Polimery, nazywane także tworzywami sztucznymi lub
plastikami, są materiałami organicznymi, złożonymi ze
związkow węgla. Polimery są tworzone przez węgiel,
wodor i inne pierwiastki niemetaliczne z prawego górnego
rogu układu Okresowego.
Polimery są makrocząsteczkami
i powstają w wyniku połączenia
wiązaniami kowalencyjnymi w łańcuchy wielu
grup atomów zwanych monomerami jednego lub
kilku rodzajów (rys. 2.9). W skład polimerów
wchodzą rownież dodatki barwników lub pigmentów,
katalizatorów, napełniaczy, zmiękczaczy
(plastyfikatorow), antyutleniaczy i innych.
Prosty monomer jest cząsteczką etylenu C2H4.
W wyniku zastąpienia atomu wodoru w tych cząsteczkach
przez CH3 powstaje polipropylen, przez C6H5 –
polistyren, przez Cl
– polichlorek winylu. Inne polimery zawierają atomy tlenu
(np. akryliki), azotu
(nylony), krzemu (silikony) i fluoru (fluoroplastiki).
Zastąpienie wszystkich atomow
wodoru przez fluor w monomerze etylenu powoduje
uzyskanie politetrafluoroetylenu
(teflonu).
Polimery charakteryzują się:
Do zalet materiałów polimerowych zaliczane
są: mała gęstość, duża wytrzymałość
mechaniczna w stosunku do masy, trwałość,
odporność na czynniki atmosferyczne i środowiska
aktywne, termostabilność, własności
elektryczne, cieplne oraz duża zdolność
kształtowania gotowych produktów w stosunkowo
prostych procesach technologicznych.
Do wad materiałów polimerowych zalicza
się niską odporność na pełzanie, ograniczony
zakres temperatury długotrwałego
użytkowania oraz problemy związane z procesami
wtórnego wykorzystania i utylizacji
zużytych produktów i elementów konstrukcyjnych.
Wiele z polimerow jest giętkich i odkształcalnych, lecz nie
nadają się do pracy
w podwyższonej temperaturze.
Ze względu na własności użytkowe polimery dzielą się na
plastomery i elastomery.
Plastomerami są polimery charakteryzujące się
wydłużeniem przy rozerwaniu
zwykle nieprzekraczającym 200%, chociaż polietylen lub
polipropylen wykazujące
maksymalne wydłużenie kilkaset procent też są zaliczane
do tej grupy polimerow. Wykazują bardzo małe
odkształcenia (mniejsze niż 1%),a zaliczają się do nich
termoplasty
(amorficzne i krystaliczne) i duroplasty
(chemoutwardzalne i termoutwardzalne).
Elastomery to materiały polimerowe, które przy małych
naprężeniach wykazują duże
odkształcenie (do 1000%), gdyż ich temperatura
zeszklenia jest niższa od temperatury
pokojowej, a więc zakres temperatury użytkowania
znajduje się w stanie
wysokosprężystym a po poddaniu dużemu odkształceniu
w temperaturze pokojowej i po
odciążeniu powracają do pierwotnej postaci lub bardzo do
niej zbliżonej..
Materiały polimerowe
Zwykle surowcem do wytwarzania polimerów jest ropa
naftowa. W takim przypadku
łączenie monomerow w makrocząstki następuje podczas
polireakcji, tj.
polimeryzacji, kopolimeryzacji, polikondensacji lub
poliaddycji.
Materiały polimerowe można sklasyfikować w trzech
grupach zastosowań:
-masowe (np. PE, PP, PVC, PS),
-konstrukcyjne (np. ABS, PBT, PET, PA, POM, PC,
PMMA, PPS),
-specjalne (np. o dużej wytrzymałości PAEK, PI,
przewodzące prąd elektryczny,
wzmacnianie włóknami, biodegradowalne).
