Strona główna

I. wiadomości wstępne nie ma chyba działu gospodarki, w którym tworzywo sztuczne nie znajdowało by zastosowania


Pobieranie 235.87 Kb.
Strona1/4
Data17.06.2016
Rozmiar235.87 Kb.
  1   2   3   4

I. WIADOMOŚCI WSTĘPNE


Nie ma chyba działu gospodarki, w którym tworzywo sztuczne nie znajdowało by zastosowania. Stosuje się je do budowy górniczych taśmociągów o wielokilometrowej długości , do wykładania zbiorników o powierzchni tysięcy hektarów i do sporządzania mikroelementów elektronicznych ledwie widocznych gołym okiem. Z tworzyw sztucznych wykonuje się panwie zgniataczy hutniczych i kółka do zegarków. Z drugiej strony, przysłowiowy zjadacz chleba nie jest zorientowany, że jego bochenek formowano na maszynach z wykładziną policzterofluoroetylenu, a wielbiciel motoryzacji że lśniąca obudowa wykonana jest z ABS pokrytego warstwą metalu.

W roku 1974 nastąpił spadek światowej produkcji tworzyw sztucznych związany z gwałtownym wzrostem cen ropy naftowej. Kryzys przemysłu tworzyw sztucznych trwał w poszczególnych krajach wysoko uprzemysłowionych przez dwa lata do czterech lat, ale już w 1976 roku światowa produkcja przekroczyła poziom z 1973 i rośnie szybko nadal. Dotychczas polimery wytworzone są przede wszystkim z produktów petrochemicznych , zatem stale wzrastająca cena podstawowego surowca musi wpływać na ceny i rozmiary produkcji tworzyw. Rozpatrując przyszłość przemysłu tworzyw sztucznych zwrócono uwagę na nast. fakty:



  1. Przemysł tworzyw sztucznych zużywa obecnie poniżej 5% wydobywanej ropy, a cały przemysł chemiczny mniej niż 10%. Jako materiał opałowy spala się ponad 35% wydobycia, na paliwa do pojazdów przerabia się prawie 30%, a elektrownie zużywają 20% ropy.

  2. Stopień wykorzystania ropy na produkty użyteczne jest w przemyśle chemicznym dużo wyższa niż sprawność przetwarzania spalonej ropy na energię użyteczną w silnikach pojazdów czy energetyce.

  3. Z analiz energochłonności produkcji wynika, że na wykonanie wyrobów z tworzyw sztucznych zużywa się mniej energii niż na sporządzenie analogicznych wyrobów z materiałów tradycyjnych jak metale , papier czy szkło.

Wszystkie te czynniki powodują, że w prognozach światowych przewiduje się dalszy szybki rozwój przemysłu tworzyw sztucznych. Po dzień dzisiejszy rozporządzamy już całym szeregiem tworzyw sztucznych, które się wytwarza z najrozmaitszych materiałów wyjściowych bardzo różnorodnymi metodami chemicznymi. Tworzywa te odznaczają się licznymi osobliwymi własnościami niespotykanymi u tworzyw otrzymywanych w okresach wcześniejszych.

1. Pojecie tworzywo sztuczne
Składnikiem tworzyw sztucznych są syntetyczne lub pół syntetyczne organiczne związki wielocząsteczkowe. Związki te nie muszą w tworzywie sztucznym stanowić składnika głównego pod względem ilościowym, czego przykładem mogą być liczne laminaty tłoczywa, a zwłaszcza wprowadzona e ostatnio do budownictwa plasto-betony zawierające niejednokrotnie poniżej 15% związków wielocząsteczkowych. Zaszeregowanie powyższe tworzyw sztucznych znajduje charakterystyczny oddźwięk w handlu, rozprowadza się bowiem w branży tworzyw sztucznych np., niektóre laminaty, których rdzen zbudowany jest ze skrawków drewnianych, a tylko kico z tworzywa sztucznego. W materiałach tych istotnym składnikiem jest spoiwo wiążące rdzeń np., mocznikowo-formajaldechydowych, jak również melaminowy laminat na powierzchni.


  1. Dodatki poprawiające własności tworzyw sztucznych to:




  1. napełniacze – wprowadzane w celu polepszenia własności mechanicznych tworzywa lub obniżenia jego ceny. Stosuje się tu zarówno materiały organiczne jak i nieorganiczne takie jak np., mączka drzewna, kamienna, opiłki metalowe mika, azbest, włókno tekstylne i szklane, ścinki tekstylne i papierowe.

  2. nośniki – wstęgi, arkusze i maty z różnych materiałów np., papieru, tkanin, szkła

  3. zmiękczacze- tzw. „Plastyfikatory” substancje zwiększające cechy plastyczne tworzyw sztucznych. Dodawane w większych ilościach nadają tworzywom miękkość i elastyczność. Jako zmiękczacze stosuje się trudno lotne związki chemiczne np., ftalony metylu, etylu, butylu i inne.

  4. Stabilizatory – substancje zwiększające trwałość tworzyw sztucznych , przede wszystkim na działanie światła, tlenu i podwyższonej temperatury.

  5. Substancje smarujące- dodawane do niektórych tworzyw w celu zapobiegania przywierania ich do formy. Najczęściej stosowane są tu kwasy tłuszczowe, mydło.

  6. Barwniki – nadające wyrobom z tworzyw sztucznych pożądane zbarwienie.

Zagadnienie badania własności tworzyw sztucznych i właściwej interpretacji uzyskanych wyników przy stosowaniu różnych metod badania staje się szczególnie ważne ze względu na zwieszające się z każdym rokiem zarówno liczby surowców wielocząsteczkowych jak i wyrobów z tworzyw sztucznych o coraz to nowych przeznaczeniach.


Ponieważ nieograniczone są możliwości modyfikowania polimerów można przypuszczać że np., przeprowadzenie analizy niektórych tworzyw sztucznych stanie się w niedługim czasie wyjątkowo trudne do przeprowadzenia. Prace nad otrzymywaniem nowych związków wielocząsteczkowych trwają nada i umożliwiają uzyskanie materiałów coraz bardziej odpowiadających wymaganiom nowoczesnej techniki jak np., polimery niepalne, odporne na działanie wysokich temperatur, polimery odznaczające się dużą wytrzymałością mechaniczną i tp. Związki wielocząsteczkowe naturalne lub otrzymywane w wyniku polireakcji z prostych związków małocząsteczkowych odznaczają się wysokim ciężarem cząsteczkowym. Ich cząsteczki zawierają wiele tysięcy, a nawet setek tysięcy atomów, podczas gdy cząsteczki zwykłych związków o małych cząsteczkach zawierają zaledwie kilka do kilkuset atomów. Ta właśnie różnica ilościowa prowadzi do różnic jakościowych. Związki wielocząsteczkowe bardzo różnią się swymi własnościami od związków o małych cząstkach, co rzutuje na ich zastosowanie , tworząc z nich nową grupę materiałową. Cząsteczki polimerów o najprostszym typie budowy są to łańcuchy składające się z powtarzających się ogniw. Stosunek długości takiego łańcucha do jego średnicy wyraża się liczbami rzędu dziesiątek tysięcy jednostek. Wiązania występujące w łańcuchach nie różnią się pod względem energetycznym od wiązań łączących elementy strukturalne związków małocząsteczkowych. Natomiast wielkość sił między cząsteczkowych tzw, sił Van Der Walsa jest dla obu typów związków zasadniczo różna: dla związków małocząsteczkowych siły wzajemnego oddziaływania są niewielkie – podczas gdy dla polimerów mogą osiągnąć bardzo wysoką jakość. W miarę wzrostu długości drobin liniowych zwiększa się przyciąganie między nimi określane wypadkową sił występujących między wszystkimi odziaływującymi na siebie elementami łańcuchów. Przy odpowiednio wysokim ciężarze cząsteczkowym wartość tych sił może dochodzić, a nawet przewyższyć siły wiązań chemicznych warunkując spójność łańcucha.

Przez długi okres traktowano polimery jako ciała bezpostaciowe o strukturze nieuporządkowanej. Obecnie uważa się że stan uporządkowania może występować lokalnie w polimerach o pozornie jednolicie szklistej budowie. Wynika to z tego że ilekroć w masie makrocząsteczek na pewnej długości dochodzi do dostatecznego zbliżenia dwu lub więcej makrocząsteczek, tworzy się zarodek krystalitu, który rośnie aż do momenty zahamowania np. pod wpływem przeszkód przestrzennych lub innych. Krystality składają się z makrocząsteczek ściśle uporządkowanych, tworzących strefę o mniej lub więcej regularnej budowie. W najogólniejszym przypadku należy wiec rozpatrywać większość polimerów jako układ mikroamizotropowy, złożony z małych obszarów krystalicznych oddzielonych od siebie fazą bezpostaciową. Pomimo stwierdzonego u niektórych polimerów wyrażonego występowania fazy krystalicznej obok fazy bezpostaciowej nie zawsze zauważa się wyraźnie odznaczające się powierzchnie graniczne lub krawędzie kryształów. Tak wiec w większości polimerów istnieją obok siebie dwie fazy przenikające się wzajemnie dzięki splątaniu się makrocząsteczek z, których niejednokrotnie te same tworzą na pewnej przestrzeni fazę krystaliczna zaś dalej wchodzą w skład fazy bezpostaciowej.

II. PODZIAŁ TWORZYW SZTUCZNYCH
Podział tworzyw sztucznych może być dokonany w oparciu o:
-metody otrzymywania

-właściwości techniczne

-zadania funkcjonalne


  1. Podział tworzyw sztucznych według metod otrzymywania :




    1. Produkty przemiany tworzyw sztucznych

Do tej grupy można zaliczyć następujące tworzywa:

  1. fibrę wulkanizowaną

  2. celulozą regenerowaną

  3. azotan celulozy

  4. octan celulozy

  5. etery celulozy

  6. sztuczny róg

ad.a) fibra wulkanizowana – powstaje w procesie przemiany celulozy pod wpływem roztworu chlorku cynku lub kwasu siarkowego, tworzywo to znajduje zastosowanie w elektrotechnice, w przemysłach : tekstylnym, maszynowym, armatur, samochodowym i do wyrobu waliz.


ad.b) celuloza regenerowana – otrzymuje się przez modyfikacje celulozy za pomocą ługu sodowego i dwusiarczku węgla. Celuloza regenerowana znajduje zastosowanie na opakowania, w przemyśle odzieżowym (jedwab wiskozowy), w przemyśle spożywczym, w kosmetyce jak również w elektrotechnice.
ad.c) azotan celulozy (celuloid) – otrzymuje się przez modyfikacje celulozy mieszanin kwasu azotowego i siarkowego. Materiał ten, dający się szczególnie łatwo barwić i przetwarzać, pomimo jego palności znajduje wielorakie zastosowania w wielu gałęziach przemysłu. Celuloid stosuje się na różne okładziny np., w przemyśle instrumentów muzycznych, jak również na zabawki, artykuły techniczne oraz na przedmioty codziennego użytku. Tworzywo to znajduje również zastosowanie w przemyśle lakierniczym ( lakiery nitro i zapłonowe)
ad.d) octan celulozy – wytwarza się również z celulozy prze modyfikacje mieszaninę kwasu octowego i bezwodnika octowego. Tworzywo to znajduje zastosowanie w przemyśle fotograficznym, na opakowania, w przemyśle maszynowym, narzędziowym, odzieżowym i lakierniczym.
ad.e) etery celulozy, jak etylo- i benzyloceluloza lub rozpuszczalna w wodzie metyloceluloza. Powstaje w procesie etryfikacji celulozy różnymi alkoholami. Tworzywa te (z wyjątkiem metylocelulozy) stosuje się głównie jako masy wtryskowe na artykuły techniczne, w przemyśle lakierów i klejów jak również w przemyśle tekstylnym.
ad.f) sztuczny róg ( galalit) – powstaje na drodze modyfikacji formaldehydem kazeiny podpuszczkowej. Ze względu na ograniczoną bazę surowców oraz jego własności, sztuczny róg znajduje tylko zastosowanie w ograniczonym zakresie, jak artykuły ozdobne, zabawki, okładziny, uchwyty itp.


    1. Produkty polikondensacji.

Do grupy tej można zaliczyć następujące tworzywa:

  1. żywice szlachetne fenolowe (lub żywice fenolowo lane)

  2. tłoczywa fenolowe i krezolowe z napełniaczami

  3. laminaty fenolowe i krezolowe

  4. żywice karbomidowe (żywice mocznikowe i melaminowe)

  5. tłoczywa karbomidowe z napełniaczami (aminoplasty)

  6. laminaty karbomidowe (aminoplasty)

Wymienione tworzywa otrzymuje się w procesie polikondensacji różnych fenoli i amin aldehydami. Procesem polikondensacji nazywa się proces stopniowego tworzenia produktów wielocząsteczkowych, przy czym wydzielają się produkty uboczne (głównie woda). Tworzące się w procesie polikondensacji makrocząsteczki rozrastają się przestrzennie, są wiec usieciowane. Na skutek takiego ułożenia makrocząsteczek w przestrzeni (rozgałęzienie trójwymiarowe). Omawiane tworzywa są twarde i nie dają się zmiękczać pod wpływem temperatury. Na podstawie tej własności nazywa się te produkty polikondensacji także duroplastami .


ad.a) żywice szlachetne fenolowe – otrzymuje się z fenolu i formaldehydu. Czyste żywice szlachetne dają się przerabiać na jasne, przejrzyste kształtki (odlewy) i znajdują zastosowanie do wyrobu artykułów ozdobnych, galanterii, art. snycerskich, wysoko wartościowych uchwytów, części narzędzi lekarskich.
ad.b) tłoczywa fenolowe i krezolowe – wytwarza się z fenolu lub krezolu, formaldehydu i napełniaczy. Dodatek napełniaczy wpływa korzystnie na własności żywic jak również i na cenę. Jako napełniacze, zależnie od przeznaczenia gotowych wyrobów, stosuje się mączkę drzewną, miał mineralny, materiały tekstylne w postaci włókien, ścieków lub strzępów, azbest, włókna szklane. Główną dziedziną zastosowania tych tworzyw jest elektrotechnika. Poza tym wymienione tworzywa znajdują w szerokim zakresie zastosowanie również do aparatury pomiarowej w budowie maszyn, w przemyśle meblarskim, oraz na artykuły domowego użytku. Żywice (tworzywa) nie nadają się do stosowania w przemyśle art. spożywczych i używek ze względu na to, że wpływają niekorzystnie na smak i zapach.
ad.c) laminaty fenolowe i krezolowe – wytwarza się z fenolu lub krezolu formaldehydu i arkuszy materiałów napełniających (nośników) jak np., arkuszy specjalnego papieru, tkanin tekstylnych lub szklanych. Znajdują one zastosowanie jako płyty konstrukcyjne lub dekoracyjne, jako płyty izolacyjne dla elektrotechniki, na panewki do łożysk i na cicho bieżne koła zębate, na przyrządy do tłoczenia, prasowania itp.
ad.d) Pojęciem „żywice karbomidowe” określa się zarówno żywice mocznikowe jak i melaminowe. Pierwsze powstają z mocznika i formalaldehydu, drugie z melaminy i formaldehydu. Żywice karbomidowe jako żywice czyste nie mają zbyt wielkiego zastosowania. Przeważnie przetwarza się je, podobnie jak fenoplasty, z napełniaczami na tłoczywa i laminaty. W przeciwieństwie do żywic fenolowych i krezolowych, żywice karbomidowe są fizjologicznie obojętne. Można je przerabiać na przedmioty o jasnym zabarwieniu, a poza tym znajdują zastosowanie w przemyśle klejów i lakierów, jak również jako materiały piankowe na izolacje cieplne i akustyczne w budownictwie.
ad.e) Tłoczywa karbomidowe – powstają z mocznika lub melaminy, formaldehydu i napełniaczy. Dodatek napełniaczy, podobnie jak przy żywicach fenolowych i krezolowych wpływa korzystnie na własności tych żywic, jak również i na cenę. Ponieważ żywice karbomidowe nie dają żadnego zapachu ani smaku, znajdują one szerokie zastosowania na nakrycia stołowe, jak tace, talerze, naczynia itp. Tłoczywa te znajdują wielorakie zastosowanie nawet w przemyśle okładzin meblowych, elektrotechnice i w przemyśle zabawkarskim.
ad.f) laminaty karbomidowe – wytwarza się z mocznika lub z melaminy, formaldehydu i arkuszy nośnika np. z papieru siarczanowego. Ponieważ laminaty tego typu mogą być wytworzone w jasnych czystych barwach np. białej, kości słoniowej, pastelowych, znajdują one zastosowanie jako płyty ozdobne, okładziny ścian i mebli jako materiały grawerskie itp.


    1. Produkty polimeryzacji

Do grupy tej mogą być zaliczane nast. tworzywa:

  1. polichlorek winylu

  2. polietylen

  3. poliizobutylen

  4. poliamidy

  5. polistylen

  6. polimrtakrylan metylu

  7. polioctan winylu

  8. poliakrylonitryl

  9. polifluoroetylen

Wymienione tworzywa sztuczne wytwarza się z odpowiednich surowców w procesie polimeryzacji. Do powyższego zestawienia wprowadzono pewne uogólnienia, nie jest wiec ono całkowicie ścisłe. Poliamidy na przykład nie powstają w procesie polimeryzacji lecz w procesie poliaddycji. Zaliczono je do tej grupy tworzyw tylko ze względu na ich termoplastyczne własności.

Polimeryzacją nazywamy proces tworzenia się makrocząstek z odszczepiania produktów ubocznych. Wytworzone w tym procesie makrocząsteczki mają budowę liniową i są miedzy sobą mniej lub bardziej luźno splątane. Ta stosunkowo luźna budowa produktów polimeryzacji decyduje o własnościach termoplastycznych tych materiałów, to znaczy o tym że mięknie on pod wpływem ciepła i daje się w tym stanie formować, a w temperaturze pokojowej odzyskuje zawsze swoją właściwą twardość. Na podstawie opisanej właściwości, produkty polimeryzacji zawsze są także „termoplastami”.

Stosuje się kilka różnych metod polimeryzacji np. polimeryzację emulsyjna, suspersyjną, perełkową, polimeryzację w rozpuszczalniku i blokową.


ad.a) Polichlorek winylu (PCV) jest tworzywem, które obecnie produkuje się jeszcze w największych ilościach, a do rynkowej sprzedaży bywa głównie dostarczany w postaci półfabrykatów jak folie, płyty, rury i inne wyroby profilowe, a poza tym sztucznej szczeciny, wyprasek, past itp. Produkowany w Niemczech twardy PCV znany jest pod nazwami handlowymi np.: Ekadur, Decelith H, Vinidur, a PCV miękki pod nazwami : Ekalit, Decelith W, i inne.
ad.b) Polietylen _ powstaje w procesie polimeryzacji etylenu. Zależnie od masy cząsteczkowej rozróżniamy polietylen miękki (wysokociśnieniowy) i polietylen twardy (niskociśnieniowy). Tworzywo to znajduje szerokie zastosowanie w budownictwie, w przemyśle chemicznym, na opakowania, w przemyśle artykułów spożywczych i używek, na nietłukące się przedmioty codziennego użytku, zabawki itd.
ad.c) Poliizobutylen - wytwarza się z produktów pochodnych ropy naftowej lub węgla. Zależnie od stopnia polimeryzacji różnych postaci poliizobutylenu, właściwości jego mogą być tak różne, że przypominają materiały od lepkich olejów do ciał stałych o właściwościach dość sztywnej gumy. Jako materiał konstrukcyjny tworzywo to nie może znaleźć zastosowania ze względu na to, że nawet przy najwyższych masach cząstkowych nie jest jeszcze materiałem twardym. Polimer o niższych masach cząsteczkowych znajdują zastosowanie jako dodatki uszlachetniające, oleje smarne, jako kleje itp. folie, płyty i węże. Stosuje się je w przemyśle chemicznym, w budownictwie, w przemyśle artykułów spożywczych i używek, często też na wykładziny i okładziny.
ad.d) Poliamidy - wytwarza się z pochodnych węgla, gazu ziemnego lub ropy naftowej.Poliamidy w swych najrozmaitszych postaciach znajdują rozległe zastosowania w licznych gałęziach przemysłu. Niełamliwe artykuły codziennego użytku, artykuły techniczne, co do których stawia się wysokie wymagania wytrzymałościowe, to są tylko niektóre najbardziej wyróżniające się dziedziny zastosowań tych tworzyw.
ad.e) Polistyren - wytwarza się z etylenu i benzenu, a głównym jego zastosowaniem są wytwarzane metodą wtryskową artykuły masowe jak np. zakrętki lub przedmioty galanteryjne itd. Mimo dobrych właściwości dielektrycznych poliestyrenu ma on ograniczone zastosowanie w technice „prądów silnych” ze powodu jego topliwości i małej wytrzymałości cieplnej jako materiał piankowy posiada on również godne uwagi zastosowanie.

ad.f) Polimetakrylan metylu - wytwarza się z acetonu i cyjanowodoru poprzez ester metylowy. Materiał ten odznacza się bardzo dużą przeźroczystością. znajduje on zastosowanie np. do budowy modeli i szablonów, na przyrządy pomiarowe i rysunkowe, na artykuły codziennego użytku, artykuły ozdobne i medyczne. Główną dziedziną zastosowania polimetakrylanu metylu jest przemysł budowy samochodów i samolotów, gdzie od lat przyjęły się jak najlepiej szyby z tego materiału.
ad.g) Polioctan winylu - otrzymuje się z acetylenu i kwasu octowego. Zależnie od stopnia polimeryzacji otrzymuje się te polimery w postaci od substancji oleistych lub miękkich i kleistych, aż do twardych żywic. Do różnych celów miesza się je przeróżnie i stosuje w postaci dyspersji, roztworów, mieszanek do powlekania, jak również w postaci perełek, w różnych gałęziach przemysłu, jak przemysł farb i lakierów, tekstylny, papierniczy w przemyśle materiałów adhezyjnych.
ad.h) Poliakryl winylu - wytwarza się z acetylenu lub ropy naftowej lub gazu ziemnego i cyjanowodoru poprzez akrylonitryl. Tworzywo to produkowane w postaci włókien, przędzy, sztucznej szczeciny i taśm znajduje obecnie godne uwagi zastosowanie do wyrobów tkanin odpornych na działanie czynników atmosferycznych , światło i chemikaliów o wysokiej wytrzymałości i dużej zdolności ocieplającej. Na podstawie tych własności przepowiada się włóknom poliakrylowinylowym wielką przyszłość.
ad.i) Polifluoroetylen - należący do tej grupy policzterofluoroetylen oraz politrójfluorochloroetylen wytwarza się z acetylenu, gazu ziemnego lub ropy naftowej, chloroformu i fluorowodoru.

Te bardzo interesujące ale bardzo drogie tworzywa syntetyczne produkuje się dotychczas w porównaniu z innymi tworzywami w ograniczonym zakresie, odznaczają się one dużą odpornością na działanie ciepła i mogą być stosowane zarówno w temperaturach bardzo niskich, jak również temperaturach, które należy traktować jako wysokie dla tworzyw sztucznych (200 C i wyżej) .


1.4 Tworzywa zaliczane do grupy addycji.

Do tej grupy zaliczyć można poliuretany. Pojęcie „Poliaddynacja” nie jest jeszcze dokładnie określone. Poliaddycję można również określić jako „polimeryzację kondensacyjną” , przez co, z grubsza biorąc wyrażamy że tą metodą otrzymuje się długie liniowe makrocząsteczki, które są jeszcze dodatkowo usieciowane. Usieciowanie to jest jednak znacznie luźniejsze niż w produktach, tak że przy małej gęstości usieciowania występuje w pewnym zakresie ruchliwość elementów makroczastek. W procesie poliaddynacji nie otrzymuje się więc tworzyw kruchych i twardych.

Poliuretany wytwarza się między innymi z alkoholi dwuwodorotlenowych i dwuizocjannianów aromatycznych lub alifatycznych . Zależnie od przeznaczenia mogą one mieć bardzo różny skład chemiczny. Prace nad dalszym rozwojem tych interesujących tworzyw są obecnie w toku. Poliuretany znajdują obecnie bardzo rozległe zastosowanie do wyrobu artykułów technicznych, przedmiotów codziennego użytku, jak również jako tworzywa adhezyjne.
1.5 Tworzywa zaliczane do grupy poliestrów nienasyconych.

a) żywice poliestrowe nienasycone

b) żywice epoksydowe
Przy takich tworzywach ostatnie stadium budowy chemicznej tzw. „utwardzenie”, przeważnie przeprowadza do końca sam użytkownik, przy przerobie tworzywa. Przy utwardzaniu poliestrów nienasyconych lub żywic epoksydowych zachodzi sieciowanie przestrzenne makrocząstek podobnie jak w procesie polikondensacji. Jednakże w przeciwieństwie do utwardzania żywic polikondensacyjnych nie jest tu potrzebne ciśnienie ani doprowadzenie ciepła. Utwardzanie przeprowadza się za pomocą utwardzaczy z ewentualnym dodatkiem aktywatorów. Ponieważ można je stosować w warunkach bezciśnieniowych i bez doprowadzania ciepła, wyłaniają się stąd godne uwagi metody przetwórstwa i zastosowania tych tworzyw.
ad.a) Poliestry nienasycone wytwarza się na drodze kondensacji kwasu maleinowego z alkoholami wielowodorotlenowymi. Gotowe poliestry o różnej masie cząsteczkowej znajdują się w sprzedaży w postaci roztworu w styrenie . Poliestry nienasycone stosowane są głównie w tych dziedzinach, gdzie nie można zastosować innych utwardzających się duroplastów , albo też można je stosować tylko przy użyciu kosztownych form i pras.

Przez zastosowanie napełniaczy takich jak np: włókna szklane, jak również konstrukcji wzmacniających można także wytwarzać duże przedmioty o znacznej wytrzymałości. Godne uwagi zastosowania znajdują żywice poliestrowe jako materiały adhezyjne lub jako żywice lane.


ad.b) Żywice epoksydowe - wytwarza się z fenolu, acetonu i epichlorohydyny. Żywice te znajdują się w rynkowej sprzedaży w postaci mniej lub bardziej lepkich cieczy, past, szpachlówek, jak również w postaci prętów i folii. Znajdują one liczne zastosowania w różnych gałęziach przemysłu, jako żywice lane, adhezyjne i impregnacyjne. Technika klejenia metali opiera się obecnie na żywicach epoksydowych.
1.6. Żywice silikonowe.

Do grupy tej zalicza się tzw. silikony. Jest to szczególny rodzaj tworzyw sztucznych, z wbudowanymi atomami krzemu, dzięki czemu makrocząsteczki tego tworzywa wykazują znacznie większą trwałość w wysokich temperaturach niż tworzywa o szkielecie węglowym. Silikony można stosować zarówno w niskich temperaturach (-600 C) jak i w stosunkowo wysokich temperaturach (pomad 3000 C).

Żywice silikonowe powstają z piasku kwarcowego, węgla, chloru i czterochlorku węgla. Postacie handlowe tych żywic rozciągają się od oleistych cieczy do ciał stałych. Tam gdzie wartość użytkowa równoważy wysoką cenę silikonów, stosuje się je obecnie na dużą skalę np: w przemyśle lakierów i materiałów polerskich, w elektrotechnice, do wykańczania skór, na izolacje ochronne w budownictwie i jako materiały rozdzielające.
2. Podział tworzyw sztucznych według właściwości technicznych.
Uwzględniając własności plastyczne i elastyczne tworzyw rozróżnia się:

- Elastomery - materiały zachowujące trwałą elastyczność w trakcie ich użytkowania. Do elastomerów zalicza się kauczuki naturalne i syntetyczne (materiały o dużej elastyczności, których odkształcenia plastyczne przekraczają zwykle 100%)


- Plastomery - tworzywa sztuczne zachowujące w pewnych granicach temperatur nadane im kształty. Pod obciążeniem ulegają niewielkim odkształceniom sprężystym a przy dalszym wzroście naprężeń następuje odkształcenie plastyczne materiału aż do zniszczenia próbki.

Biorąc jako podstawę klasyfikacji zachowanie się tworzyw sztucznych w podwyrzszonej temperaturze, podzielić je można na dwie podstawowe grupy:


2.1 Termoplasty - tworzywa mięknące po każdorazowym ogrzaniu do określonej temperatury i twardniejące po ochłodzeniu (polichlorek winylu, polistyren, poliamidy, pochodne celulozy, poliwęglany i inne.). Termoplasty mają budowę liniowo, na skutek czego podczas ogrzewania następuje wzrost ruchliwości maktocząsteczek i rozluźnienie struktury, czego następstwem jest przejście w stan plastyczny. Obniżenie temperatury powoduje twardnienie materiału i powrót do stanu pierwotnego. Jest to proces odwracalny o charakterze fizycznym, pozwalającym na wielokrotną przeróbkę plastyczną. Termoplasty są na ogół rozpuszczalne w odpowiednich rozpuszczalnikach organicznych. Wyjątek stanowi trudno rozpuszczalny polietylen oraz penton całkowicie nierozpuszczalny policzterofluoroetylen (teflon).

2.2. Duroplasty ( tworzywa termo - chemoutwardzalne) - tworzywa te posiadają budowę przestrzennie usieciowaną, cechuje więc je odporność na działanie podwyższonej temperatury i rozcieńczalnika. Powstając w pierwszej fazie produkcji związków o wyższym ciężarze cząsteczkowym mają postać łańcuchów, dzięki czemu dają się łatwo formować po podgrzaniu. Dalszy jednak wzrost temperatur powoduje nieodwracalne utwardzenie produktu na skutek przebiegu reakcji wywołujących powstawanie mostków poprzecznych między drobinami liniowymi (tworzywa termoutwardzalne). Zmiana budowy powodująca utwardzenie, zachodzić może również pod wpływem substancji chemicznych działających katalitycznie (tworzywa chemoutwardzalne)

Duoplasty cechuje duża sztywność, ale stosunkowo niewielka udarność z tego względu stosuje się często dodatek napełniaczy. Duży wzrost wytrzymałości uzyskuje się z napełniaczami włóknistymi. Do grupy duoplastów należą tworzywa fenolowo-formaldechydowe, mocznikowo-formaldechydowe, silikonowe, poliestrowe, epoksydowe, poliuretany i inne.



  1   2   3   4


©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość