TWORZYWA SZTUCZNE (POLIMERY) Dr inż. Stanisław Rymkiewicz Katedra Inżynierii Materiałowej Pok. 202 tel kom

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "TWORZYWA SZTUCZNE (POLIMERY) Dr inż. Stanisław Rymkiewicz Katedra Inżynierii Materiałowej Pok. 202 tel kom"

Ewa Popławska
7 lat temu
Przeglądów:

1 TWORZYWA SZTUCZNE (POLIMERY) Dr inż. Stanisław Rymkiewicz Katedra Inżynierii Materiałowej Pok. 202 tel kom

2 Charakterystyka wyrobów z tworzyw sztucznych Wyroby z tworzyw sztucznych produkowane są na skalę przemysłową od ponad 100 lat. Ze względu na dużą różnorodność polimerów i ich właściwości, wyroby z tworzyw sztucznych można spotkać w każdej dziedzinie życia. Metody przetwórstwa tworzyw polimerowych rozwinęły się szczególnie w drugiej połowie XX wieku.

Ze względu na dużą różnorodność polimerów i ich właściwości, wyroby z tworzyw

3 Wiązania między atomami Jonowe: para elektronów w całości przyłączana przez anion Atomowe (kowalencyjne): para elektronów wspólna Metaliczne: gaz elektronowy Wtórne: van der Waalsa, Londona, wodorowe

6 Energia wiązań między atomami

9 Charakterystyka polimerów Materiały organiczne złożone ze związków węgla Makrocząsteczki postałe w wyniki połączenia monomerów Tworzywa sztuczne: polimery z dodatkiem barwników, pigmentów, katalizatorów, napełniaczy, zmiękczaczy, antyutleniaczy

monomerów Tworzywa sztuczne: polimery z dodatkiem barwników,

11 Układy atomów w polimerach Polimery są olbrzymimi, łańcuchowymi cząsteczkami, w których atomy są połączone ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi. Taki łańcuchowy szkielet jest zwykle zbudowany z atomów węgla np. polietylen. Otrzymuje się go dzięki katalitycznej polimeryzacji etylenu: H H H H H H H H C = C C C C C C C itd. H H H H H H H H

Taki łańcuchowy szkielet jest zwykle zbudowany z atomów węgla np. polietylen.

12 Układy atomów w polimerach Atomy wodoru Atomy węgla W wielu polimerach łańcuchy są ułożone przypadkowo, a nie wg. regularnego trójwymiarowego wzoru są zatem niekrystaliczne czyli amorficzne. W innych polimerach łańcuchy mogą układać się jedne na drugich w tę i z powrotem. Taka powtarzalność prowadzi do krystaliczności polimeru.

regularnego trójwymiarowego wzoru są zatem niekrystaliczne czyli amorficzne.

13 Charakterystyka polimerów Materiały organiczne złożone ze związków węgla Makrocząsteczki powstałe w wyniku połączenia monomerów Tworzywa sztuczne: polimery z dodatkiem barwników, pigmentów, katalizatorów, napełniaczy, zmiękczaczy, antyutleniaczy

14 Właściwości polimerów Niska gęstość Właściwości izolacyjne Słabe odbicie światła Duża odporność chemiczna Ograniczona możliwość poddawania obróbce cieplnej i plastycznej

16 Podstawowe grupy polimerów Plastomery: polimery o wydłużeniu przy rozerwaniu do 200%; termoplasty i duroplasty (utwardzalne) Elastomery: polimery o skłonności do dużych odkształceń sprężystych

17 Otrzymywanie polimerów Polimeryzacja (łączenie monomerów bez reszty) Kopolimeryzacja i poliaddycja (łączenie co najmniej dwóch różnych monomerów) Polikondensacja (łączenie monomerów z wydzieleniem produktu ubocznego)

(łączenie co najmniej dwóch różnych monomerów)

18 Charakterystyka kompozytów Podział ze względu na osnowę: metalowe, ceramiczne i polimerowe Wzmocnienie (zbrojenie): proszek, krótkie włókna lub płatki, długie włókna

20 Budowa polimerów

28 Substancje amorficzne Szkła, substancje bezpostaciowe Struktura nieuporządkowana, pośrednia między kryształem i cieczą

29 Wyroby z tworzyw sztucznych można podzielić na: bryłowe, ciągłe, porowate, piankowe, zespolone.

30 Wyroby bryłowe mają stały kształt i masę rzędu od 10-3 gram (mikrowyroby - np. koło zębate w zegarku) do 10 6 gram (makrowyroby np. kadłuby 15 metrowych łodzi motorowych wykonanych z laminatu).

31 Wyroby ciągłe maja stały kształt przekroju poprzecznego, ale ich długość (czyli jeden z ich wymiarów liniowych) jest zmienna (np. rury, węże, płyty, uszczelki, folie).

32 Wyroby porowate otrzymywane są poprzez dodanie w procesie produkcji do tworzywa podstawowego specjalnego dodatku - spieniacza, który powoduje powstanie struktury komórkowej wyrobu (styropian).

33 Wyroby piankowe otrzymywane są w procesie chemicznym spieniania poprzez dodanie do żywicy związku chemicznego spieniacza. Odbywa się to podczas procesu mieszania. Wyroby te mogą mieć postać bryłową lub ciągłą. Cechą charakterystyczną wyrobów piankowych jest ich zmienna gęstość.

34 Wyroby zespolone to takie, które zawierają co najmniej dwa różne materiały połączone ze sobą na stałe, w sposób nierozłączny (np. podzespoły elektroniczne i elektryczne, motoryzacyjne).

35 Metoda wytwarzania

36 Wtryskiwanie Wyroby bryłowe o różnej masie (np. kształtki techniczne, dla budownictwa, obudowy sprzętu AGD oraz dla przemysłu elektronicznego, wyroby medyczne).

37 Wytłaczanie Folie płaskie i rękawowe, płyty (lite, wielowarstwowe, spieniane), profile budowlane, listwy, kształtowniki, rury, węże, izolacje kabli, pręty, uszczelki wstęgowe.

38 Wytłaczanie z rozdmuchem Opakowania i pojemniki (butelki, fiolki, beczki), zabawki. Uwaga: metodą tą pojemniki otrzymuje się przez rozdmuchiwanie rękawa foliowego, wytworzonego wcześniej za pomocą metody wytłaczania. Jest to połączenie dwóch metod przetwórstwa tworzyw sztucznych i zazwyczaj realizowane jest na jednym stanowisku produkcyjnym.

39 Rozdmuchiwanie Pojemniki (uwaga: metodą tą pojemniki wytwarzane są w dwóch etapach z tzw. preform otrzymanych wcześniej metodą wtryskiwania. Rozdmuchiwanie jest drugim etapem wytwarzania pojemników). Obie metody mogą być realizowane na jednym stanowisku produkcyjnym lub mogą być rozłączne (realizowane na dwóch osobnych stanowiskach).

40 Kalandrowanie Folie, wykładziny podłogowe, tapety.

41 Odlewanie Wyroby bryłowe, wyroby puste wewnątrz, folie, zalewanie żywicą części elektronicznych.

42 Termoformowanie Tace, kubki, naczynia jednorazowego użytku.

43 Laminowanie Korpusy, kadłuby (np. łodzi), kontenery.

44 Prasowanie Wyroby bryłowe (kształtki techniczne, wyroby dla przemysłu elektrotechnicznego (izolatory), płyty.

45 Sposoby klasyfikacji tworzyw polimerowych: MER POLIMER HOMOPOLIMER i KOMOPOLIMER STOPY, MIESZANKI i KOMPOZYTY POLIMEROWE

46 Klasyfikacja polimerów ze względu na procesy zachodzące podczas formowania (klasyfikacja wg Fishera): termoplasty duroplasty

47 termoplasty jest to grupa tworzyw, które pod wpływem wzrastającej temperatury (ogrzewania) topnieją i przechodzą w stan ciekły (w którym odbywa się formowane różnych wyrobów), a następnie po ochłodzeniu przechodzą w stan stały. Jest to proces odwracalny. Tworzywa termoplastyczne nadają się do wielokrotnego przetwórstwa (recyklingu).

48 duroplasty jest to grupa tworzyw, które pod wpływem temperatury lub związku chemicznego tworzą trwałe wewnętrzne wiązania (sieciują) - przechodząc jednocześnie w stan stały. Jest to proces nieodwracalny.

49 Klasyfikacja materiałów polimerowych ze względu na zastosowanie: farby, lakiery, powłoki antykorozyjne, kleje, kity, lepiszcza, masy szpachlowe, włókna, tkaniny, pianki (polimery o strukturze komórkowej), materiały lite (wyroby bryłowe lub ciągłe).

50 Materiały dodatkowe modyfikatory napełniacze

51 modyfikatory specjalne związki chemiczne dodawane do polimeru w małej ilości (0,2 10%), nadające mu charakterystyczne cechy i właściwości.

52 Najczęściej stosowane modyfikatory to: katalizatory, inhibitory, stabilizatory plastyfikatory, barwniki i pigmenty, rozjaśniacze, antypiryny (opóźniacze palenia), porofory, środki smarne, antystatyki.

53 napełniacze Na bazie napełniaczy do polimerów można wytwarzać kompozyty, w których osnową jest polimer a zbrojeniem włókno (np. szklane, węglowe, aramidowe, borowe) lub cząstki (kredy, ceramiki, miki, itp.) Udział zbrojenia w kompozycie może wynosić od 10 do 70%.

54 Dobór materiałów

55 Własności materiału jako kryteria doboru

56 Wytrzymałość i gęstość materiałów

65 Kompozyty polimerowe wzmacniane włóknami

74 Materiały kompozytowe warstwowe Laminaty Bimetale Platery Grube warstwy ochronne Bardzo cienkie pokrycia

76 Kompozyty warstwowe z rdzeniem w kształcie plastra miodu

Podobne dokumenty

LABORATORIUM z PRZEDMIOTU TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE. Instrukcja laboratoryjna do ćwiczenia nr 3 Technologia kształtowania wyrobów z tworzyw sztucznych

LABORATORIUM z PRZEDMIOTU TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE Instrukcja laboratoryjna do ćwiczenia nr 3 Technologia kształtowania wyrobów z tworzyw sztucznych SPIS TREŚCI 1. Cel i zakres ćwiczenia.. 2 2. Tematyka