Tworzywami sztucznymi nazywamy materiały, w których zasadniczym związkiem są związki wielocząsteczkowe, otrzymane poprzez łączenie związków małocząsteczkowych lub przez modyfikację związków wielocząsteczkowych. Oprócz w/w związków twożywa te mogą zawierać składniki dodatkowe np.: plastyfikatory, napełniacze, substancje barwiące, stabilizatory i inhibitory.
Związki wielocząsteczkowe (polimery) Ze względu na masę cząsteczkową polimery to te które mają od kilku tysięcy dokilkunastu milionów.Polimery można podzielić na: naturalne, naturalne modyfikowane, syntetyczne. Otrzymywanie wydobywane z przyrody, lub łączenie związk. małocząsteczk. -polimeryzacja (łączenie): p.addycyjna-cząstki monomeru łączą się ze sobą w makrocząstki, bez wydzielania jakichkolwiek związków ubocznych. Otrzcymany polimer różni się od wejściowego masą cz. i właściwościami fiz.c hem. P.kondensacyjna- proces tworzenia się polimeru z substancji małocząsteczkowej, przebiegający z jednoczesnym wydzieleniem małocząsteczkow. Produktów ubocznych. Ze względuw produk. ubocznych, skład elementarnychpolimeru nie jest identyczny z pierwotnym proces ten przebiega stopniowo i można go przerwać na dowolnym etapie. Jeżeli polimeryzacji ulega jednocześnie więcej niż jeden rodzaj monomeru to reakcję taką nazywamy kopolimeryzacją substraty to komonomery produkt kopolimerem. Rozrużniamy kopolimery: statystyczne, przemienne, blokowe, szczepione Struktura polimerów: liniowe, rozgałęzione, usieciowione uwzględniając rozmieszczenie podstawników (grup bocznych) w makrocząsteczkach liniowych wyróżniamy typy: ataktyczne, izotaktyczne, syndiotaktyczne Stany fizyczne polim.bezposta. Stan szklistokruchy-struktura polimeru , nieuporządkowane makrocząstki, ograniczona ruchliwość elementów strukturalnych, polimery są twarde i sztywne przy naprężeniacy nie przekraczających granicy plastyczności są prawie całkowicie plastyczne-prawo Hooke'a. Stan kauczukopodobny Powyżej temperatury zeszklenia energia ruchu cieplnego makrocząstek jest bliska energii ich wzajemnego oddziaływania, więc poszczególne lelmenty strukturalne makrocząstek wykazują dużą swobodę, zdolne są do wykonywania ruchów obrotowych i przesuwania się względem siebie. Polimery występujące w tym stanie są miękkie i giętkie. Pod działaniem sił zewnętrznym ulegają bardzo dużym odkształceniom sprężystym
Stan lepkopłynny- możliwy jest wtedy gdy energia ruchu cieplnego makrocząstek przewyższy energię ich wzajemnego oddziaływania umożliwiając tym samym swob. przemieszczanie się łańcuchów cząsteczkowych względem siebie. Polimery w tym stanie nawet pod niewielkim działaniu siły zewnętrznej ulegają odkształceniu plastycznemu Zachodzi ono w czasie a jego szybkość zależy od wartości tarcia wewnętrznego
Składniki dodatkowe Plastyfikatory-zmiękczacze małocząsteczkowe substancje ciekłe lub stałe Działanie plastyfikatora polega na przenikaniu jego małych cząstek w głąb polimeru i powiększaniu odległości pomiędzy makrocząsteczkami W wyniku czego następuje osłabienie sił międzyczą. I wzrostu ruchliwości układu co odzwierciedla się w obniżeniu temperatur zeszklenia i płynięcia Do najczęściej stosowanych plastyfikatorów zalicza się trudno lotne, wysokowrzące, zazwyczaj ciekłe estry kwasów dwu i trójkarboksylowych.
Napełniacze- są to substancje organiczne lub nieorganiczne dodawane do tworzyw w celu poprawienia ich własności i obniżenia ceny, można je wprowadzać w postaci proszków, włókien lub arkuszy.
Substancje barwiące- używane w celu uzyskania pożądanego zabarwienia. Stabilizatory-substancje zapobiegające niekożystnym zmianom chemicznym w tworzywach pod wpływem światła, podwyższonej temperatury wilgoci i tlenu Inhibitory- substancje wykazujące hamowania polimeryzacji w celu przedłużenia ich żywotności.
Środki smarujące- stosowane w celu ułatwienia przetwórstwa tworzyw sztucznych. Działanie ich polega na zmiejszeniu tarcia a tym samym lepkości tworzywa i przyleganie jego do gorących elementów maszyn. Najczęściej to kwasy tłuszczowe.
Porofory- substancje które w określonej podwyższonej temperaturze rozkładają się z wydzieleniem gazów.
Środki tiksotropujące- zwiększają lepkość spoczynkową cieczy.
Środki antystatyczne -przeciw gromadz. Się ładunków elektr.
Własności fiz.chem. Gęstość-stosunek masy próbki tworzywa do jej obiętości w określonej temp.wyrażona w kg/m.^3 Najmiejszą wykazują związki złożone z atomów węgla i wodoru. Zawartość atomów tlenu i azotu,a szczególnie chlorowców powoduje wzrost gęstości polimerów. Wzrostowi stopnia krystaliczności polimeru toważyszy wzrost jego jego gęstości, co można tłumaczyć ściślejszym upakowaniem makrocząstek .
Przepuszczalność światła- dotyczy w zasadzie czystych polimerów. Tworzywa zawierające większe ilości składnikówdodatkowych są całkowicie nieprzepuszczalne.
Chłonność wody-nasiąkalność- określa zdolność pochłaniania wody przez tworzywo. Niemal wszystkie tworzywa chłoną wodę, zależy to od charakteru polimeru, rodzaju napełniacza, rozwinięcia powierzchni, temperatura i wilgotność powiet. Chłonność wody przez tworzyw określamy jako przyrost masy próbki w miligramach oraz procentach odniesionych do masy próbki suchej.
Rozpuszczalność- przebiega w większości polimerów w dwóch etapach 1-rozpuszc się powoli zachowójąc swój kształt przenikając w głąb materiału powoduje jego spęczanie 2-rozpuszczalnik dyfunduje pomiędzy makrocząsteczki i rozdziela je ostatecznie.
Odporność chemiczna- czynniki chemiczne wpływają w różny często szkodliwy sposób na własności tworzyw. Najbardziej niszcząco działają kwasy utleniające później substancje utleniające pozbawione charakteru kwasowego, a najsłabiej kwasy nieutleniające.
Własności mechaniczne.
Proces przywracania zmienionemu układowi równowagi naruszonej działaniem sił zewnętrznych nazywamy relaksacją