POLIMERY

Budownictwo:

obecnie - 2 miejsce,

za 10-15 lat -

- przewidywane 1 miejsce!

Opakowania 35%

Budownictwo 20%

Inne 20%

Transport 15%

Elektronika 10%

Udział różnych gałęzi przemysłu w rynku polimerów

P.Łukowski, 2

Podłogowe

Ścienne

Dachowe

Do szklenia

i doświetlania

Do izolacji cieplnej

Hydroizolacyjne
i uszczelniające

Chemoodporne

Instalacyjne

Stolarka

budowlana

Malarskie

Kleje budowlane

Wykończeniowe

Domieszki i
dodatki do betonu

Betony i zaprawy
żywiczne

Materiały

budowlane

zawierające

polimery

P.Łukowski, 3

Związki organiczne

P.Łukowski, 4

Chemia organiczna ≡ chemia naturalnych i syntetycznych
związków węgla.

Węgiel jest zdolny do tworzenia specyficznych związków
łańcuchowych z pojedynczymi, podwójnymi lub potrójnymi
wiązaniami między atomami C:

oraz związków
aromatycznych:

Polimer

– wielkocząsteczkowy związek chemiczny

zbudowany z łańcuchów utworzonych z wielu mniejszych,
powtarzających się elementów (merów).

Masa cząsteczkowa polimeru > 5000 (10 000)

Definicje

Tworzywo sztuczne

– materiał

możliwy do zastosowania, utworzony
z polimeru i ewentualnych dodatków
(napełniaczy, stabilizatorów,
plastyfikatorów, barwników, itp.)

P.Łukowski, 5

Otrzymywanie

Polimeryzacja

– proces przemiany monomeru lub

mieszaniny monomerów w polimer.

Rodzaje polimeryzacji:

-

poliaddycja

(bez utworzenia produktu ubocznego)

monomer

mer

polietylen, polipropylen, polichlorek winylu,

polioctan winylu, polimetakrylan metylu (pleksiglas),

poliuretany, żywice epoksydowe

P.Łukowski, 6

-

polikondensacja

(z wydzieleniem dodatkowego,

małocząsteczkowego produktu)

Otrzymywanie

+ H

2

O

żywice poliestrowe, żywice fenolowo-formaldehydowe, silikony

P.Łukowski, 7

Żywice syntetyczne

monomery

polimeryzacja

żywica

sieciowanie

łańcuchów

żywica

utwardzona

(utwardzenie)

P.Łukowski, 8

Podział

Ze względu na właściwości użytkowe

Elastomery – pod obciążeniem ulegają dużym odkształceniom
(nawet ponad 1000 %) o charakterze odwracalnym, to jest
prawie całkowicie sprężystym; np. kauczuk.

Plastomery – w pewnych granicach temperatury i obciążeń
wykazują trwałość kształtu, tzn. ich odkształcenia są
nieodwracalne (plastyczne).

P.Łukowski, 9

Podział

Ze względu na możliwość utwardzenia

Tworzywa termoplastyczne -

termoplasty

Tworzywa utwardzalne -

duroplasty

Topnieją przy ogrzewaniu i ponownie

zestalają przy chłodzeniu.

Są to polimery liniowe lub o słabo
rozgałęzionych łańcuchach:

polietylen
polipropylen
polimetakrylan metylu
polichlorek winylu
poliwęglany
polistyren
polioctan winylu

Nie topnieją podczas ogrzewania, ale

w wysokiej temperaturze rozkładają się

Utwardzają się przy ogrzewaniu

(tworzywa termoutwardzalne) lub pod

działaniem związków chemicznych,

tzw. utwardzaczy (tworzywa

chemoutwardzalne).

Są to polimery usieciowane:

żywice epoksydowe
żywice formaldehydowe
żywice melaminowe
żywice poliestrowe i winyloestrowe
usieciowane poliuretany
żywice silikonowe

P.Łukowski, 10

Szczególny rodzaj polimerów krzemoorganicznych:

| | |

— Si — O — Si — O — Si —

| | |

O O O

| | |

— Si — O — Si — O — Si —

| | |

Polisiloksany (silikony)

P.Łukowski, 11

Taktyczność polimerów

polimer izotaktyczny

polimer ataktyczny

polimer syndiotaktyczny

P.Łukowski, 12

Podstawowe właściwości

Nasiąkliwość minimalna ∼ 0 %

Przewodność cieplna mała 0,1-0,4 W/(m⋅K)

Rozszerzalność cieplna duża 3⋅10

-5

-10⋅10

-5

K

-1

Odporność cieplna znacznie mniejsza niż materiałów
tradycyjnych: termoplasty do +70°C, duroplasty do +120°C

Odporność ogniowa znikoma (palne lub samogasnące,
toksyczne opary, kapanie płonących kropli).

P.Łukowski, 13

Właściwości termomechaniczne polimerów

W zależności od temperatury, polimer może występować
w jednym z 3 stanów:

użytkowanie

przetwórstwo

stan szklisty

(kruchość)

stan wysokoelastyczny

(sprężystość)

stan lepko-płynny

(plastyczność)

temperatura

zeszklenia, T

g

temperatura

płynięcia, T

f

temp.

elastomery: T

g

<< T

norm

< T

f

plastomery: T

g

≤ T

norm

≤ T

f

P.Łukowski, 14