4388728218

MATERIAŁY POMOCNICZE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Materiałoznawstwo III Ćwiczenie nr 2

Materiały polimerowe. Cześć 1. Budowa, własności i identyfikacja

(opracowanie: dr hab. inż. Krystyna Imielińska)

Wprowadzenie

Polimery to związki wielkocząsteczkowe pierwiastków: C, H, Cl, O, N, F i innych, zbudowane z łańcuchów lub sieci przestrzennych powtarzających się cząsteczek. Tworzywa sztuczne to materiały na bazie polimerów zawierające dodatki modyfikujące wygląd i własności polimerów.

Klasyfikacja technologiczno - użytkowa polimerów (tworzyw sztucznych)

Według powyższej klasyfikacji dzielimy na:

•    konstrukcyjne - służą do budowy przedmiotów użytkowych i elementów konstrukcji,

•    powłokowe - maja na celu zabezpieczenia podłoża przed niszczeniem i w celach dekoracyjnych - w postaci zawiesin (np. farby akrylowe - zawiesina polimeru w wodzie), roztworów w rozpuszczalniku (izoftalowa), żywic dwuskładnikowych chemoutwardzalnych (np. żelkoty epoksydowe),

•    adhezyjne (kleje i spoiwa) np. epoksydowe, poliestrowe (na bazie żywicy epoksydowej, poliestrowej), akrylowe (żywice metakrylowe),

•    impregnacyjne - np. impregnaty do drewna (rodzaj farb),

•    elastoplastyczne (gumy) - w postaci węży, cienkich płyt, np. węże ogrodowe,

•    włóknotwórcze - polimery zdolne do przędzenia (wytwarzania włókien) np. polietylen (PE), poliamidy (PA).

Zalety i wady polimerów

Zalety:

•    niska cena surowców i gotowych wyrobów,

•    mała masa,

•    duża odporność środowiskowa w kontakcie z agresywnymi cieczami

•    dostępność surowców (otrzymywane są główne z węgla i ropy naftowej, gazu ziemnego),

•    łatwość formowania (np. termoplasty przez bezodpadową obróbkę plastyczna lub wtryskiwanie), co daje możliwość uzyskania elementów o skomplikowanych kształtach w jednej operacji,

•    możliwość otrzymywania wysokowytrzymałych materiałów konstrukcyjnych dzięki łączeniu z włóknami (np. szklanymi). Najczęściej łączy się z włóknami duroplasty np. żywice poliestrowe (UP), epoksydowe (EP).

mała wytrzymałość i niski moduł Young’a (sztywność), mała odporność cieplną,

duża podatność do pełzania (np. wydłużania pod stałym ciężarem) już w temperaturze otoczenia lub nieco podwyższonej,

podatność na degradację pod wpływem promieni UV (obniżenie wytrzymałości i walorów estetycznych).

Podział polimerów

Ze względu na zachowanie pod wpływem obciążeń polimery dzielimy na plastomery i elastomery. Plastomery to materiały, których wydłużenie w temperaturze pokojowej nie przekracza 100%. W przypadku elastomerów wydłużenie może przekroczyć 100%.

Termoplasty

Duroplasty

nienasycony poliester (UP)

Żywica epoksydowa (EP)

Żywica fenolowo-formaldehydowa (PF) (bakelit)

Plastomery:

Przykłady

Polietylen (PE)

Poliamid (PA)(nylon)

Poliwęglan (PC)

Polipropylen (PP)

Polistyren (PS)

Polichlorek winylu (PVC) Politetrafluoroetylen (PTFE)(Teflon) Polimetakrylan metylu (PMMA)

Elastomery

Przykłady

Poliizopren, polibutadien (BU) (kauczuk),

Polichloropren (guma), Polisiloksan (SI)(silikon)