Materiały

niemetalowe

TWORZYWA SZTUCZNE

Pod pojęciem tworzywo sztuczne rozumie się ogólnie materiały, których podstawowym składnikiem są syntetyczne, naturalne lub modyfikowane polimery. Tworzywa sztuczne mogą być otrzymywane z czystych polimerów (np. polimetakrylan metylu, polistyren, polietylen itp.) lub z polimerów modyfikowanych poprzez dodanie różnych substancji pomocniczych, np. plastyfikatory, napełniacze, stabilizatory itp.).

Tworzywa sztuczne w zależności od swego przeznaczenia dzieli się na:

• konstrukcyjne do wytwarzania określonych wyrobów

• elastoplastyczne (czyli folie)

• adhezyjne (czyli kleje)

• powłokowe (farby lakiery)

• włóknotwórcze

• porowate (pianki i gąbki)

• specjalne (wymieniacze jonowe)

Przetwarzanie tworzyw sztucznych na określone wyroby użytkowe różni się w zależności od typu tworzywa i najczęściej wymaga specjalnej aparatury. Tworzywa termoplastyczne przerabia się najczęściej metodami wtrysku lub wytłaczania. Metody te polegają na stopieniu tworzywa i wytłaczaniu z maszyny pod bardzo wysokim ciśnieniem w postaci drutu, węża lub rękawa foliowego lub wprowadzeniu stopionego tworzywa do formy, w której zastyga na określony detal (formowanie wtryskowe). Tworzywa termoutwardzalne przerabia się najczęściej metodą prasowania w formach, w podwyższonej temperaturze, której wysokość zależna jest od rodzaju stosowanego tworzywa.

Zaletami tworzyw sztucznych jest mała gęstość, odporność na korozję oraz łatwość przetwórstwa. Jednak mają one również wady, tj. mała odporność na wysokie temperatury i bardzo długi czas rozkładu.

Przykładowe zastosowanie tworzyw sztucznych:

• wyroby galanteryjne

• wyroby elektrotechniczne

• produkcja przedmiotów gospodarstwa domowego

• części wyposażenia samochodów

• 
  opakowania

SZKŁO

Szkło to substancja, o właściwościach zbliżonych do ciała stałego, powstałego w wyniku przechłodzenia stopionych surowców, głównie minerałów i innych surowców nieorganicznych. Z prostych składników, takich jak: czysty piasek kwarcowy - SiO2, soda - Na2CO3 i wapień - CaCO3, można otrzymać szkło. Brak uporządkowanej struktury w przestrzeni zbliża szkło do cieczy, natomiast sztywność i kruchość do ciał stałych.

W życiu codziennym szkło kojarzy nam się z szybami okiennymi. Jest to dowód na to, że szkło dobrze przepuszcza promienie widzialne (ok.90%).

Obecnie szkło produkuje się w hutach szkła.
Huty szkła to zakłady wytapiające i wytwarzające produkty szklane. Surowce szklarskie po odważeniu i zmieszaniu zasypuje się do pieców szklarskich ogrzanych do temperatury kilku tysięcy stopni Celsjusza i wytapia się masę szklarską. Z tej masy natomiast formuje się odpowiednie wyroby przez prasowanie, ciągnienie, walcowanie, wydmuchiwanie lub wytłaczanie w formach. Po kilku tygodniach stygnięcia i twardnienia, szkło nadaje się do użytku.

Szkło jest odporne na różne chemikalia, ale jego wadą jest kruchość i wrażliwość na zmiany temperatury.

Przykładowe zastosowanie szkła:

• szyby okienne

• szkło laboratoryjne

• żarówki

• lustra

• pryzmaty

• biżuteria

CERAMIKA

Terminem ceramika określa się materiały uzyskane przez wypalanie substancji

mineralnych czemu towarzysza nieodwracalne reakcje chemiczne.

Proces produkcji wyrobów ceramicznych polega na wymieszaniu odpowiednich surowców, formowaniu, wysuszeniu i wypaleniu w temperaturze od od 900 °C do 2000 °C.

Ceramika, jak wszystkie materiały niemetalowe, ma swoje wady i zalety. Zaletami jest: odporność na wysokie temperatury i działanie czynników chemicznych, właściwości mechaniczne i duża twardość. Minusy: kruchość, podatność na uderzenia oraz mała wytrzymałość na rozciąganie.

Przykładowe zastosowanie ceramiki:

• produkcja talerzy, misek, kubków

• przemysł kosmiczny

• budownictwo

• ceramika ozdobna

GUMA

Guma jest produktem wulkanizacji kauczuku naturalnego lub syntetycznego. Otrzymuje się ją przez przeróbkę mieszanek zawierających kauczuk i inne substancje ułatwiające procesy przetwórcze oraz nadające gumie odpowiednie właściwości.

Guma nie jest odporna na wysokie temperatury oraz pali się wydzielając czarny dym.

Guma syntetyczna rozkłada się w naturalnym środowisku przez całe dziesięciolecia. Wyrzucanie wyrobów gumowych poza wysypiskami śmieci powoduje bardzo duże straty ekologiczne. Guma może być utylizowana przez spalanie w specjalnych piecach.

Z gumy produkuje się ogromną ilość wyrobów, m.in.:

• dętki i opony

• uszczelki

• przewody elektryczne

• taśmy przenośnikowe

• elementy amortyzujące

• odzież i obuwie wodoodporne oraz ochronne (np. kalosze, maski przeciwgazowe)

• drobny sprzęt elastyczny

DREWNO

Surowiec drzewny otrzymywany ze ściętych drzew.

Drewno jest doskonałym materiałem konstrukcyjnym, zarówno w stanie naturalnym jak

i w postaci sklejek, płyt spilśnionych, wiórowych itp. Cechuje je lekkość, trwałość, sprężystość, znaczna wytrzymałość mechaniczna, mały współczynnik rozszerzalności cieplnej, mała przewodność cieplna właściwa i łatwość obróbki. W stanie suchym drewno wskazuje bardzo małą przewodność elektryczną, która jednak szybko wzrasta przy podwyższeniu jego wilgotności.

Minusem drewna jest higroskopijność, czyli skłonność do pochłaniania wilgoci i wyparowywania jej po ogrzaniu, co wywołuje powstanie pęknięć. Jego wadami są również: sękatość, pęcznienie i grzybienie, wady kształtu i zabarwienia oraz uszkodzenia mechaniczne.

Zastosowanie drewna jest bardzo szerokie. W zależności od tego do czego nam posłuży wybieramy odpowiedni gatunek drzewa. Na przykład: jodła (miękkie, o średniej wytrzymałości), świerk (miękkie, o średniej wytrzymałości, sprężyste, trudne w obróbce), dąb (twarde, o dobrych parametrach wytrzymałościowych, odporne na ścieranie), buk (twarde, o dużej wytrzymałości, łatwe w obróbce ), itd

Przykładowe zastosowania drewna:

• stolarstw

• budownictwo

• rzeźbiarstwo

• biżuteria drewniana

• modelarstwo

• produkcja papieru

• trzony różnych narzędzi

• zabawki drewniane