PLITECHNIKA WRCŁAWSKA Wydział Mechaiczy KMPZYTY NA SNWIE PLIMERÓW i zastosowaie Cz. II TERMPLASTY Materiały polimerowe TERMPLASTY ELASTMERY DURPLASTY polimery chemoi termoutwardzale Masowe polimery wysokoudarowe PE, PP, PVC, PS, ABS, SAN Tworzywa iżyieryje PC, PMMA, PA, PM, PP, PUR Tworzywa specjale PET, PSU, PPS, PTFE, PVD, PVDF PI, PEEK Kauczuki: SBR, IR, NBR, PU, SI Termoplasty: PUR, PVC EP, UP, PF, UF, MF, SI 2 Masowe termoplastycze polimery wysokoudarowe Materiały polimerowe TERMPLASTY ELASTMERY DURPLASTY polimery chemoi termoutwardzale Masowe polimery wysokoudarowe PE, PP, PVC, PS, ABS, SAN Tworzywa iżyieryje PC, PMMA, PA, PM, PP Tworzywa specjale PET, PSU, PPS, PTFE, PVD, PVDF PI, PEEK Kauczuki: SBR, IR, NBR, PU, SI Termoplasty: PUR, PVC EP, UP, PF, UF, MF, SI 3 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 1
Polimery termoplastycze - cechy charakterystycze Mięką podczas ogrzewaia a po ostygięciu stają się sztywe, Ich przetwarzaie jest prawie całkowicie odwracale, Nieodwracala degradacja astępuje wówczas, gdy roztopioy polimer termoplastyczy jest ogrzeway do temperatury krytyczej, w której pękają wiązaia w łańcuchu polimerowym. 4 Polietyle (PE) CH 2 CH 2 dmiay: Mer H H H H H H C C C C C C H H H H H H Polietyle małej gęstości (wysokociśieiowy) PE-LD 5 krótkich odgałęzień a 1000 atomów węgla Polietyle dużej gęstości (iskociśieiowy) PE-HD Średi ciężar cząsteczkowy 60 000 3 000 000 Polietyle o ultra dużym ciężarze cząsteczkowym PE-UHMW Średi ciężar cząsteczkowy 3 000 000 6 000 000 5 Polietyle (PE) PE-LD PE-HD PE-UHMW Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 0,91 0,93 0,94 0,96 0,93 0,94 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 200 400 600 1400 750 8 12 20 32 33-30 +70 ºC -30 +85 ºC -200 +80 ºC 6 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 2
Polietyle (PE) Łatwe przetwórstwo - wytłaczaie, wtryskiwaie, Dobra odporość chemicza Duża udarość PE-HD (bez karbu wg Charpy ie pęka) Przepuszcza tle i azot, ie przepuszcza pary wodej Posiada właściwości elektrostatycze (w specyficzych zastosowaiach wymagay dodatek środków atystatyczych) Nazwy hadlowe Male E, Petrole (PE-LD) Petrochemia Płock S.A. Polite (PE-LD) Zakłady Tworzyw PLI-CHEM Blachowia Hostale G (PE-HD) Eleac, Hostale GUR (PE-UHMW) Vestole A (PE-UHMW) Hüls AG (RFN) Lupole (PE-HD) BASF Aktiegesellschaft (RFN), ENSINGER 7 Polietyle (PE) Zastosowaie pakowaia - folie (spożywcze, ogrodicze) Pojemiki i zbioriki Rury wode i gazowe Części maszy o iewielkim obciążeiu (paewki łożysk, drobe koła zębate, obudowy) 8 Kompozyty PE Metaołowia baru (BMP) jest jedym z materiałów propoowaych jako apełiacz przewodzący kompozytów polimerowych Kompozyty a osowie PE Wykorzystywae do produkcji ośika materiału elektrodowego akumulatora kwasowo-ołowiowego o kostrukcji bipolarej. 9 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 3
Polietyle (PE) CIEKAWSTKI Polietyle PE-HD ie pęka w iskich temperaturach (pakowaia a mrożoą żywość mrożoki, lody itp.) Zbioriki (p. paliwa w samochodach) - kompozyty PE zawierające dodatki elektrostatycze PE-UHMW zastosowaia w medycyie (elemety edoprotez stawów) Z polietyley wytwarzae są bardzo wytrzymałe włóka SPECTRA - liy, żyłki wędkarskie, - elemety uzbrojeia (hełmy, osłoy) 10 Polipropyle (PP) CH 2 CH CH 3 Mer H H H H H H C C C C C C H CH 3 H CH 3 H CH 3 dmiay Polipropyle izotaktyczy, Polipropyle wzmocioy - wysokoudarowy Kopolimer blokowy propyle-etyle 11 Polipropyle (PP) PP (homopolimer) PP (kopolimer PP/PE) Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 0,89 0,90 0,91 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 1100 1550 1100 1550 30 34 30 38-5 +105 ºC -10 +105 ºC 12 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 4
Polipropyle (PP) łatwe przetwórstwo wytłaczaie, wtryskiwaie dobra odporość chemicza odpory a uderzeia, duża udarość (bez karbu wg Charpy ie pęka) Nazwy hadlowe Male P - Petrochemia Płock S.A. Mople - Motell Polyolefis, Włochy Hostale PP Targor, RFN Polipro J Mitsui, Japoia Vestole P - Hüls AG, RFN 13 Polipropyle (PP) Zastosowaie słoy, obudowy (zderzaki samochodowe) Pojemiki a chemikalia (obudowy akumulatorów) pakowaia farmaceutycze i sprzęt medyczy (p. strzykawki jedorazowe) i laboratoryjy Szury, worki do pakowaia płodów rolych Rury, armatura woda Zabawki Folie 14 Polipropyle (PP) Ciekawostki ZAWIAS FILMWY Polipropyle ma zdolość tworzeia tzw. zawiasów filmowych Włóko PP stosowae do produkcji bielizy dla sportowców i alpiistów łatwo odprowadza wilgoć Strefa zorietowaia makrocząsteczek 15 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 5
Polistyre (PS) CH 2 CH Mer H H H H H H C C C C C C H C 6 H 5 H C 6 H 5 H C 6 H 5 dmiay Polistyre wysokoudarowy PS HI (kopolimer styreu z butadieem), Kopolimery styreu: terpolimer ABS (akryloitryl/butadie/styre) terpolimer MBS (metakryla metylu/batadie/styre) kopolimer SAN (styre z akryloitrylem) 16 Polistyre (PS) i jego kopolimery PS PS HI ABS (HI) SAN Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,04 1,05 1,04 1,05 1,02 1,04 1,06 1,08 Moduł sprężystości Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia [ºC] 3000 3500 1800 2500 1380 2420 3500 3800 32 60 26 48 24 45 70 80-10 +90-40 +75-20 +80-20 +90 17 Polistyre (PS) i jego kopolimery Łatwe przetwórstwo - wytłaczaie, wtryskiwaie, Dobra odporość chemicza Duża udarość Możliwość aoszeia powłok galwaiczych (ABS) Nazwy hadlowe PS: Styropol Zakłady Chemicze Dwory S.A. w święcimiu, Styro Dow Europe, Ultrastyr Eichem Deutsch. GmbH PS-HI: wispol K, G Zakł. Chem. Dwory S.A. w święcimiu Polystyrol BASF (RFN), Styrolux Westlake Plastics Co. (RFN), Kopolimery: ABS: Cycolac Geeral Electric Plastics Europe B.V., Novodur ENSINGER Polska Sp. z o.o., Scoater Baua AG, Toyolac Toray Idustries Ic. Tokyo, SAN: wisa S Zakłady Chemicze Dwory S.A. w święcimiu Lura BASF Aktiegesellschaft (RFN) 18 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 6
Kopolimery ABS, SAN Zastosowaie budowy sprzętu gospodarstwa domowego lodówek, odkurzaczy (ABS) budowy ekspresów do kawy, sprzętu elektrotechiczego (SAN) 19 Kopolimer ABS Zastosowaie Zabawki (p. klocki Lego), obudowy sprzętu komputerowego (p. myszki), obudowy urządzeń domowych (golarki elektrycze, aparaty telefoicze, itp.) 20 Poli(chlorek wiylu) (PVC) CH 2 CH Cl Mer H H H H H H C C C C C C H Cl H Cl H Cl trzymuje się przez polimeryzację chlorku wiylu trzema metodami: 1 polimeryzacja emulsyja PVC pastotwórczy (ziara gładkie) 2 polimeryzacja suspesyja PVC suspesyjy (ziara porowate) 3 polimeryzacja w masie ajczystszy polimer PVC (a folie) dmiay (kompozyt PVC + plastyfikator): PVC twardy zawierający do 5% plastyfikatora PVC miękki zawierający 40% do 70% plastyfikatora 21 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 7
Poli(chlorek wiylu), (PVC) PVC (twardy) PVC (miękki) Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,35 1,55 1,19 1,28 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 2410 4140 20 50 34,5 62 16 28-10 +70 ºC -20 +42 ºC 22 Poli(chlorek wiylu), (PVC) Łatwe przetwórstwo - wytłaczaie, wtryskiwaie, Dobra odporość chemicza (bardziej a stężoe kwasy i zasady iż a ich wode roztwory) Mała wytrzymałość ciepla Nazwy hadlowe PVC-E (emulsyjy) Zakł. Chem. Dwory S.A. w święcimiu Tarwiyl S (PVC suspesyjy) Zakłady Azotowe w Tarowie Polviyl S (PVC suspesyjy) firma Awil S.A. (Włocławek) Vestolit Hüls, RFN, Vipla Motedisio (Włochy) Hostalit Hoechst (RFN), Viika Mitsubishi (Japoia) Kopolimery PVC (chlorku wiyli z octaem wiylu): Wiicet Zakłady Chemicze w święcimiu Vilit Hüls (RFN), Viylite Bakelite Corporatio (USA) 23 Viol Wacker Chemie (RFN) Poli(chlorek wiylu), PVC Zastosowaie PVC twardy: Elemety budowlae i meblowe (ramy okiee, drzwiowe, zsypy do odpadków, armatura saitara, ryy dachowe itp.) Elemety aparatury chemiczej i istalacji wetylacyjej arażoych a substacje agresywe 24 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 8
Poli(chlorek wiylu), PVC Zastosowaie PVC miękki (elastomer): węże do wody i chemikaliów, izolacja przewodów elektryczych, uszczelki okie, profile w budowictwie, piłki, zabawki, admuchiwae hale, amioty cieplariae, płaszcze przeciwdeszczowe płyty i folie do opakowań produktów spożywczych 25 Termoplastycze tworzywa iżyieryje Materiały polimerowe TERMPLASTY ELASTMERY DURPLASTY polimery chemoi termoutwardzale Masowe polimery wysokoudarowe PE, PP, PVC, PS, ABS, SAN Tworzywa iżyieryje PC, PMMA, PA, PM, PP Tworzywa specjale PET, PSU, PPS, PTFE, PVD, PVDF PI, PEEK Kauczuki: SBR, IR, NBR, PU, SI Termoplasty: PUR, PVC EP, UP, PF, UF, MF, SI 26 Poliwęglay (PC) są polimerami bezpostaciowymi (w odpowiedich warukach krystalizują) zawierające w łańcuchu główym ugrupowaie: -R--C-- R- węglowodory aromatycze CH 3 C CH 3 C PC łączą bardzo dobre własości: mechaicze termicze elektrycze optycze Przepuszczają 90% światła widzialego zbliżoa do szkła 27 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 9
Poliwęglay (PC) PC Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,20 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 2000 2400 65 75-100 +130 ºC 28 Poliwęglay (PC) Bardzo wysoka udarość zwłaszcza z karbem, Mała chłoość wody i odporość a hydrolizę (sterylizacja) Dobra wytrzymałość ciepla Dobre własości dielektrycze Trudości w przetwórstwie (ograiczeie zawartości wilgoci w graulacie PC do 0,015%) Nazwy hadlowe Bista AW (wtryskowy) Zakł. Chem. Zachem w Bydgoszczy Bista AF (a folie) Zakł. Chem. Zachem w Bydgoszczy Importowae: Makrolo Bayer, RFN Lexa Geeral Electric, USA 29 Poliwęglay (PC) Zastosowaie (PC, PC+WS) Przede wszystkim tam, gdzie wymagaa jest odporość termicza oraz dobre własości mechaicze w szerokim zakresie temperatury PC: części optycze aparatów fotograficzych osłoy lamp samochodowych, osłoy lamp uliczych i sygalizacji świetlej, szyby kuloodpore PC+WS Elemety maszy, obudowy, wiriki pomp, wetylatory, Części urządzeń gospodarstwa domowego, pojemiki, obudowy robotów, odkurzaczy 30 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 10
Poliwęglay (PC) Ciekawostki Budowa płyty CD Warstwa ochroa + Powierzchia a etykietę Pokrycie odpore a ścieraie 1,2 mm Warstwa kleju Warstwa odbijająca Warstwa metalicza (Al.) Warstwa ośa z poliwęglau 31 Poliamidy (PA) są to związki wielkocząsteczkowe zawierające w łańcuchu główym ugrupowaia amiowe: -C-NH- Ze względu a dużą ilość substacji wyjściowych (moomerów) stosowaych do otrzymywaia PA, rozróżia się wiele odmia tych tworzyw: PA 6 PA 4.6 PA 6.6 PA 11 PA 12 PA 6.10 Poliamidy są semikrystalicze stopień krystaliczości zawiera się ajczęściej od 30 do 50% w zależości od parametrów przetwórstwa (szybkości 32 chłodzeia). Poliamidy (PA) PA 6 PA 6.6 PA 11 PA 12 Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,12 1,13 1,15 1,04 1,05 1,01 1,02 2000 1700 2000 1100 1400 1270 2600 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia [ºC] 70 84 80 85 47 35 55-70 +100-30 +105-70 +80-70 +80 33 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 11
Poliamidy (PA) Łatwe przetwórstwo - wytłaczaie, wtryskiwaie odlewaie, Dobra własości wytrzymałościowe i tribologicze Duża chłoość wody: PA6 (9-11%), PA11 i PA12 (2,5%) - zmiaa wymiarów Nazwy hadlowe PA 6: Taramid T Zakłady Azotowe w Tarowie Stilamid Zakłady Wł. Szt. Stilo w Gorzowie Wlkp. PA 6.6: Ultramid A BASF (RFN), Zytel E Du Pot (USA) Marayl ICI (W.Bryt.), Techyl A Rhoe Poulec (Fr.) PA 11: Rilsa B AT Chimie (Fracja) PA 12: Vestamid Hüls (RFN), Rilsa A AT Chimie (Fracja) Grilamid Emser Werke (Szwajcaria) PA 6.10: Techyl D Rhoe Poulec (Fracja) 34 Poliamidy (PA) Zastosowaie - kompozyty PA +WS (włóko + kulki) Części maszy jak: koła zębate, tuleje łożysk, giazda przegubów, śruby, akrętki itp. Zbioriki o dużej pojemości Korpusy i obudowy elemetów elektrotech. Akcesoria meblowe, klamki drzwiowe, elemety podzespołów samochodowych 35 Poliacetale (PM) (lub: polioksymetyle, poliformaldehyd) H CH 2 H dmiay Homopolimer formaldehydu Mer H H H C C C H H H Kopolimer formaldehydu H C H H H H C C C H H H Komoomer H H... C C C H H H H 36 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 12
Poliacetale (PM) PM homopolimer PM kopolimer Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,41 1,42 1,41 1,42 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 2900 3500 2500 3000 69 72 60 68-60 +110 ºC -60 +120 ºC 37 Poliacetale (PM) Dobre własości wytrzymałościowe ( w 40 o C wytrzymałość zmęczeiowa zmiejsza się tylko o 20%) Dobre właściwości tribologicze (odporość a materiały pęde) Dobra stabilość wymiarowa i dokłade odwzorowaie kształtów Mała chłoość wody (ok. 0,3%) iewrażliwość a wilgoć Nazwy hadlowe Homopolimery formaldehydu: Delri Du Pot (USA), Du Pot Deutschlad GmbH Teac (licecja Du Pot) Asahi, Japoia Kopolimery formaldehydu: Taroform Zakłady Azotowe w Tarowie Hostaform Ticoa GmbH (Hoechst), Ultraform BASF, RFN Celko Celaese (USA), 38 Poliacetale (PM) kompozyty PM + WS (włóko, kulki), PTFE Zastosowaie Części maszy jak: koła zębate, tuleje łożysk, giazda przegubów, śruby, akrętki, haki itp. Elemety precyzyje urządzeń elektrotechiczych (drukarki, odtwarzacze video, kamery) Akcesoria sprzętu sportowego, wędkarskiego, elemety podzespołów samochodowych Elemety urządzeń gospodarstwa domowego 39 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 13
Polioksyfeyle (PP) iaczej: poli(tleek feylu) jest polimerem termoplastyczym o budowie liiowej mającym stosukowo dużą odporość cieplą. CH 3 CH 3 Tworzywo to pod względem właściwości użytkowych jest kokurecyje w stosuku do poliwęglau (PC), ma tylko miejszą udarość zwłaszcza z karbem. PP wykazuje dobre własości mechaicze do temperatury 150 o C. 40 Polioksyfeyle (PP) PP Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,06 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 2200 2600 54 66-100 +150 ºC 41 Polioksyfeyle (PP) Dobre własości mechaicze (awet do 150 ºC) Dobra stabilość wymiarowa (mała podatość a pełzaie) Mały współczyik rozszerzalości liiowej Trudopalość i ietoksyczość Mała gęstość (średio 1,06 Mg/m 3) Nazwy hadlowe Biape 100 PP Zakłady Chemicze w święcimiu Biape 300 PP modyfikoway PS (stop polimerów) Importowae: Noryl (stop: 50% PP i 50% PS) Geeral Electric (USA) 42 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 14
Polioksyfeyle (PP) Zastosowaie W przemyśle samochodowym a obudowy kolumy kierowicy, wloty powietrza, kołpaki kół Elemety maszy wymagające odporość termiczą oraz dobre własości mechaicze w szerokim zakresie temperatury Części maszy: korpusy, wiriki pomp, rury, zawory, armatura w przemyśle chemiczym i spożywczym Części urządzeń gospodarstwa domowego, 43 Poliuretay (PUR) Cechą charakterystyczą poliuretaów jest specyficza segmetowa, blokowa budowa łańcucha. Makrocząsteczki składają się aprzemieie z segmetów sztywych i elastyczych (giętkich). Przykładowy wzór poliuretau jest astępujący: C NH CH 2 NH C (CH 2 ) Struktura i właściwości PUR zależą od udziału segmetów sztywych i segmeów giętkich: - gdy segmetów sztywych jest więcej iż 40% - tworzą oe fazę ciągłą czemu towarzyszy zwiększeie twardości polimeru, - gdy udział segmetów giętkich wyosi 60-80%, wówczas polimer jest elastyczy. 44 Poliuretay (PUR) PUR sztywe wykazują duży moduł sprężystości, wytrzymałość a zgiaie i rozciągaie oraz dobrą udarość w szerokim zakresie temperatur dpore a hydrolizę oraz działaie materiałów pędych Wyjątkowa odporość a ścieraie Dobre właściwości termoizolacyje (piaki) Nazwy hadlowe (PUR): Desmopa, Urepa, Volkulla Bayer (RFN) Elastolla BASF (RFN) W Polsce większości systemów PUR producetami są: - Zakł. Chem. RGANIKA-ZACHEM w Bydgoszczy - Zakł. Chem. RKITA-S.A. w Brzegu Dolmym 45 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 15
Poliuretay (PUR) Zastosowaie W przemyśle obuwiczym - obuwie sportowe, podeszwy W przemyśle meblowym w formie tworzyw piakowych, elastyczych i sztywych 46 Poliuretay (PUR) - elastomer Zastosowaie W przemyśle maszyowym: łożyska ślizgowe, koła zębate, rolki przeośików, pokrycia sit wibracyjych do rozdziału mierałów (przeciw zużywaiu ścieremu), 47 Termoplastycze tworzywa specjale Materiały polimerowe TERMPLASTY ELASTMERY DURPLASTY polimery chemoi termoutwardzale Masowe polimery wysokoudarowe PE, PP, PVC, PS, ABS, SAN Tworzywa iżyieryje PC, PMMA, PA, PM, PP Tworzywa specjale PET, PSU, PPS, PTFE, PVD, PVDF PI, PEEK Kauczuki: SBR, IR, NBR, PU, SI Termoplasty: PUR, PVC EP, UP, PF, UF, MF, SI 48 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 16
Politereftalay (PET, PBT) są zaliczae do grupy poliestrów termoplastyczych Zaczeie techicze jako tworzywa kostrukcyje mają dwa rodzaje politereftalaów: 1. Poli(tereftala etyleu), PET C C CH 2 CH 2 C C 2. Poli(tereftala butyleu), PBT C C C C CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 49 Politereftalay (PET i PBT) PET Poli(tereftala etyleu) PBT Poli(tereftala butyleu) Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,37 1,29 1,31 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 3100 2600 2700 70 40 60-40 +100 ºC -30 +120 ºC 50 Politereftalay (PET, PBT) Własości mechaicze i cieple PET są ieco lepsze iż PBT PET krystalizuje bardzo wolo (500 razy woliej od PE) co powoduje trudości w przetwórstwie Duża twardość i sztywość Duża odporość chemicza (a oleje, smary bezyę) Stabilość wymiarów (mała chłoość wody 0,02%) Nazwy hadlowe (PET): Elitel Zakłady Włókie Chemiczych ELANA S.A. Elpet (a butelki), Elaa (PET włókotwórczy) Arite Akzo (USA), Krastie Ciba (Szwajcaria) Ulreadur Bayer (RFN), Supec GE Plastics (USA) Nazwy hadlowe (PBT): 51 Valox GE Plastics (USA), Vestodur Hüls (RFN), Kompozyty Polimerowe - wykład 3 17
Politereftalay (PET, PBT) Zastosowaie Kokurują z PM i PA: a precyzyje łożyska, obudowy o określoych wymagaiach mechaiczych i dielektryczych (maszy biurowych, komputerów, moitorów) W przemyśle elektrotechiczym do produkcji wtyczek, giazd, przełączików odporość a prądy pełzające W przemyśle samochodowym a części układów paliwowych i układów hamulcowych PET a butelki do apojów 52 Politereftalay (PET, PBT) Zastosowaie c.d. 53 Politereftalay (PET, PBT) Ciekawostki Włóko poliestrowe moża wytwarzać z recyklatu PET 5 butelek dwulitrowych wykoaych z PET po apojach wystarcza a wytworzeie jedej koszulki (T-shirt) 54 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 18
Polisulfoy. Zaczeie techicze mają trzy rodzaje polisulfoów: 1. Polisulfo, PSU CH 3 C S CH 3 2. Polieterosulfo, PES S 55 Polisulfoy cd. 3. Poliakrylosulfo, PPSU S S Poliakrylosulfoy mają strukturę amorficzą, są bardziej odpore termiczie iż PSU. pracy ciągłej wyosi od 240 do +260 ºC (a krótkotrwałej do +300 ºC). PPSU są trudopale, samogasące, ie kapią w płomieiu. Są odpore a korozję zmęczeiową oraz a promieiowaie. 56 Polisulfoy PSU, PES Polisulfo PSU Polieterosulfo PES Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,24 1,37 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 2 690 2 600 71 84-50 +150 ºC +200 ºC 57 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 19
Polisulfoy (wzmocioe) PSU + 30% wł.sz. PES + 30% wł.sz. Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,45 1,6 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 8 300 9000 11800 125 170-100 +150 ºC -50 +200 ºC 58 Polisulfoy Wykazują bardzo małą skłoość do pełzaia awet w podwyższoej temperaturze (zwłaszcza PSU z włókem szklaym) Stabile własości mechaicze i dielektrycze w szerokim zakresie temperatury Duża odporość chemicza Wada wysoka temperatura przetwórstwa (360 400 ºC) Nazwy hadlowe PSU Udel Amoco (USA), Ultraso S BASF (RFN) PES Radel Amoco (USA) PPSU Astrel 360 59 Polisulfoy Zastosowaie Tam, gdzie wymagae są bardzo dobre i stabile właściwości mechaicze i dielektrycze w podwyższoej temperaturze i zadowalającej odporości chemiczej dpowiedziale części w przemyśle samochodowym, loticzym i elektrotechiczym. 60 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 20
Poli(siarczek feyleu) (PPS) S polimer o częściowo rozgałęzioym łańcuchu (krystalizuje) PPS w stosuku do poliwęglau (PC) ma większą: wytrzymałość a zgiaie, twardość i moduł sprężystości, atomiast jego udarość jest miejsza, która jedak ie zmieia się w zakresie 140 180 o C. w atmosferze tleu lub azotu ie obserwuje się ubytku masy. 61 Poli(siarczek feyleu) (PPS) PPS+40% wł.szkl. Cea Gęstość [Mg/m 3 ] Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 1,6 (1,3 dla PPS) 12000 16000 (3300 dla PPS) 70 152 (65 dla PPS) -50 170 (240) o C 62 Poli(siarczek feyleu) (PPS) Dobre własości mechaicze (awet do 240 ºC) Mały skurcz (0,2-0,3%), ale duży skurcz wtóry Mała stabilość wymiarowa z podwyższeiem temperatury zwiększa się wydłużeie (dodatek włóka szklaego stabilizuje wydłużeie w zakresie od -40 ºC do + 260 ºC) Jest trudo paly Ma małą chłoość wody Nazwy hadlowe Ryto-6 Philips Petroleum (USA) Ryto-4 odmiaa wzmocioa włókem szklaym (40%) Fortro Ticoa (USA) Supec Geeral Electric Plastics (USA) 63 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 21
Poli(siarczek feyleu) (PPS) Zastosowaie W przemyśle chemiczym a korpusy, wiriki pomp, elemety kompresorów W przemyśle samochodowym a części gaźików, elemety układu ogrzewaia, korpusy lamp halogeowych, elemety układu zapłoowego W przemyśle elektrotechiczym do produkcji wtyczek, przełączików, przekaźików 64 Kompozyty PPS Zastosowaie Fotele loticze Masa tych elemetów, w tym oparcia i siedziska, podłokietika, osłoy ekraów wideo, została zmiejszoa o 40 do 50%. kompozyt zawierający włóko węglowe Jest o samoistie trudopaly. Cechuje go iski wskaźik dymieia i wysoki wskaźik tleowy oraz zdolość i lepsze właściwości mechaicze od alumiium. 65 Polimery fluorowęglowe Ta grupa polimerów fluorowęglowych zwaa jest rówież polimerami fluorowymi lub poliolefiami fluorowaymi. Staowi oa dość dużą grupę polimerów termoplastyczych zawierających fluor w łańcuchu główym, do której ależą między iymi: Politetrafluoroetyle PTFE -[CF 2 -CF 2 ] - Polichlorotrifluoroetyle PCTFE -[CF 2 -CFCl] - Poli(fluorek wiylu) PVF -[CF 2 -CHF] - Poli(fluorek wiylideu) PVDF -[CH 2 -CF 2 ] - 66 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 22
Politetrafluoroetyle PTFE CF 2 CF 2 Mer F F F F F F C C C C C C F F F F F F Średi ciężar cząsteczkowy 400 000 9 000 000 PTFE staowi 90 % produkcji tej grupy tworzyw i ma ajwiększe zaczeie techicze charakteryzuje się doskoałą odporością chemiczą, dobrą odporością cieplą (iepaly), ie jest odpory a pełzaie (płyie a zimo pod iedużym obciążeiem, Wadą jest trude i skomplikowae przetwórstwo 67 Polimery fluorowęglowe PTFE Politetrafluoroetyle PVDF Poli(fluorek wiylideu) Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 2,15 2,20 1,78 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 410 750 2100 2900 25 36 50 57-200 +250 ºC -40 +150 ºC 68 Polimery fluorowęglowe Zakomita odporość chemicza a wszelkie chemikalia porówywala z metalami szlachetymi Dobra odporość ciepla Dobre właściwości ślizgowe (µ=0,05 0,09 a sucho po stali) Mała odporość a zużycie tribologicze Stosukowo trude przetwórstwo i utylizacja odpadów Nazwy hadlowe (PTFE): Tarfle Zakłady Azotowe Tarów- Mościce S.A. Teflo Du Pot, ENSINGER GmbH Tecaflo ENSINGER GmbH, Hostaflo TF Dyeo, Algoflo Ausimot Deutschlad GmbHGE Nazwy hadlowe (PVDF): Solef Solway Deutschlad GmbHGE Dyflor Hüls AG (RFN) 69 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 23
Polimery fluorowęglowe Zastosowaie W przemyśle chemiczym a części arażoe a działaie substacji agresywych, filtry W przemyśle motoryzacyjym (kompozyty PTFE) a łożyska (p. w układach kierowiczych, w zawieszeiach) i a uszczelieia techicze (p. w układach hamulowych) W przemyśle elektrotechiczym do izolacji kabli wysokiej częstotliwości, koszulki izolacyje Powłoki atyadhezyje (aczyia) 70 Poliimidy (PI) PI staowią dużą grupę polimerów termostabilych o właściwościach zarówo polimerów termoplastyczych (amorficzych), jak i chemoutwardzalych, zawierających charakterystycze ugrupowaie imidowe: -C-N-C- W wyiku polimeryzacji otrzymuje się polimer o wzorze: N C C C N C Do grupy tych polimerów zalicza się: a) Poli(amido imidy) PAI b) Poli(estro imidy) c) poli(etero imidy) PEI d) poli(heterocyklicze imidy) 71 Poliimidy (PI) PI (PAI) Poliimid PI (PEI) Poli(etero imid) Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,43 1,27 1,34 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 2 500 4 000 3 000 9 000 75 100 105 145 +300 ºC (400 ºC) -50 +170 ºC 72 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 24
Poliimidy (PI) Dobre własości mechaicze awet do 300 ºC (przez miesiąc) w temp. 400 ºC (kilka godzi), w temp. 500 ºC (kilka miut) oraz w temperaturach kriogeiczych Mały współczyik rozszerzalości cieplej Bardzo dobre własości dielektrycze i izolacyje Zakomita odporość chemicza Są trudoprzetwarzale i drogie Nazwy hadlowe PI: Kapto, Pyrali, Vespel Du Pot (USA) Produkt 2225 Bayer (RFN) Nazwy hadlowe PEI: Ultem Geeral Electric Plastics (USA) Torlo Amoco (USA) 73 Poliimidy (PI) Zastosowaie W przemysłach: elektrotechiczym, loticzym, kosmiczym, motoryzacyjym, chemiczym, spożywczym w automatyce, medycyie, hydraulice wysokotemperaturowej W przemyśle loticzym stosowae są jako kleje (mają dobre właściwości adhezyje) Na części maszy (łożyska, koła zębate, pompy, zawory powietrza i paliw, elemety systemów chodiczych, zbioriki gorącej wody, systemy wymieików ciepła Sprzęt medyczy i detystyczy (mogą być sterylizowae) Naczyia do gorących potraw odpore a wielokrote mycie w zmywarkach (odpore a przebarwieia) ERTA-PEI obejma w ukł.wyświetl. video 74 Poliakryloketoy (PEK i PEEK) Poliakryloketoy lub polieteroketoy aromatycze są polimerami termoplastyczymi zawierającymi w łańcuchu pierścieie aromatycze połączoe mostkami eterowymi i ketoowymi =C=. Do grupy tych polimerów zalicza się: Polieteroketo PEK - grupy eterowe i ketoowe są ułożoe aprzemieie Polieteroeteroketo PEEK - a dwie grupy eterowe i przypada jeda C C grupa ketoowa 75 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 25
Polieteroeteroketo (PEEK) PEEK Cea Gęstość [Mg/m 3 ] 1,32 Wytrzymałość a rozciągaie R r [MPa] użytkowaia 3650 92-50 +260 ºC 76 Poliakryloketoy (PEK i PEEK) Zastosowaie Łożyska, koła zębate sowa do tworzeia kompozytów szklaych i węglowych Termoodpore izolacje kabli Płyty do obwodów drukowaych Folie elektrotechicze 77 Kompozyty Polimerowe - wykład 3 26