Исследовательский проект

1.

Исследовательский проект
«Лабораторный синтез эластичного пенополиуретана»
Работу выполнила ученица 10 «А» класса
ЛИ ФГБОУ ВО КНИТУ
Республики Татарстан г.Казань
Кукушкина Яна
Наставники:
-Наставник проектного творчества
Багатова Резеда Гумаровна
-Учитель химии
Щуклая Надежда Леонтьевна

2.

Актуальность проекта
• Пенополиуретан - это материал, который многие знают, как обычный поролон, на самом деле является
сложным полимером с уникальными свойствами: он лёгкий, упругий, хорошо держит тепло и поглощает
звук. Поэтому его используют повсюду - от мягкой мебели и ортопедических матрасов до утеплителей в
строительстве. Сегодня многие качественные материалы закупаются за рубежом. Освоив и
оптимизировав лабораторный синтез, можно создать основу для собственного производства. Это
важный шаг к технологической независимости и решению задачи импортозамещения.
• Современное производство должно быть безопасным для природы. Раньше при вспенивании
использовались вещества, вредные для озонового слоя. Сейчас мир переходит на «зелёные»
технологии. В своём проекте я планирую уделить внимание выбору более безопасных компонентов, что
делает работу не просто исследованием, а вкладом в решение экологической проблемы.
• В лаборатории имеется возможность экспериментировать с рецептом: изменяя тип и количество
исходных компонентов, можно получать материалы с разными свойствами. Такая гибкость позволяет
создавать идеальный материал для конкретных нужд - например, более упругий для спортивных
ковриков или более лёгкий для утепления.

3.

Гипотеза
В условиях лаборатории возможно
синтезировать эластичный пенополиуретан с
заданными свойствами из полиолов,
катализаторов, пеностабилизатора.
.

4.

Цель исследовательской работы:
• Изготовить эластичный пенополиуретан из полиолов, катализаторов, пеностабилизаторов и
добавок.
Задачи и этапы реализации:
• Подготовить необходимое оборудование и реактивы с соблюдением правил техники
безопасности.
• Подготовить смесь из полиола, воды, катализаторов, пеностабилизатора и Т-80 (для
вспенивания).
• Запечь смесь в термошкафу.
• Получить эластичный пенополиуретан.
• Провести визуальную и тактильную оценку его эластичности, однородности и пористости.

5.

Ход работы:
1.Подготовила оборудование: защитные
средства (перчатки, фартук),
технические весы, термошкаф,
высокоскоростное перемешивающее
устройство, секундомер, коробку из
жести, внутренние стенки которой
выложила бумагой для лёгкого
извлечения образца.
Также: Полиол, дистиллированная вода,
аминный катализатор,
оловоорганический катализатор,
пеностабилизатор,
толуилендиизоцианат (Т-80).

6.

2.На технических весах точно
взвесила 100 гр. полиола и
поместила его в стакан. С помощью
ложки добавила в полиол 4.2
грамма дистиллированной воды.
Затем последовательно добавила
аминный катализатор: 0.12 г,
пеностабилизатор: 0.9 г,
оловоорганический катализатор:
0.16. Включила высокоскоростную
мешалку и тщательно перемешала
полученную смесь в течение 30
секунд до получения однородной
жидкости. Это - готовый Компонент
А.

7.

3.К Компоненту А быстро добавила
рассчитанное количество (52 г)
изоцианата Т-80 (Компонент Б).
Включила высокоскоростное
перемешивающее устройство на
высоких оборотах и провела
смешивание в течение 30 секунд. В
этот момент началась бурная
химическая реакция. Как только смесь
начала заметно мутнеть и
увеличиваться в объёме (начало
вспенивания), быстро перелила её в
подготовленную жестяную форму.
Запустила секундомер для фиксации
временных параметров процесса. В
течении 40 секунд пена увеличилась в
объёме.

8.

4.Поместила жестяную
форму с раствором в
термошкаф, нагретый до
120℃. Спустя 15-20 минут
эластичный
пенополиуретан готов.
Благодаря тепловому
воздействию он
зафиксировал свою
форму.

9.

5.Проведение визуальной и
тактильной оценки свойств
пенополиуретана, таких как:
эластичность, пористость,
однородность.
(поры)

10.

Вывод:
В результате был создан эластичный пенополиуретан -универсальная основа для
будущих материалов. Его свойства можно тонко настраивать: иногда даже
небольшие изменения в составе дарят уникальные качества, но чаще ведут к браку.
Поэтому главная задача — не случайные открытия, а управляемая разработка,
которая превращает эксперименты в воспроизводимые и ценные решения.

11.

Дальнейшее развитие проекта:
Планируется создание нового вида пенополиуретана на основе растительных масел. В состав
материала будут вводиться функциональные добавки: например, наночастицы серебра для
антибактериального эффекта или специальные компоненты для повышения прочности и
огнестойкости. Это позволит получать «умный» материал с заданными свойствами для
различных сфер применения — от медицинских изделий и теплоизоляции зданий до
спортивного инвентаря. Такой подход сделает производство более экологичным, а конечный
продукт — высокоэффективным.