Chronologia, bardziej szczegółowo

Podobne dokumenty
POLIMERY POLIMERY. Duże molekuły zbudowane z 50 lub więcej powtarzających się jednostek (merów) najczęściej związanych ze sobą kowalencyjnie.

POLIMERY. Naturalna guma

Polimery syntetyczne

MATERIAŁY POMOCNICZE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Materiałoznawstwo III. Właściwości mechaniczne tworzyw polimerowych

dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG

Czym się różni ciecz od ciała stałego?

P L O ITECH C N H I N KA K A WR

Informacja do zadań 1. i 2. Zadanie 1. (2 pkt) Zadanie 2. (2 pkt)

dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG

11.Chemia organiczna. Irena Zubel Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocławska (na prawach rękopisu)

POLIMERY W OCZYSZCZANIU WODY, POWIETRZA ORAZ OCHRONIE GLEBY. Helena Janik, Katedra Technologii POLIMERÓW WCH, PG

Wykład 27/28 stycznia 2005; pytania z wykładów 1-3.

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

RóŜnica temperatur wynosi 20 st.c. Ile wynosi ta róŝnica wyraŝona w K (st. Kelwina)? A. 273 B. -20 C. 293 D. 20

TEST ZADANIA PV C PV A

Dobór materiałów konstrukcyjnych cz. 9

Szkło. T g szkła używanego w oknach katedr wynosi ok. 600 C, a czas relaksacji sięga lat. FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Interpretacja pomiarów DMTA w odniesieniu do struktury jedno- i wieloskładnikowych układów polimerowych.

TWORZYWA SZTUCZNE. Tworzywa sztuczne - co to takiego?

MATERIAŁOZNAWSTWO. Prof. dr hab. inż. Andrzej Zieliński Katedra Inżynierii Materiałowej Pok. 204

1. Kryształy jonowe omówić oddziaływania w kryształach jonowych oraz typy struktur jonowych.

1. Jaką funkcję w procesach polimeryzacji wolnorodnikowej pełnią niŝej wymienione związki?: (5 pkt.)

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

11. Polimery. Irena Zubel Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocławska (na prawach rękopisu)

Podstawy nauki o materiałach. Porównanie struktur i własności wybranych polimerów konstrukcyjnych

Laboratorium inżynierii materiałowej LIM

1. Jaką funkcję w procesach polimeryzacji wolnorodnikowej pełnią niŝej wymienione związki?: (5 pkt.) O 2

dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG

Elektrolity polimerowe. 1. Modele transportu jonów 2. Rodzaje elektrolitów polimerowych 3. Zastosowania elektrolitów polimerowych

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: MEI EI-s Punkty ECTS: 3. Kierunek: Edukacja Techniczno Informatyczna Specjalność: Edukacja informatyczna

NARZĘDZIA DO PRZETWÓRSTWA POLIMERÓW

Kopolimery statystyczne. Kopolimery blokowe. kopolimerów w blokowych. Sonochemiczna synteza -A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B- Typowe metody syntezy:

Instrukcja obsługi spawarki

WYBRANE METODY MODYFIKACJI ASFALTÓW. Prof. dr hab. inż. Irena Gaweł emerytowany prof. Politechniki Wrocławskiej

Właściwości kryształów

Materiały Reaktorowe. Właściwości mechaniczne

ZALICZENIE : TEST na ostatnim wykładzie. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY kierunek: INŻYNIERIA MATERIAŁOWA. dr hab. inż.

RECYKLING SUROWCOWY POLIOLEFIN I POLISTYRENU

Opracowała: dr inż. Teresa Rucińska

Zestaw pytań egzaminu inŝynierskiego przeprowadzanego w Katedrze Fizykochemii i Technologii Polimerów dla kierunku CHEMIA

Tworzywa sztuczne, to materiały oparte na. zwanych polimerami, otrzymywanych drogą syntezy. chemicznej, w wyniku procesów zwanych ogólnie

CHARAKTERYSTYKA TWORZYW POLIMEROWYCH Z UWZGLĘDNIENIEM M.IN. POZIOMU WSKAŹNIKÓW WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH, ODPORNOŚCI NA KOROZJĘ, CENY.

MATERIAŁOZNAWSTWO. dr hab. inż. Joanna Hucińska Katedra Inżynierii Materiałowej Pok. 128 (budynek Żelbetu )

W-2. KLASYFIKACJA MATERIAŁÓW. MATERIAŁY INŻYNIERSKIE są wytwarzane przez człowieka z surowców:

Proekologiczna instalacja pilotażowa do produkcji emulsji asfaltowych modyfikowanych nanostrukturami z polimerów odpadowych

Stany skupienia materii

Materiały konstrukcyjne: tworzywa sztuczne

Szkła specjalne Przejście szkliste i jego termodynamika Wykład 5. Ryszard J. Barczyński, 2017 Materiały edukacyjne do użytku wewnętrznego

POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI TEORETYCZNEJ I SYSTEMÓW INFORMACYJNO-POMIAROWYCH

Krystalizacja Polimerów Istotny Aspekt Procesu Przetwórstwa

Zalety przewodników polimerowych

Formularz opisu przedmiotu (formularz sylabusa) dotyczy studiów I i II stopnia. Chemia i technologia polimerów

Szkło kuloodporne: składa się z wielu warstw różnych materiałów, połączonych ze sobą w wysokiej temperaturze. Wzmacnianie szkła

Wykład 3. Makrocząsteczki w roztworze i w stanie skondensowanym.

CIEPLNE I MECHANICZNE WŁASNOŚCI CIAŁ

STABILNOŚĆ TERMICZNA TWORZYW SZTUCZNYCH

power of engineering MATERIAŁY DLA HBOT 3D

CHEMIA MAKROCZĄSTECZEK (POLIMERÓW) Uniwersytet Jagielloński Kraków,

dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG

SPIS TREŚCI CZĘŚĆ I POLIMERY OTRZYMYWANE W PROCESIE POLIREAKCJI ŁAŃCUCHOWEJ (POLIMERYZACJI I KO POLIMERYZACJI) 29

Transport jonów: kryształy jonowe

PL B BUP 14/ WUP 09/08. Anna Królikowska, Instytut Chemii Przemysłowej, im.prof.ignacego Mościckiego

30/01/2018. Wykład X: Właściwości cieplne. Treść wykładu: Stabilność termiczna materiałów

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

Właściwości cieplne Stabilność termiczna materiałów. Stabilność termiczna materiałów

Wykład XI: Właściwości cieplne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Samopropagująca synteza spaleniowa

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne

Efektywność usuwania mikroplastików ze

Dobór materiałów konstrukcyjnych cz. 7

Wpływ warunków eksploatacji na wyroby z tworzyw poliolefinowych (w tym

Politechnika Rzeszowska - Materiały inżynierskie - I DUT / dr inż. Maciej Motyka

Spis treści. Wstęp 11

KARTA PRZEDMIOTU. Egzamin, sprawdziany, ocena sprawozdań Egzamin, sprawdziany, ocena. związków wielkocząsteczkowych. Wykład, laboratorium K_W07 +++

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

RJC A-B A + B. Slides 1 to 27

Polimery to substancje chemiczne o bardzo dużej masie cząsteczkowej, które składają się z wielokrotnie powtórzonych jednostek zwanych merami.

Radiacyjne sieciowanie przewodów i kabli

Tworzywa sztuczne, to materiały oparte na. wielkocząsteczkowych związkach organicznych. zwanych polimerami, otrzymywanych drogą syntezy

SPOSOBY WRABIANIA NITEK ELASTOMEROWYCH W DZIANINY O SPOLOCIE LEWOPRAWYM. Nelly Fengler, Marlena Kaliniak

CHEMIA MAKROCZĄSTECZEK (POLIMERÓW)

Naprężenia i odkształcenia spawalnicze

Identyfikacja tworzyw sztucznych

MATERIAŁY A PRĄD. Przewodniki, półprzewodniki i izolatory

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

Szczegółowe informacje na temat gumy, rodzajów gumy oraz jej produkcji można znaleźć w Wikipedii pod adresem:

III. METODY OTRZYMYWANIA MATERIAŁÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH Janusz Adamowski

Fizykochemia i właściwości fizyczne polimerów

Podstawy chemii. dr hab. Wacław Makowski. Wykład 1: Wprowadzenie

Polimery. SYLABUS A. Informacje ogólne

Struktura materiałów. Zakres tematyczny. Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD / dr inż. Maciej Motyka.

Oddziaływanie cząstek z materią

Fizyczne właściwości polimerów Cz. 2

Nauka o Materiałach. Wykład XI. Właściwości cieplne. Jerzy Lis

Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2

DMA w połączeniu z wynikami badań uzyskanych innymi technikami analizy termicznej

Przewody elektryczne nowej generacji sieciowane radiacyjnie

SPECYFIKACJA MATERIAŁOWA

STRUCTUM - TECHNOLOGIE JUTRA DZISIAJ. Structum Sp. z o.o., ul. Niepodległości 30/59, Lublin, Poland

Fizyka Ciała Stałego

Transkrypt:

POLIMERY

hronologia, bardziej szczegółowo

Jak powstają polimery

Polimeryzacja addycyjna n 2 = 2 -> - 2 2 2 2 2 2 - Monomer Polimer

Polimeryzacja addycyjna W ten sposób polimeryzują węglowodory nienasycone. Polimeryzacja zachodzi dzięki obecności wiązania podwójnego. Proces polimeryzacji musi zostać w jakiś sposób rozpoczęty oraz zakończony. Reakcja poliaddycji jest szybka, ponieważ jest ograniczona jedynie dostępnością monomerów.

Inicjator 2 O 2 -> 2O* Dysocjacja nadtlenku wodoru lub kwasu siarkowego Rodnik O* zbliża się do węglowodoru Powoduje zerwanie wiązania podwójnego i powstanie rodnika węglowodoru O* + 2 = 2 -> O 2 2 *

W podobny sposób reakcja poliaddycji musi być zakończona

Przykłady monomer polimer O 3 O 3 O 3 O 3 O O O O O 3 O polyethylene Poly(methyl acrylate) l l l l l Poly(vinyl chloride) F F F F polystyrene 3 3 3 3 3 F F F F F F F F F F F F F F F F polypropylene teflon

Polikondensacja R OO + 2 N-R -> 2 O + R-O N R Monomer 1 Monomer 2 Kopolimer

Polikondensacja Reakcja ta musi być wielokrotnie powtórzona przy wzroście polimeru. Przebiega ona stosunkowo wolno. Tak powstają np. poliuretan, polistyren, epoksy, silikony,..

zynniki wpływające na właściwości polimerów Właściwości polimerów zależą od wszystkiego: Masa molowa; Wielkość sił działających między cząsteczkami; Podatność łańcucha na wyginanie, możliwość obrotu łańcucha; Struktura: stopień krystaliczności, rozgałęzienia, usieciowanie itd; Temperatura

Masa molowa Łańcuchy nie mają równej długości: można mówić o średniej masie molowej; Wyznaczenie masy molowej nie jest proste: Rozpraszanie światła (łańcuchy mają długość porównywalną z długością fali) Lepkość Spektrometria masowa (matrix-assisted laser-desorption ionization mass spectroscopy) hromatografia (sizeaxclusion chromatography)

Masa molowa Typowy rozkład mas molowych

Przykład: Masa molowa polipropylenu

Siły działające między molekułami Wewnątrz łańcucha: siły kowalencyjne Pomiędzy łańcuchami: Wodorowe Van der Waalsa

Podatność łańcucha na wyginanie Zależy od: Wiązań, stopnia usieciowania Stopnia krystalizacji Temperatury Rodzaju i wielkości grup bocznych

Stopień krystalizacji Struktura polimerów jest najczęściej amorficzna, ale może też być krystaliczna

krystaliczny Stopień krystalizacji Struktura krystaliczna polimeru nigdy nie jest w 100% uporządkowana. Istnieją w polimerze obszary o grubości rzędu 10 nm uporządkowane, na przemian z nieuporządkowanymi amorficzny

Kryształy polietylenu pojedyńczy kryształ Obraz dyfrakcji elektronowej PE crystals b Polymer chains

Stopień krystalizacji Stopień krystalizacji zależy od wielu czynników: Ilość rozgałęzień (im więcej tym mniejsza tendencja do krystalizacji); Wielkość i asymetria grup bocznych Długość łańcucha Szybkość chłodzenia Odkształcenie łańcuchów i inne sposoby wymuszania kierunku w czasie chłodzenia

Inne aspekty struktury polimerów Rozgałęzienia Połączenia między łańcuchami

Podsumowując:

Jeszcze inne aspekty struktury polimerów omopolimery - kopolimery

Kopolimery Przemienny Blokowy Przypadkowy Sczepiony

Idealny polimer Temperatura

Temperatura DS dla idealnego polimeru Temperatura zeszklenia Temperatura krystalizacji Temperatura topnienia http://www.psrc.usm.edu/macrog/dsc.htm

Temperatura Niektóre polimery są używane w stanie gumy (elastomery); Niektóre w stanie szklistym; Niektóre w stanie krystalicznym, częściowo krystalicznym; Niektóre polimery w ogóle nie występują we wszystkich fazach;

Przykłady

Właściwości polimerów W związku z różnymi właściwościami i strukturą dzieli się polimery na różne grupy, np: Elastomery; Polimery usieciowane; Polimery termo-, chemo- itp. utwardzalne; Polimery termoplastyczne; iekłe kryształy; Podziały są dość skomplikowane i nie całkowicie jednoznaczne;

Właściwości i przykłady polimerów o różnych właściwościach

Termoplastyczne zachowanie polimerów

Polimery termoplastyczne Akryle np Plexiglas (polymethylmethacrylate, PMMA) soczewki, okna samolotów, włókna Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS) tzw inżynierski plastik części samochodowe, rury Fluoropolimery (PTFE)

Polimery termoplastyczne Poliamidy np. Nylon Poliwęglany np. D, kaski, okna Poliestery np. butelki filmy do aparatu włókna (Dacron) Polietylen (PE) PP wszystko PV

Polimery termoutwardzalne Po utwardzeniu nie można ich już przerabiać topić itp Sztywniejsze twardsze i termicznie bardziej odporne niż termoplastyczne Utwardzanie wynika z usieciowania Są to np. żywice epoxydowe aminowe poliestry poliuretany silikony

Elastomery

Elastomery Polimery o dużym odkształceniu sprężystym (500% i więcej). Moduły sprężystości ROSNĄ wraz z temperaturą Elastomery mogą być naturalnane Syntetyczne Długie łańcuchy; pewna ilość połączeń między łańcuchami

Właściwości sprężyste gumy

Na czym polega rozciąganie elastomeru Na zmianie kształtu łańcucha wskutek obrotu poszczególnych wiązań wokół osi Połączenia między łańcuchami nie są zrywane

Naprężenie-odkształcenie D A: obrót wiązań wokół osi, zrywanie wiązań van der Waalsa Naprężenie A B B: zrywanie wiązań między łańcuchami : łańcuchy porządkują się i ustawiają równolegle do siebie D: zerwanie wiązań Odkształcenie

Termodynamika: dlaczego moduły sprężystości rosną z temperaturą? żeby utrzymać takie samo odkształcenie, trzeba zastosować większą siłę gorąco: entropia rośnie rozciągnięty entropia maleje nierozciągnięty

Naturalna guma Jest to poliizopren, otrzymany z lateksu poprzez usunięcie wody większość naturalnej gumy -sztywna gdy zimno -miękka gdy ciepło Gutta percha -sztywniejsza -piłki golfowe

Naturalna guma Wulkanizacja powoduje powstanie wiązan między łańcuchami

Naturalna guma Degraduje się wskutek działania ciepła, słońca, tlenu, ozonu i oleju około 1/4 używanej gumy jest pochodzenia naturalnanego głównie:

hloroprenowa Syntetyczna guma Znana jako neopren Krystalizuje Odporna na degradujący wpływ środowiska, ale droga węże do paliwa, auto-części, pasy transmisyjne, nie opony

Syntetyczna guma Guma Styrenowo-Butadienowa Elastomer termoplastyczny najbardziej używany (tuż przed naturalną) Opony, buty, izolacja kabli

Polietylen:

Polietylen: Własności etylenu bardzo silnie zależą od masy molowej oraz od tego, czy łańcuch jest rozgałęziony, czy liniowy: - UMWPE (ultra ciężki) gęstość > 0.97 g/cm3, masa molowa 3,000,000-6,000,000 g/mol - DPE (duża gęstość), 0.94 g/cm3 0.969 g/cm3, masa molowa 200,000-500,000; jest liniowy i krystaliczny; -LDPE (mała gęstość), 0.910 g/cm3 0.925 g/cm3, rozgałęziony.

PV

PV PV został otrzymany po raz pierwszy przez niemieckiego chemika (Eugen Baumann,1872).

Zastosowania PV

Teflon

Poliakrylonitryl

Polistyren

Styropian W czasie polimeryzacji wdmuchuje się gaz do polimeru-- 95 % styropianu to powietrze

Polipropylen

Polipropylen 3 3 3 3 3 3 Isotactic (regular side chains) 3 3 3 3 3 3 n Syndiotactic (alternate side chains) n 3 3 3 3 3 3 Atactic (random side chains) n

Struktura zależy od katalizatora http://acsinfo.acs.org/hotartcl/cenear/950911/artg2.html

Silikony

Poliamidy aromatyczne Polimery zawierające w łańcuchu grupę ON-, połączona z obydwu stron fragmentami aromatycznymi: fenylowymi, naftalowymi, heterocyklicznymi. Mogą one zawierać również inne grupy. które nie są bezpośrednio związane z grupą amidową

Poliamidy aromatyczne

Polimery z pamięcią kształtu SMP (shape memory polymers): Polimery termoplastyczne na bazie poliuretanu, o szerokim zakresie temperatur zeszklenia. Jeśli polimer już jakoś ukształtowany zostanie rozciągnięty do nowego kształtu w wysokiej temperaturze, a następnie zostanie ochłodzony to będzie on miał ten nowy, wymuszony kształt. Po kolejnym ogrzaniu go powyżej temperatury Tg polimer wróci do swojego pierwotnego kształtu.

Polimery przewodzące Polimery o pojedynczych i podwójnych wiązaniach wzdłuż łańcucha (sp 2 -hybridised carbons). Elektrony p muszą być zdelokalizowane i rozciągać się na cały łańcuch. polytiofen

Polimery przewodzące onductivities (in S/cm) Metals 10 5 Best conducting plastics 10 2 PPV, PANI 10-5 Silicon (semiconductors) 10-7 PV, mica 10-16 Teflon 10-22

Polimery przewodzące Pierwsza Polymer Light-Emitting Diode (PLED) 1990 PLED składa się z niedomieszkowanego polimeru umieszczonego pomiędzy elektrodami odleglymi od siebie o około 50-100 nm: Obecnie ich efektywność wynosi 5-10%. Polimerowe fotodiody i bateria słoneczne również są już wytwarzane (pierwsza w 1993). Akcja laserowa może również przebiegać w polimerach (prace trwają).

Polimery przewodzące

iekłe kryształy

Przyszłość? Synteza nowych monomerów (głównie aromatycznych); Katalizatory; Specyficzne reakcje polikondensacji;?????????????????????????????????