паропроницаемость материала с добавкой наноцинка улучшается.