1 

Ć

WICZENIE 

4 

 

OTRZYMYWANIE PIANEK POLIURETANOWYCH

,

 OCENA CHŁONNOŚCI 

WODY 

 

 
1. Cel ćwiczenia: 

-  teoretyczny:  zapoznanie  się  z  chemia  i  technologią  otrzymywania  spienionych  tworzyw 

sztucznych; 

-  praktyczny:  otrzymywanie kształtek ze spienionego poliuretanu  i  styropianu  oraz oznaczenie 

chłonności wody pianek poliuretanowych 

 
2. Zagadnienia teoretyczne:  

chemia  poliuretanów,  metody  spieniania  tworzyw  sztucznych,  wpływ  budowy  substratów  na 
właściwości tworzyw komórkowych, przemysłowe metody produkcji tworzyw komórkowych.  

 
3. Literatura: 

a)  Z. Wirpsza, „Poliuretany. Chemia, technologia, zastosowania”, WNT W-wa 1991; 
b)  T. Broniewski i in., „Metody badań i ocena własności tworzyw sztucznych”, WNT W-wa 2000; 
c)  pr. zb. “Polistyren”, PWT, W-wa. 

 
4. Część doświadczalna: 

a)  otrzymywanie pianki poliuretanowej (sztywnej, elastycznej): 

 

- zważyć naczynie, zgodnie ze wskazówkami prowadzącego odważyć składnik poliolowy (A) + 
katalizator,  ostrożnie  dozować  wagowo  izocyjanian  (B),  a  następnie  intensywnie  wymieszać 
zawartość naczynia. Stosunki wagowe substratów zawarte w tabelach: pianki sztywne: tabela 
1, pianki elastyczne: tabela 2; 
 
-  obserwować  przebieg  wzrostu  i  dojrzewania  pianki,  zmierzyć:  czas  kremowania,  czas 
wzrostu pianki oraz czas zaniku przylepu;  
 
-  czujnikiem  temperaturowym  (termopara  typu  J  lub  K),  umieszczonym  w  rosnącym  bloku, 
mierzyć temperaturę w funkcji czasu – pomiar co 10 sekund; 
 
-  metodą  grawimetryczną  oznaczyć  gęstość  pozorną  otrzymanych  próbek  pianki, 
scharakteryzować wygląd otrzymanych pianek (wielkość i regularność por, barwa).   

 

b)  otrzymywanie styropianu: 
 

i. 

spienianie wstępne: 

- przygotować łaźnię wodną o temperaturze 90

o

C, 

- odważoną porcję  granulek (40g) polistyrenu do spieniania wrzucić do łaźni  i  ogrzewać 
do zakończenia rozrostu kulek (ok. 1-2 min.), 
-  wyłowić  spienione  kulki  z  łaźni  i  pozostawić  do  ostygnięcia  i  wyrównania  ciśnień,  - 
zmierzyć rzeczywistą i nasypową gęstość uzyskanych kuleczek spienionego polistyrenu. 
 

ii. 

otrzymanie kształtki ze spienionego polistyrenu: 

-  dostarczoną  przez  prowadzącego  formę  napełnić  kuleczkami  spienionego  wstępnie 
polistyrenu, 
- formę zamknąć i umieścić we wrzącej łaźni wodnej na ok. 20 min, 

 

2 

- po upływie około 20 min. wyjąć formę z łaźni, ochłodzić w zimnej wodzie, otworzyć i 
wyjąć uformowaną kształtkę. 
-  po  całkowitym  ostygnięciu  spienionego  tworzywa  oznaczyć  gęstość  metodą 
grawimetryczną wyciętych uprzednio prostopadłościennych próbek. 

 

c)  Oznaczenie chłonności wody 

 

 
Zasada  pomiaru  polega  na  przechowywaniu  próbek  z  pianki  poliuretanowej  całkowicie 

zanurzonych  w  wodzie  o  ustalonej  temperaturze  w  określonym  czasie  oraz  na  oznaczeniu 
objętości wchłoniętej wody w stosunku do objętości próbki. 
Zważone i  zmierzone próbki  o wymiarach 20x20 mm pozostawia się na 30 min w wodzie o 
temperaturze  90°C,  a  następnie  zanurza  na  30  min  w  wodzie  o  temperaturze  pokojowej.  Po 
wyjęciu  próbek  z  wody  należy  ustawić  je  na  2  min  na  siatce  drucianej  w  celu  usunięcia 
nadmiaru wody z otwartych porów, następnie osuszyć wilgotnym płótnem, po czym ponownie 
zważyć. Chłonność obliczyć wg wzoru: 
 

𝑥 =

𝑚

1

− 𝑚

0

𝑉 ∙ 𝜌

 

 
gdzie: 
m

1

 – masa „mokrej próbki”, w g; 

m

0

 – masa „suchej próbki”, w g; 

V – objętość próbki zmierzona, w cm

3

; 

ρ – gęstość wody, w g/cm

3

. 

 

   
5. Opracowanie wyników. 
 
 

Opisać  zgodny  z  rzeczywistością  przebieg  doświadczeń,  podać  wyniki  przeprowadzonych 

oznaczeń, wyciągnąć wnioski z poczynionych obserwacji i oznaczeń. 
 
 
 
6. Zasady bezpieczeństwa: 
 

I. 

Wszystkie  przewidziane  w  ćwiczeniu  badania  i  pomiary  wykonywać  zgodnie  z 
poleceniami prowadzącego. 

 

 

II. 

Przystąpienie  do  wykonywania  ćwiczenia  wymaga  zapoznania  się  z  kartami 
charakterystyki substancji (patrz załączniki). 

 
7. Załączniki: 
 

a)  Karta charakterystyki: PUREX A POLITECHNIKA; 
b)  Karta charakterystyki: PUREX B POLITECHNIKA; 
c)  Karta charakterystyki: PUREX KAT POLITECHNIKA. 

 

3 

 
Tabela 1. Pianki poliuretanowe sztywne 

 

lp. 

 

s

kład pianek 

czas 

kremowania 

czas 

wzrostu 

pianki 

czas 

zaniku 

przylepu 

g

ęstość 

pozorna 

obserwacje 

poliol [g] 

katalizator [g] 

izocyjanian 

[g] 

1 

10 

0,1 

15 

 

 

 

 

 

2 

10 

0,5 

15 

 

 

 

 

 

3 

10 

0,8 

15 

 

 

 

 

 

4 

15 

0,1 

10 

 

 

 

 

 

5 

20 

0,1 

10 

 

 

 

 

 

6 

10 

0,1 

15 

 

 

 

 

 

7 

10 

0,1 

20 

 

 

 

 

 

 
 
Tabela 2. Pianki poliuretanowe elastyczne 

 

lp. 

 

s

kład pianek 

czas 

kremowania 

czas 

wzrostu 

pianki 

czas 

zaniku 

przylepu 

g

ęstość 

pozorna 

obserwacje 

poliol [g] 

katalizator [g] 

izocyjanian 

[g] 

1 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 

 

 

 

 

 

 

 

 

7