Definicja materiału kompozytowego

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Wydział Mechaniczny KOMPOZYTY NA OSNOWIE POLIMERÓW Właściwości i zastosowanie CZĘŚĆ 1 Definicja materiału kompozytowego Kompozyty są materiałami wielofazowymi - zwykle występują dwie fazy: Faza osnowy (polimerowa matryca) Faza ciągła, otaczająca inne fazy Faza dyspersyjna Faza nieciągła Matryca (jasna) Faza dyspersyjna (ciemna) 2 Klasyfikacja kompozytów polimerowych Kompozyty Dyspersyjne Włókniste Strukturalne Duże cząsteczki Cząsteczki wzmacniające Ciągłe Nieciągłe Laminaty Kompozyty przekładkowe Ukierunkowane Losowe 3 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 1

Do czego służy polimerowa osnowa? Osnowa pełni szereg funkcji: pozwala na przeniesienie obciążenia przez mocniejszą, bardziej wytrzymałą fazę, oddziela od siebie włókna i zapobiega rozprzestrzenianiu się pęknięć w przekroju kompozytu, przeciwdziała zużywaniu ściernemu w przypadku stosowania włókien szklanych. 4 Kompozyty polimerowe - Rodzaje napełniaczy a) włókna ciągłe b) włókna krótkie (cięte lub whiskersy ) c) proszki Whiskersy - krótkie włókna o niewielkiej średnicy (1 2 µm) 5 Najczęściej stosowane napełniacze Proszkowe (dyspersyjne) proszki niemetali: kwarc, talk, mączka drzewna, skrobia (polimery biodegradowalne) grafit, dwusiarczek molibdenu, Proszki metali (brąz, aluminium, stal nierdzewna) Włókniste włókno szklane, węglowe, grafitowe, aramidowe (Kevlar) itp. włókna metaliczne 6 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 2

Właściwości wybranych włókien Materiał ρ [Mg/m 3 ] R r [GPa] E [GPa] Włókna krótkie (whiskersy) azotek krzemu 3,2 5 7 350 380 tlenek glinu 4,0 10 20 700 1500 węglik krzemu 3,2 20 480 Włókna długie szklane 2,58 3,5 72,5 węglowe 1,78 2,15 1,5 4,8 228 724 aramidowe (Kevlar 49) 1,44 3,6 4,1 131 borowe 2,57 3,6 400 PE-UHMW (Spectra 900) 0,97 2,6 117 Włókna metaliczne stalowe 7,9 2,4 210 wolframowe 19,3 2,9 407 7 Właściwości wybranych włókien Whiskersy 4 Węglik krzemu Wytrzymałość właściwa R r [GPa] /ρ[mg/m 3 ] 3 2 1 Kevlar TM Azotek krzemu Włókno szklane PE-UHMW (Spectra 900) Włókna metaliczne Tlenek glinu Wysokowytrzymałe włókno węglowe Włókno węglowe o dużej sztywności 0 0 100 200 300 400 500 Moduł właściwy E [GPa] /ρ[mg/m 3 ] 8 Kompozyty strukturalne a) Typowa struktura laminatu b) Kompozyt przekładkowy z rdzeniem piankowym c) Kompozyt przekładkowy z rdzeniem o strukturze plastra miodu 9 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 3

Laminaty Laminatami nazywamy kompozyty składające się z wielu warstw różnych materiałów powiązanych ze sobą za pośrednictwem polimerowej osnowy (najczęściej żywicy) Anizotropii właściwości w tego typu kompozytach przeciwdziała się układając na sobie różnie zorientowane warstwy laminatu 10 Laminaty Z laminatów wykonuje się wyroby o dużych gabarytach, które powinny być lekkie i jednocześnie bardzo wytrzymałe np. kadłuby jachtów, szybowce, elementy mostów itp. żywica mata szklana żel antyadhezyjny 11 Kompozyty przekładkowe warstwa zewnętrzna warstwa adhezyjna (klej) Struktura plastra miodu warstwa zewnętrzna 12 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 4

Przykład kompozytu przekładkowego - deska surfingowa Wzdłużnik z kompozytu laminatowego Ekstra mocna trójwarstwowa wielokierunkowa mata szklana Wzmocnienie z włókna szklanego Podwójna powłoka poliuretanowa (PUR) Cienka warstwa poliwęglanu (PC) odporna na uderzenia i promieniowanie UV Warstwa papieru Włókno węglowe lub Kevlar Wzmocnienie szklane Ultralekka pianka polistyrenowa (PS) o strukturze plastra miodu Warstwa kompozytowa Mata szklana 13 Wykorzystanie kompozytów polimerowych w lotnictwie WW / EP WW / Aramid / EP Termoplasty +WS Kompozyt Aramidowy NOMEX Aramid / rdzeń piankowy Kompozyt Węglowy NOMEX 14 Od czego zależą właściwości kompozytów? Od właściwości składników Może pojawić się efekt synergistyczny Od udziału składników w objętości kompozytu Od geometrii fazy dyspersyjnej Rozkład Kierunkowość Kształt Rozmiar 15 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 5

Od czego zależą właściwości kompozytów? Przykład: Wpływ udziału składników w objętości kompozytu na intensywność zużycia liniowego I z podczas tarcia suchego po stali 0 5 10 Grafit [%] 15 20 0 Kompozyt PTFE + włókno szklane + grafit 5 10 Iz [µm/km] 15 6 78 3 45 0 12 20 10 9 Wł. szklane [%] 16 Umowne kryterium podziału polimerów MATERIAŁY POLIMEROWE TERMOPLASTY ELASTOMERY DUROPLASTY polimery chemoi termoutwardzalne Masowe polimery wysokoudarowe PE, PP, PVC, PS, ABS, SAN Tworzywa inżynieryjne PC, PMMA, PA, POM, PPO Tworzywa specjalne PET, PSU, PPS, PTFE, PVD, PVDF PI, PEEK Kauczuki: SBR, IR, NBR, PU, SI Termoplasty: PUR, PVC EP, UP, PF, UF, MF, SI 17 Duroplasty - polimery chemo- i termoutwardzalne Mają reaktywne ugrupowania w makrocząsteczce i w obecności czynników sieciujących (utwardzaczy) i/lub temperatury ulegają reakcji chemicznej sieciowania, w wyniku której tworzy się struktura przestrzennie usieciowana. Po takim usieciowaniu (utwardzeniu) duroplasty są nietopliwe i nierozpuszczalne. Ich ponowne przetwarzanie nie jest możliwe. Ogrzewanie duroplastów nie powoduje ich topnienia (tylko nieznacznie miękną), a przekroczenie temperatury dopuszczalnej prowadzi do destrukcji. 18 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 6

Podział duroplastów DUROPLASTY POLIMERY CHEMOUTWARDZALNE POLIMERY TERMOUTWARDZALNE EP żywice epoksydowe UP żywice nienasycone poliestrowe PF żywice fenolowo -formaldehydowe SI żywice silikonowe AMINOPLASTY MF - żywice melaminowe UF - żywice mocznikowe 19 Żywice epoksydowe (EP) - oligomeryczne związki zawierające co najmniej dwie grupy epoksydowe (oksiranowe): Ogólny wzór dianowej żywicy epoksydowej: C C O W makrocząsteczce są dwa rodzaje grup reaktywnych: grupy epoksydowe i grupy wodorotlenowe. 20 Żywice epoksydowe (EP) Do utwardzania żywic epoksydowych stosuje się: aminy (I-, II- i III-rzędowe), kwasy karboksylowe, difenole, bezwodniki, kwasy i zasady typu Lewisa Wybór utwardzacza zależy od warunków, tj. od temperatury utwardzania. Utwardzanie w temperaturze pokojowej (na zimno) - aminy alifatyczne i wieloaminy. - wadą tego sposobu jest mała odporność cieplna EP. Utwardzania w temperaturze podwyższonej, do 80-100 o C (na ciepło) - aminy III-rzędowe i aminy aromatyczne I-rzędowe. Utwardzanie w wyższych temperaturach, 120-180 ºC (na gorąco) - bezwodniki kwasowe i żywice nowolakowe. Ilość utwardzacza zależy o zawartości grup epoksydowych. 21 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 7

Żywice epoksydowe (EP) Podstawowe właściwości Cena (dla kompozytu z włóknem szklanym) EP (EP + wł szkl.) Gęstość [Mg/m 3 ] 1,15 Moduł sprężystości E [MPa] Wytrzymałość na rozciąganie na ściskanie R r [MPa] R c [MPa] Temperatura użytkowania (zależy od temperatury utwardzania) 3700 17 000 (21 000 52 000) 65 79 (70 1 400) 115 165-100 +80 (180) ºC 22 Żywice epoksydowe (EP) Właściwości Doskonała przyczepność do większości materiałów Duża wytrzymałość mechaniczna (na ściskanie i rozciąganie) Bardzo dobra odporność na starzenie (UV, woda, czynniki chemiczne) Dobre właściwości dielektryczne Nazwy handlowe Epidian Zakłady Chemiczne ORGANIKA - SARZYNA Epidiany o numerach 010-016, 1, 2 mają duży ciężar cząsteczkowy i są to ciała stałe, termoplastyczne o temp. mięknienia 63-105 o C Epidiany o numerach 3, 4, 5, 6 są to związki małocząsteczkowe, ciecze o dużej lepkości. Epidian 11 żywica niepalna, zawierająca ok. 18% bromu. 23 Żywice epoksydowe (EP) Zastosowanie W elektrotechnice jako izolatory W elektronice laminaty foliowane miedzią na obwody drukowane (17% produkcji EP) W przemyśle lotniczym specjalne kompozyty i kleje konstrukcyjne) Powłoki z EP (ok. 60%) - używane w różnych dziedzinach (np. w przemyśle spożywczym) 24 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 8

Żywice epoksydowe (EP) Zastosowanie EP + włókno węglowe EP + włókno węglowe + włókno aramidowe 25 Nienasycone żywice poliestrowe UP - zawierają w łańcuchu głównym ugrupowania estrowe COOR i wiązania podwójne C C Ogólny wzór poliestrów nienasyconych: Poliestry nienasycone są polimerami o strukturze liniowej, rozpuszczalnymi, o konsystencji gęstego oleju, zawierającymi w łańcuchu głównym ugrupowanie reaktywne wiązanie nienasycone. Dzięki zawartości wiązań podwójnych mogą być poddawane reakcji sieciowania (utwardzania) w wyniku czego powstają stałe, nietopliwe żywice. W procesie sieciowania stosuje się monomery sieciujące: styren (oraz jego pochodne), monomery allilowe, akrylany. 26 Nienasycone żywice poliestrowe UP Podstawowe właściwości Cena (dla kompozytu z włóknem szklanym) UP Gęstość [Mg/m 3 ] 1,17 1,26 Moduł sprężystości E [MPa] 14 000 20 000 Wytrzymałość na rozciąganie na ściskanie R r [MPa] R c [MPa] 30 90 250 Temperatura użytkowania -100 +150 ºC 27 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 9

Nienasycone żywice poliestrowe UP Właściwości Bardzo dobre własności mechaniczne i mała gęstość Odporność na korozję i gnicie Łatwość formowania dużych wyrobów o skomplikowanych kształtach za pomocą prostego oprzyrządowania Stosunkowo niska cena żywica mata szklana Duża możliwość regulowania właściwości (wg wymagań) żel antyadhezyjny Nazwy handlowe Polimal Zakłady Chemiczne ORGANIKA-SARZYNA o różnych własnościach (numerowane od 100 do 162) Estromal Zakłady Tworzyw Sztucznych ERG S.A. w Pustkowie stosowane jako spoiwa do laminatów 28 Nienasycone żywice poliestrowe UP Zastosowanie W przemyśle okrętowym i szkutnictwie (kadłuby) W przemyśle lotniczym W przemyśle maszynowym i motoryzacyjnym 29 DUROPLASTY POLIMERY CHEMOUTWARDZALNE POLIMERY TERMOUTWARDZALNE EP żywice epoksydowe UP żywice nienasycone poliestrowe PF żywice fenolowo -formaldehydowe SI żywice silikonowe AMINOPLASTY MF - żywice melaminowe UF - żywice mocznikowe 30 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 10

Fenoplasty PF (żywice fenolowo-formaldehydowe) produkty polimeryzacji stopniowej (polikondensacji) fenolu z formaldehydem dwoma sposobami: - przez zastosowanie nadmiaru formaldehydu w stosunku do fenolu otrzymując produkt nazywany rezolem - przez zastosowanie nadmiaru fenolu w stosunku do formaldehydu otrzymując produkt nazywany nowolakiem Ogólny wzór rezolu ma postać: 31 Fenoplasty PF (żywice fenolowo-formaldehydowe) - sieciowanie żywic I etap II etap REZOL ogrzewanie REZITOL - stadium B częściowo usieciowane ogrzewanie do temp. 150-170 o C REZIT - stadium C usieciowane przestrzennie ( kruche, nietopliwe, nierozpuszczalne ) 32 Żywice fenolowo-formaldehydowe PF Podstawowe właściwości PF Cena Gęstość [Mg/m 3 ] 1,40 1,80 Moduł sprężystości E [MPa] 5600 12000 Wytrzymałość na rozciąganie R r [MPa] na ściskanie R c [MPa] 20 25 90 240 Temperatura użytkowania -100 +110 ºC 33 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 11

Żywice fenolowo-formaldehydowe PF Właściwości Są stosowane jako spoiwo do laminatów (tworzyw warstwowych) oraz do tłoczyw (z napełniaczami proszkowymi) Z tłoczyw odwzorowuje się dokładne kształty metodami wtrysku lub prasowania Posiadają brązowo-brunatne zabarwienie Nazwy handlowe płyty warstwowe ZTS IZO-ERG S.A. w Gliwicach Rezokart papierowo-fenolowe (PcFE) Rezotekst B tkaninowo-fenolowe (TcFE) Rezotekst S szklano-fenolowe tłoczywa ZTS ERG S.A. w Pustkowie Polofen z mączką drzewną, miką Modofen z włóknem szklanym 34 Żywice fenolowo-formaldehydowe PF Zastosowanie W elektrotechnice jako izolatory (bezpieczniki, korpusy lamp) W elektronice laminaty na obwody drukowane W przemyśle motoryzacyjnym do wyrobu części układu zapłonowego okładzin hamulcowych i sprzęgłowych, łożysk ślizgowych Korpusy pomp wodnych, wirników, obudowy nagrzewnic Zastosowania historyczne (1920 r.) 35 Aminoplasty - otrzymuje się je w wyniku polikondensacji formaldehydu z niektórymi związkami typu aminowego: a) z melaminą: żywica melaminowa MF b) z mocznikiem: żywica mocznikowa UF Z żywic aminowych wytwarza się m.in.: - kleje - tłoczywa - laminaty - spoiwa lakiernicze - tworzywa porowate - spoiwa do rdzeni odlewniczych Do wytwarzania tłoczyw stosuje się takie napełniacze, jak: - włókna szklane - tkaniny szklane - bielona celuloza drzewna Tłoczywa aminowe przetwarza się metodą prasowania tłocznego lub przetłocznego, a także coraz częściej metodą formowania wtryskowego. 36 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 12

Aminoplasty MF, UF Podstawowe właściwości MF Żywica melaminowa UF żywica mocznikowa Cena [ /kg] Gęstość [Mg/m 3 ] 1,48 1,50 1,50 Moduł sprężystości E [MPa] 7000 10500 Wytrzymałość na rozciąganie R r [MPa] na ściskanie R c [MPa] 30 170 310 30 200 Temperatura użytkowania -100 +100 ºC -100 +80 ºC 37 Aminoplasty MF, UF Właściwości Doskonałe właściwości elektroizolacyjne, zwłaszcza na działanie łuku elektrycznego i prądów pełzających (w warunkach dużej wilgotności) Dobra odporność na chemikalia (porównywalna do fenoplastów) Wytrzymałość mechaniczna tłoczyw szybko maleje ze wzrostem temperatury (gorące kształtki można uszkodzić przy wyjmowaniu z formy) Możliwość barwienia na trwałe pastelowe kolory (z zachowaniem przeźroczystości lub z efektem krycia) MF i UP napełnione celulozą Nazwy handlowe Melotekt S Z T S ORGANIKA-SARZYNA - płyty wytwarzane przez sprasowanie na gorąco arkuszy tkaniny szklanej powleczonej żywicą melaminową Unilam - ZTS IZO-ERG S.A. w Gliwicach 38 - laminaty dekoracyjne (wykładziny ścian, mebli) Aminoplasty MF, UF Zastosowanie Używane są do wytwarzania lakierów, tłoczyw, laminatów. Jako płyty ozdobne w wagonach kolejowych, w budownictwie w środkach komunikacji miejskiej, w przemyśle okrętowym, itp. Szerokie zastosowanie tłoczyw w przemyśle elektrotechnicznym Części urządzeń gospodarstwa domowego 39 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 13

Polisiloksany SI (żywice silikonowe) związki krzemoorganiczne zawierające w łańcuchu głównym powtarzalne ugrupowanie siloksanowe: Si O W zależności od budowy chemicznej monomerów krzemoorganicznych i warunków reakcji silikony mogą mieć właściwości olejów, polimerów termoutwardzalnych, termoplastycznych lub elastomerów (kauczuków) Silikony termoutwardzalne są to przede wszystkim żywice metylofenylo-silikonowe, mające wzór o postaci np.: Z atomami krzemu połączone są rodniki organiczne np. grupy metylowe lub fenylowe 40 Żywice silikonowe (SI) Podstawowe właściwości Cena [ /kg] Gęstość [Mg/m 3 ] Moduł sprężystości E [MPa] Wytrzymałość na rozciąganie R r [MPa] na ściskanie R c [MPa] Temperatura użytkowania SI 41 Żywice silikonowe SI Właściwości Odporność cieplna w zakresie do 300 o C (w atmosferze beztlenowej nawet do 500 o C) Doskonałe właściwości elektroizolacyjne (do 200 o C) przy dużej wilgotności oraz dobra odporność chemiczna Właściwości antyadhezyjne (brak przyczepności lepkich substancji) Hydrofobowość właściwości ochronne przed zwilżaniem wodą WADA słaba wytrzymałość mechaniczna, sieciowanie zachodzi podczas kilkugodzinnego ogrzewania w temp. 200 300 o C Nazwy handlowe Silak 30 Zakłady Tworzyw Sztucznych ORGANIKA-SARZYNA - żywica termoutwardzalna, stosowana jako lakier lub spoiwo do 42 laminatów stosowane jako spoiwa do laminatów Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 14

Żywice silikonowe SI Zastosowanie Używane są do wytwarzania lakierów, tłoczyw, laminatów i do hydrofobizacji różnych materiałów W elektrotechnice laminaty szkło-silikonowe jako doskonały materiał elektroizolacyjny klasy H, odporne na działanie płomienia (w górnictwie, okrętownictwie) Tłoczywa silikonowe (głównie z włóknem szklanym ciętym) do produkcji różnych kształtek i detali (wadą jest tu długie wygrzewanie w podwyższonych temperaturach) 43 ELASTOMERY MATERIAŁY POLIMEROWE TERMOPLASTY ELASTOMERY DUROPLASTY polimery chemoi termoutwardzalne Masowe polimery wysokoudarowe PE, PP, PVC, PS, ABS, SAN Tworzywa inżynieryjne PC, PMMA, PA, POM, PPO Tworzywa specjalne PET, PSU, PPS, PTFE, PVD, PVDF PI, PEEK Kauczuki: SBR, IR, NBR, PU, SI Termoplasty: PUR, PVC EP, UP, PF, UF, MF, SI 44 Elastomery wulkanizujące (gumy) GUMA = KAUCZUK + NAPEŁNIACZE są tworzywami elastycznymi powstałymi w wyniku wulkanizacji kauczuku naturalnego lub syntetycznego. cechują się dużą odkształcalnością dochodząca do 1200% oraz niewielkim modułem sprężystości 1 4 MPa. charakteryzują się pamięcią kształtu, nie topią się, nie zgrzewają i nie rozpuszczają. Mogą być spęczane i wulkanizowane na gorąco. 45 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 15

Elastomery wulkanizujące (gumy) Kauczuk naturalny jest tworzywem pochodzenia roślinnego, pozyskiwany jest z lateksu drzew kauczukowych rosnących w klimacie tropikalnym i niektórych roślin w klimacie umiarkowanym. Lateks jest to sok drzewa kauczukowego będący wodną emulsją kauczuku wyglądem przypominający mleko. Zawiera on 30 45% substancji stałej, która zawiera około 96% węglowodoru kauczuku. Kauczuki syntetyczne są materiałami produkowanymi na drodze polimeryzacji związków organicznych. Materiały te wykazują cechy fizyczne kauczuku a różnią się od niego pod względem chemicznym. 46 Oznaczenia elastomerów (kauczuków) NR kauczuk naturalny (100 o C), BR kauczuk butadienowy (100 o C), SBR kauczuk butadienowo-styrenowy (110 o C), NBR kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (120 o C), CR kauczuk chloroprenowy (120 o C), IIR kauczuk butylowy (130 o C), AU kauczuk polieterowy (130 o C), CSM kauczuk chlorosulfonowany (130 o C), EPDM kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy 140 o ACM kauczuk akrylowy (160 o C), EAM kauczuk etylenowo-octanowinylowy (170 o C), FVMQ kauczuk metylofluorosilikonowy (180 o C). MVQ kauczuk metylowinylosilikonowy (200 o C), FKM kauczuk fluorowy (210 o C), 47 Elastomery wulkanizujące Właściwości zmieniają się w szerokich granicach w zależności od rodzaju kauczuku, ilości i składu dodatków oraz warunków wulkanizacji: a) wytrzymałość gumy na rozciąganie 2 40 MPa b) wydłużenie przy zerwaniu dla kauczuków: 100 1000 %. c) twardość gumy: 25 95 o wg Shore a (dodatek sadzy zwiększa twardość gumy). d) temperatura długotrwałego stosowania: 100 210 o C e) odporność na ścieranie (bieżniki opon, gumowe uszczelnienia ruchowe) zależy od rodzaju kauczuku i napełniacza (dodatek krzemionki i sadzy o drobnych cząstkach powoduje wzrost odporności na ścieranie). f) odporność na odkształcenia trwałe (szczególnie ważne dla uszczelnień gumowych) posiadają kauczuk naturalny i niektóre kauczuki syntetyczne (zawierające sadzę 48 o większych cząstkach). Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 16

Elastomery wulkanizujące wysokotemperaturowe Właściwości Kauczuk silikonowy wulkanizujący na zimno występuje w postaci kitów, past, płynu lub pianki. Jest on odporny na działanie temperatury do 200 o C, a krótkotrwale do 250 o C. Utwardzenie tego kauczuku (wulkanizacja) przebiega na wskutek dodatku utwardzacza (ok. 5 %) wciągu kilkunastu godzin. Materiał ten znalazł zastosowanie jako formy do odlewania niskotopliwych metali, żywic syntetycznych i protez dentystycznych, uszczelki, izolacje elektryczne i kleje odporna na temperaturę do ceramiki, metali itd. Kauczuk silikonowy wulkanizujący na gorąco mieszanina kauczuku silikonowego z napełniaczami, pigmentami i katalizatorami, Wulkanizacja zachodzi po podgrzaniu do temperatury 120 180 o C, a następnie hartowaniu w temperaturze 200 250 o C przez kilkanaście godzin. Może być stosowny w temperaturze do 300 o C. Materiał ten stosuje się na uszczelki, okładziny, izolacje kabli i elementów 49 grzejnych i węże dla przemysłu spożywczego i medycyny. Elastomery Zastosowanie Do produkcji różnego rodzaju uszczelek i uszczelnień Do wyrobu różnego rodzaju zderzaków, sprężyn gumowych, amortyzatorów. 50 Elastomery Zastosowanie cd. Do produkcji elastycznych przewodów (węży) Elementy transmisyjne w przekładniach pasowych Opony, dętki itp. 51 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 17

Elastomery Termoplastyczne Poliuretany (PUR) Cechą charakterystyczną poliuretanów jest specyficzna segmentowa, blokowa budowa łańcucha. Makrocząsteczki składają się naprzemiennie z segmentów sztywnych i elastycznych (giętkich). Przykładowy wzór poliuretanu jest następujący: O C O NH CH 2 NH C O O (CH 2 ) n Struktura i właściwości PUR zależą od udziału segmentów sztywnych i segmenów giętkich: - gdy segmentów sztywnych jest więcej niż 40% - tworzą one fazę ciągłą czemu towarzyszy zwiększenie twardości polimeru, - gdy udział segmentów giętkich wynosi 60-80%, wówczas polimer jest elastyczny. 53 n Poliuretany (PUR) Podstawowe właściwości Cena [ /kg] PUR Gęstość [Mg/m 3 ] 0,2 1,2 Moduł sprężystości E [MPa] Wytrzymałość na rozciąganie R r [MPa] Temperatura użytkowania 54 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 18

Poliuretany (PUR) Właściwości PUR sztywne wykazują duży moduł sprężystości, wytrzymałość na zginanie i rozciąganie oraz dobrą udarność w szerokim zakresie temperatur Odporne na hydrolizę oraz działanie materiałów pędnych Wyjątkowa odporność na ścieranie Dobre właściwości termoizolacyjne (pianki) Nazwy handlowe (PUR): Desmopan, Urepan, Volkullan Bayer (RFN) Elastollan BASF (RFN) W Polsce większości systemów PUR producentami są: - Zakł. Chem. ORGANIKA-ZACHEM w Bydgoszczy - Zakł. Chem. ROKITA-S.A. w Brzegu Dolmym 55 Poliuretany (PUR) Zastosowanie W przemyśle obuwnicznym - obuwie sportowe, podeszwy W przemyśle meblowym w formie tworzyw piankowych, elastycznych i sztywnych 56 Poliuretany (PUR) - elastomer Zastosowanie W przemyśle maszynowym: łożyska ślizgowe, koła zębate, rolki przenośników, pokrycia sit wibracyjnych do rozdziału minerałów (przeciw zużywaniu ściernemu), 57 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 19

Poli(chlorek winylu) miękki, PVC zawierający 40% do 70% plastyfikatora Zastosowanie węże do wody i chemikaliów, izolacja przewodów elektrycznych, uszczelki okien, profile w budownictwie, piłki, zabawki, nadmuchiwane hale, namioty cieplarniane, płaszcze przeciwdeszczowe 58 Tworzywa Sztuczne - wykład 2,3 20