Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
Tworzywa sztuczne Użytkowa postac zwiazków wielkoczasteczkowych, otrzymywanych przez modyfikacje zwiazków naturalnych lub w wyniku syntezy zwiazków małoczasteczkowych
Podstawowe składniki:1. zwiazki wielkoczasteczkowe (polizwiazki) 2. materiały pomocnicze a. utwardzacze b. katalizatory c. zmiekczacze d. stabilizatory e. srodki antystatyczne f. Barwniki 3. materiały dodatkowe a. wypełniacze b. nosniki i wkładki wzmacniajace
modyfikacja zwiazków naturalnych
celuloza – uzyskanie estrów ( octan i octomaslan oraz azotan celulozy) i eterów (metyloceluloza, karboksymetyloceluloza i etyloceluloza)
kauczuk – wulkanizacja z • siarka: guma (4÷5% S), ebonit (25÷40% S) • chlorem – chlorokauczuk • mocne kwasy – cyklokauczuk
Synteza zwiazków
małoczasteczkowych podstawowe czastki mery – wielofunkcyjne zwiazki małoczasteczkowe o min. dwóch miejscach aktywnych (wiazania podwójne, grupy zdolne do reakcji: -OH, -COOH, -SO3OH, -NH2, itp., wiazania wolnego wodoru) polireakcja(polizwiązek)
Przebieg:
1. inicjowanie reakcji – zachodzi powoli, wymaga znacznych ilosci ciepła 2. wzrost łancucha – przebiega z wielka predkoscia 3. zakonczenie łancucha – połaczenie makrorodników, przyłaczenie H
Polimeryzacja(polimer)
Typy polimeryzacji 1. rodnikowa - inicjatorami sa nadtlenki i wodorotlenki (0,1÷2%), łatwo ulegajace rozpadowi • w masie (blokowa), zachodzi w srodowisku ciekłego monomeru, gwałtowna reakcja z wydzielaniem bardzo duej ilosci ciepła, produkt o duzej masie czasteczkowej i czystosci (np. szyby z polimetakrylanu metylu) • w zawiesinie, zachodzi w srodowisku wodnym, inicjator rozproszony w postaci kropelek, koloid zapobiega sklejaniu (elatyna, alkohol poliwinylowy), produkt o wysokiej jakosci, bez zanieczyszczen, czastki 0,1÷3 mm perełkowa czastki poniej 0,2 mm suspensyjna (np. PCV) • emulsyjna, w srodowisku wodnym, inicjator rozpuszczony w wodzie, emulgatory (mydło sodowe lub potasowe) produkty (PCV, polistyren) o mniejszej odpornosci chemicznej na skutek zanieczyszczenia emulgatorem • w roztworze, srodowisko rozpuszczalników, żywice lakiernicze 2. jonowa w srodowisku rozpuszczalników, przy udziale katalizatorów • kationowa (mocne kwasy, chlorek glinowy lub cynowy) • anionowa (metale alkaliczne, wodorotlenki metali, zwiazki metaloorganiczne) duża szybkosc reakcji nawet w niskich temp., w wyniku polaryzacji podwójnego wiazania, jony łacza sie siłami Coulomba, produkt o dużej masie czasteczkowej, twardosci, wytrzymałosci, odpornosci termicznej polietylen, polipropylen, poliizobutylen
Procesy odwrotne
(działanie swiatła, ogrzewania, utleniania) 1. depolimeryzacja – rozpad na wyjsciowe monomery 2. destrukcja – małoczasteczkowe, inne niż monomer 3. degradacja – due masy czasteczkowe
Rodzaje polimeryzacji
(w zalenosci od rodzaju i ilosci monomerów) 1. homopolimeryzacja 2. kopolimeryzacja a. statystyczna -A-A-A-B-A-B-B-A-A-B b. kopolimeryzacja blokowa -A-A-B-B-A-A-B-B-A-A c. kopolimeryzacja szczepiona
Wszystkie polimery dostarczane sa w postaci skonczonej, uytkownik nie bierze udziału w ich otrzymywaniu. polikondensacja(polikondensat) • proces zwiazany z wydzielaniem produktu ubocznego; np. woda, amoniak, chlorowodór, kwas solny itp. • duzy skurcz utwardzania • proces przebiega stopniowo, mona wyrónic poszczególne fazy • koncowy etap moe byc przeprowadzany przez użytkownika
Typy polikondensacji
1. polikondensacja w stopie, temp. 200÷270oC, w atmosferze gazu obojetnego pod zmniejszonym cisnieniem żywice poliestrowe 2. polikondensacja w roztworze, oddestylowanie rozpuszczalnika żywice fenolowo-formaldehydowe 3. polikondensacja na granicy faz, styk faz ciekłych bez mieszania sie ze soba poliestry, poliweglany, poliamidy poliaddycja(poliaddukt) • proces zwiazany z przegrupowaniem atomów najczesciej ruchliwych atomów wodoru • taki sam skład jak monomery wyjsciowe, inna budowa • mniejszy skurcz • proces przebiega stopniowo, mona wyodrebnic produkty przejsciowe
Katalizatory:woda, kwasy, zasady i sole zywice epoksydowe i poliuretanowe
Podział tworzyw sztucznych ze wzgledu na własciwosci użytkowe
• Elastomery poddane (w temp. pokojowej) obciaeniom ulegaja duym odkształceniom o charakterze odwracalnym ; mały moduł E ; duża ciagliwosc np. guma
• Plastomery wykazuja zdolnosc do odkształcen plastycznych :– termoplasty miekna podczas ogrzewania, formowaniemona wielokrotnie powtarzac PCV,polistyren,poliamidy, poliuretany – duroplasty sztucznie utwardzane › termoutwardzalne nieodwracalnie twardnieja pod wpływem temperatury, powstaje struktura usieciowana, nietopliwe i nierozpuszczalne fenoplasty, aminoplasty › chemoutwardzalne twardnieja w temp. pokojowej przy udziale utwardzaczy zywice poliestrowe i epoksydowe
Podział tworzyw sztucznych zewzgledu na zastosowanie
• konstrukcyjne (zachowuja kształty, twarde iwytrzymałe)
• zmiekczone (wytrzymałe na rozerwanie)
• komórkowe (budowa piankowa lub gabczasta)
• adhezyjne (o dobrej przyczepnosci – kleje)
• powłokowe (farby, lakiery)
• włoknotwórcze
Własciwosci
• gestosc
od 920 kg/m3 (miekki polietylen) do 1800 kg/m3 (laminaty poliestrowo-szklane) beton 2200 kg/m3 stal 7800 tworzywa komórkowe Aobj= 14÷400 kg/m3
• twardosc
zalezy od: — rodzaju tworzywa — temperatury — wilgotnosci w warunkach normowych HB= 15÷200
• własciwosci mechaniczne — wytrzymałosc na zginanie od 7 MPa dla wysokocisnieniowego PE do kilkuset MPa dla laminatów poliestrowo-szklanych — moduł spreystosci E od 230 MPa dla wysokocisnieniowego PE do 40 000 MPa dla laminatów epoksydowo-szklanych 210 000 MPa stal budowlana 20 000÷35 000 MPa beton — wytrzymałosc na sciskanie od 70 MPa (polistyren wysokoudarowy) do 200÷350 MPa (tłoczywa fenolowe, poliestrowe) — wydłuenie przy rozerwaniu od kilku % dla tworzyw usieciowanych do 1000 % dla elastomerów (poliizobutylen, kauczuk) — wytrzymałosc na rozerwanie od 3 MPa (wysokocisnieniowe PE) do 350 MPa (laminaty poliestrowo-szklane)
• własciwosci cieplne — przewodnosc cieplna 0,16÷0,7 W/mK tworzywa konstrukcyjne 0,023÷0,06 W/mK tworzywa komórkowe— rozszerzalnosc cieplna 10x10-6 ÷200x10-6 wieksza ni materiałów tradycyjnych — odpornosc termiczna 60÷90o dla tworzyw termoplastycznych 120÷150o dla tworzyw termoutwardzalnych -59÷300o dla tworzyw silikonowych
• palnosc !!!— zalezy od rodzaju polizwiazku oraz wypełniacza I obecnosc chloru Cl lub krzemu Si czyni
tworzywo niepalnym I trudno palne (samogasnace): polichlorek winylu, poliuretany, tworzywa fenolowe z zawartoscia włókna szklanego I zwiekszyc ognioodpornosc mona przez wprowadzenie ANTYPYRENÓW: estry kwasu fosforowego, parafina chlorowana, tlenki antymonu
• odpornosc chemiczna— znacznie wieksza ni materiałów tradycyjnych (beton, stal, drewno) — stosowane jako warstwy ochronne — odporne na korozje biologiczna (polimery oparte na emulsyjnych srodkach wiaacych)
• własciwosci elektryczne dielektryki dla pradu stałego i zmiennego wady tworzyw sztucznych — starzenie się I nieodwracalna zmiana własciwosci (barwa, deformacje, spekania, utrata elastycznosci, wytrzymałosci) wprowadzenie antyutleniaczy — tendencja do ładowania sie elektrycznoscia statyczna I kurzenie sie i brudzenie I „iskrzenie” przy nagromadzeniu się ładunków elektrycznych wprowadzenie dodatków antystatycznych lub wypełniaczy pradoprzewodzacych
Charakterystyka wybranych tworzyw sztucznych
TERMOPLASTY
polichlorek winylu
• powstaje z acetylenu (z wegla kamiennego lub z ropy naftowej, ewentualnie z gazu ziemnego) z HCl (z elektrolizy NaCl)
• homopolimer - polimeryzacja emulsyjna lub suspensyjna
• twardy, zmiekczony, spieniony
• odporny na wode i chemikalia, trudnopalny
polietylen
• powstaje z etylenu z krakingu ropy naftowej
• homopolimer
• o małej gestosci (wysokocisnieniowy), o duzej gestosci (niskocisnieniowy)
• odporny na wode i chemikalia, dobry dielektryk
polistyren
• polimeryzacja styrenu (kopolimer)
• benzen z etylenem
• homopolimer
• niskoudarowy, wysokoudarowy, komórkowy (styropian)
• odporny na wode i chemikalia
polimetakrylan metylu (szkło organiczne)
• aceton z cyjanowodorem, z alkoholem metylowym, z kwasem siarkowym
• polimeryzacja
poliamidy (nylon, steelon, perlon)
• kwasy dwukarboksylenowe z wieloaminami
• polikondensaty
• odporne na chemikalia
DUROPLASTY
fenoplasty
• fenol z formaldehydem lub homologi fenolu z formaldehydem lub furfurolem
• polikondensacja, termoutwardzalne
• ywica lana, laminaty, kleje i farby
• odporne na wode i chemikalia, ółkna
aminoplasty
• mocznik z formaldehydem lub melamina z formaldehydem lub anilina z formaldehydem
• polikondensacja, termoutwardzalne
• tworzywa mocznikowe i melaminowe z włókninami
• odporne na wode i chemikalia, trwale barwione
poliestry
• nienasycone kwasy karboksylowe lub ich bezwodniki z alkoholami wielowodorowymi
• polikondensacja, chemoutwardzalne
•zywice, tworzywa warstwowe,
• odporne na chemikalia, gorzej na wode, po czasie żółkna
epoksydy
• epichlorohydryna z dwufenolami i z aminami
• poliaddycja, chemoutwardzalne
•żywica lana, tworzywa z tkaninami
• odporne na chemikalia, doskonała przyczepnosc
silikony
• zwiazki krzemu z chlorkiem metylu
• polikondensacja,
• hydrofobowe (niezdolne do łaczenia z woda), niepalne
poliuretany • dwu- i trój-izocyjaniany z glikolami lub dwuaminami
• poliaddycja, utwardzalne lub termoplasty
• żywica twarda, tworzywa komórkowe
Przetwórstwo tworzyw sztucznych- 1. obróbka wstepna • kompozycja polizwiazku z dodatkami • konsystencja ciekła o rónej lepkosci (roztwór, zawiesina, emulsja) • lub konsystencja stała (proszek, granulat, pastylki) • zadaniem jest nadanie postaci dogodnej do dalszego przetwórstwa 2. obróbka formujaca wykonanie półwyrobu lub wyrobu gotowego; odkształcenie plastyczne do adanego kształtu i przeprowadzenie w stan stały • nanoszenie: natrysk lub maczanie (2÷3 mm) • wylewanie ciagłe: folie (0,08 mm) • powlekanie formujace: wcieranie jedno- lb dwustronne w nosnik • formowanie bezcisnieniowe (odlewanie): odlewy o budowie zwartej lub komórkowej • wytłaczanie (wyciskanie) • prasowanie tłoczne • laminowanie • prasowanie płytowe • prasowanie przetłoczone (tłok od dołu) • spienianie • formowanie próniowe (stemple) • walcowanie formujace 3. obróbka wykanczajaca • łaczenie, barwienie, powlekanie i drukowanie • kształtowanie, ciecie i obróbka wiórowa (wiercenie, skrawanie) • narzedzia ze stali szybkotnacej i weglików spiekanych
Wyroby z tworzyw sztucznych:
Wyroby podłogowe:Stosowane ze wzgledu na mała scieralnosc, odpornosc na wode i zwiazki chemiczne, łatwosc konserwacji. Tworzywa sztuczne do podłg stosuje się w postaci płytek, rulonów, mas,liestw przypodłogowych oraz okładzin stopni schodowych.
• wykładziny gładkie z PCV w postaci rulonów lub płytek— jednowarstwowe — wielowarstwowe, zabarwienie jednolite lub wzorzyste(beztkaninowe i składaja się z plastyfikowanego PVC wypełnaczy mineralnych i barwników, wymiary dl.10-20m, szer. 1,4mgrubość 1,8m, wzajemna p[rzyczepność warstw nie może być wieksza niż 1mg/cm2, wykladziny te są trudnozapalne,barwa tych powierzchni powinna być jednolita.powierzch. Może być gladka lub moletowa.
• wykładziny dywanowe (dwuwarstwowe) — warstwa uytkowa (dekoracyjna) – runo włókna poliamidowe i polipropylenowe — warstwa podkładowa: tkanina jutowa lub syntetyczna (polipropulen) z dodatkowa powłoka z ywicy lub kauczuku — ewentualnie spodnia (odprena): szarpanka wtórnych włókien syntetycznych np. anilanowo-elanowych — ze wzgledu na technologie produkcji: igłowe , igłowane, flokowane, klejone — ze wzgledu na strukture runa: petelkowe (boucle), strzyzone (welurowe), fryzowane (filcopodobne)
• masy podłogowe do wykonywania podłóg bezspoinowych — poliestrowe chemoutwardzalne — zywic epoksydowych — z polioctanu winylu (3 warstwy, do pomieszczen o duzych wymaganiach higienicznych) — epoksydowe lub poliestrowe; nieiskrzace i antyelektrostatyczne
• „galanteria” elementy dodatkowe listwy podłogowe okładziny stopni dylatacje
Materiały na nawierzchnie
• bienie, boiska poliuretanowe z granulowana guma
• sztuczna trawa
• scieki, place parkingowe— aurowe kratki PCV — terraway (wir spojony przepuszczalna zywica)
• place zabaw — dwuwarstwowe ze spodnia warstwa amortyzujaca — jednowarstwowe
Termoizolacje • styropian (spieniony polistyren)tworzywo piankowe otrzymywane z polistyrenu.dzielimy ze względu na postac: granulat oraz płyty, łubki i inne kształtki ;R= 0,04 – 0,045 W/mK — ekspandowany (biały): granulowany, płyty — ekstrudowany (niebieskawy, zielonkawy) • polocet (ekspandowane PCV) R= 0,030 – 0,040 W/mK• poliuretan— zamkniety w płytach osłonowych R=0,025 — montaowy (stolarka) 0,035 – 0,045• pianizol (pianka mocznikowo-formaldehydowa) R= 0,030 W/mK
Materiały ścienne • płyty warstwowe( nazywane elementami lekkiej obudowy,złożone są z 3 wartsw: dwoch zewn i rdzenia płyty. Istota płyty warstwoej jest trwale polączenie okładzin z rdzeniem w sposob zapewniający wspolprace warstw.Polaczenie uzyskuje się przez przyklejenie okladzin do rdzenia klejem wodoodpornym lub dzieki przyczepności tworzywa rdzenia do okladzin) — rdzen z pianki poliuretanowej — rdzen ze styropianu • „klocki” styropianowe
Hydroizolacje • folie gładkie (PCV, PE) o rónej grubosci • folie kubełkowe
Materiały dekarskie * pł yty na pokrycia dachowe — twarde PCV: płyty faliste i trapezowe, komorowe, gasiory zawiasowe, elementy brzegowe, temp mieknienia tych wyrobów> 80C, wytrzymalosc na zginanie> 79MPa. Grubość płyt wynosi 1,2-1,8mm,wys fali 2-7cm.—poliester (zbrojony włóknem szklanym) profilowane barwne lub bezbarwne płyty produkowane z zywic poliestrowych zbrojonych matą szklaną.Masa 1 m2 płyty wynosi 2,4kg. Nasiakliwosc plyt nie powinna przekraczac 0,4%,a wytrzymalosc na rozciaganie jest nie mniejsza niż 50 MPa. *polimetakrylan metylu płyty płaskie i faliste, kopuły • płyty warstwowe *Kształtki rynnowe z PVC produkowane są w kilku kolaorach. Charakter. Się trwaloscia barwy, są elastyczne, odporne na mroz. Są to: rynny dachowe, rury spustowe, narozniki,zlaczki,kolanka.
Wyroby instalacyjne • rury cisnieniowe (PE)(PCV)• osłony telekomunikacyjne • weze zbrojone • rurki małych srednic rónego przeznaczenia PCV, PE
Stolarka Wyroby powłokowe • wyroby malarskie – farby; składaja sie z pigmentu, spoiwa, wypełniaczy i rozcienczalnika – lakiery; rozpuszczone przezroczyste ywice w terpentynie, benzynie lub spirytusie (tylko na suche powierzchnie, inaczej mogą powstawac pecherze) – emalie; lakiery z dodatkiem pigmentów i wypełniaczy • wyroby ogólnego stosowania: – farby emulsyjne: ftalowe, polioctanowowinylowe, styrenowe i akrylowe – chemoutwardzalne z ywic ftalowych i aminowych (utwardzane mieszanina kwasu solnego w alkoholach alifatycznych) – olejo-zywiczne wodoodporne – poliwinylowe (do stali) – chlorokauczukowe – silikonowe powierzchniowe na tynki – szpachlówki: celulozowa, poliwinylowa • wyroby chemoodporne – farby i emalie poliwinylowe (take podkładowe) – farby i emalie chlorokauczukowe (take do gruntowania) – farby i lakiery epoksydowe (te podkładowa) – farby i lakiery ftalowe (przeciwrdzewna)
KLEJE • ciekłe zywice lub roztwory oparte na PCV, POV, zywicach fenolowych, poliuretanowych i kauczuku • rozpuszczalnikowe: z PCV i słabych rozpuszczalników • emulsyjne: POV, winylep, mozalep, nowolep, pronolep, osakrylowy, ...lep • lateksy ekstra • wodne: PP • epoksydowy (epidian 5) • stałe:epidian 10, pronicel