TWORZYWA SZTUCZNE,
W zakladach chemicznych produkuje si´ tworzywa sztuczne z węgla kamiennego,
ropy naftowej, gazu ziemnego, domieszek chemicznych, wody. Proces produkcyjny
przebiega w specjalnych instalacjach, gdzie maja miejsce złożone procesy
chemiczne.
materiały, których podstawowym składnikiem są naturalne lub syntetetyczne polimery;
tworzywa sztuczne mogą być otrzymywane z czystego polimeru (np. poli(metakrylan metylu), polistyren, polietylen), z kopolimerów lub z mieszanek polimerów. Często otrzymuje się je z polimerów modyfikowanych metodami chemicznumi (np. przez hydrolizę), fizykochemicznymi (np. przez degradację) lub przez dodatek takich substancji, jak: plastyfikatory, wypełniacze , stabilizatory oraz barwniki i pigmenty.
Tworzywa sztuczne są potocznie zwane plastikami (plastykami) lub masami plastycznymi.
Za podstawę klasyfikacji tworzyw sztucznych przyjmuje się zachowanie tworzywa pod wpływem ogrzewania; rozróżnia się tworzywa termoplast. oraz tworzywa termo- i chemoutwardzalne, tzw. duroplasty .
Można również zastosować podział wg gł. składnika. W podziale tym rozróżnia się np. tworzywa, w których podstawowym składnikiem są polialkeny (polietylen, polipropylen), polistyren , żywice winylowe (poli(octan winylu), poli(alkohol winylowy), poli(chlorek winylu), poli(chlorek winylidenu)), polimery fluorowe , żywice akrylowe, fenoplasty , aminoplasty, poliamidy , poliuretany, poliformaldehyd , poliwęglany, pochodne celulozy (np. acetyloceluloza ).
Tworzywa sztuczne są na ogół bardzo lekkie (gęstość najczęściej ok. 1 g/cm3),
mają małą przewodność cieplną,
większość z nich jest dielektrykami, jednak po dodaniu znacznej ilości (ok. 50%) materiałów przewodzących, np. sadzy lub pyłu metalicznego, przewodzą prąd elektryczny,
mogą być przezroczyste lub całkowicie nieprzezroczyste;
tworzywa niemodyfikowane, w porównaniu z metalami mają małą wytrzymałość na rozciąganie oraz mały moduł elastyczności;
bardzo dobrą wytrzymałość na rozciąganie, duży moduł elastyczności mają tworzywa zbrojone np. włóknem szklanym (kompozyt, laminaty);
tworzywa sztuczne są najczęściej odporne na czynniki chemiczne, wilgoć, lecz nieodporne na działanie czynników silnie utleniających.
Wadą większości tworzywa sztuczne jest ich wrażliwość na podwyższoną temp. (powyżej 100°C).
Większość tworzyw sztucznych jest łatwa do formowania i barwienia. Najczęściej stosowanymi metodami formowania tworzyw sztucznych są:
wtrysk ( formowanie wtryskowe),
wytłaczanie,
prasowanie tworzyw sztucznych,
odlewanie tworzyw sztucznych oraz
kalandrowanie.
Ponadto w przetwórstwie tworzyw sztucznych stosuje się np. spiekanie, obróbkę plastyczną, laminowanie, zgrzewanie.
Tworzywa sztuczne są używane m.in. do wyrobu części maszyn, przyrządów, osłon kabli elektrycznych, elementów aparatury chemicznej i artykułów gospodarstwa domowego, galanterii, opakowań; stosowane w przemysłach: samochodowym, lotniczym, elektrotechnicznym, elektronowym, włókieniczym, oraz w budownictwie; także wykorzystywane do wyrobu aparatury, narzędzi i sprzętu medycznego (np. sprzęt do pobierania i przetaczania krwi, dreny i cewniki, nici chirurg.), protez (stomatologiczne, stawów, tętnic i żył, zastawki serca, gałki oczne), szkieł kontaktowych i innych.
W Polsce początek przetwórstwa tworzyw sztucznych nastąpił w latach 20. XX w. Są produkowane m.in. tworzywa fenolowo-formaldehydowe, tłoczywa mocznikowe i melaminowe, poli(metakrylan metylu), poli(chlorek winylu), polistyren, polikaprolaktam, poliakrylonitryl, poliuretany, żywice poliestrowe, epoksydowe, silikonowe, polietylen, polipropylen, i na małą skalę, politetrafluoroetylen.
Ze względu na zachowanie się polimerów podczas przetwórstwa wyróżnia się następujące podstawowe ich typy:
tworzywa, tworzywa sztuczne, przetwórstwo tworzyw, przetworstwo tworzyw, wtryskiwanie, wytłaczanie, wytlaczanie, modyfikacja tworzyw, termoplasty, granulat, compounding, extrusion, injection moulding
Tworzywa termoplastyczne - które pod wpływem podwyższonej temperatury płyną (lub topią się) i dają się formować, a po ochłodzeniu zestalają się zachowując nadany kształt. Podczas przetwórstwa, z zachowaniem odpowiednich parametrów procesu (temperatura, ciśnienie, naprężenia ścinające) nie zachodzą przemiany chemiczne.
Tworzywa chemoutwardzalne - zdolne do sieciowania "na zimno", pod wpływem dodanych monomerów sieciujących i/lub katalizatorów bądź inicjatorów i przyspieszaczy reakcji tworzenia wiązań poprzecznych w temperaturze pokojowej lub niższej, co prowadzi do zmiany ich stanu skupienia od ciekłego do zestalonego.
Tworzywa termoutwardzalne - które w miarę podwyższania temperatury początkowo przechodzą w stan płynny, a następnie ulegają sieciowaniu dając produkt nietopliwy i nierozpuszczalny. Proces sieciowania może być wynikiem zachodzących w podwyższonej temperaturze reakcji grup funkcyjnych zawartych w łańcuchu wyjściowej żywicy lub efektem inicjowanych w podwyższonej temperaturze reakcji ugrupowań zawartych w łańcuchu polimeru z monomerem sieciującym
ODLEWANIE TWORZYW SZTUCZNYCH,
prowadzi się w formach nieruchomych lub obracających się; odlewanie odśrodkowe (obrotowe)
odlewanie podciśnieniowe (tworzywo jest zasysane do formy); Najczęściej stosowanymi metodami formowania tworzyw sztucznych są:
wtrysk ( formowanie wtryskowe),
wytłaczanie,
prasowanie tworzyw sztucznych,
odlewanie tworzyw sztucznych oraz
kalandrowanie.
ŻYWICE SYNTETYCZNE to bezpostaciowe produkty wielkocząsteczkowe i oligomeryczne (polimery) otrzymywane w wyniku polimeryzacji (głównie polikondensacji). Ze względów tradycyjnych i z powodu podobieństwa pewnych cech fizycznych do żywic naturalnych żywicami syntetycznymi nazywa się większość polimerów termoutwardzalnych, np. żywice fenolowo-formaldehydowe, żywice melaminowe. Używane do wyrobu tworzyw sztucznych, klejów, apretur włókienniczych, farb i lakierów.
EPOKSYDOWE ŻYWICE (EP) stosuje się do impregnowania laminatów z włókien szklanych i węglowych, jako kleje do metali oraz żywice powłokowe. FURANOWE ŻYWICE Stosowane do wyrobu części aparatury chemicznej, jako lepiszcza i powłoki antykorozyjne, jako żywice — do wytwarzania form odlewniczych, do impregnacji itp. LAKIERNICZE ŻYWICE, związki wielkocząsteczkowe będące błonotwórczymi składnikami wyrobów lakierowych MOCZNIKOWE ŻYWICE są stosowane do wyrobu kleju do drewna, lakierów i emalii, papieru wodoodpornego, apretur do tkanin oraz do sporządzania tłoczyw. POLIESTROWE ŻYWICE stosowane do wyrobu powłok i kształtek elektroizolacyjnych, lakierów, szpachlówek, a w postaci wzmocnionej włóknem szklanym — jako tworzywo konstrukcyjne do budowy łodzi, aparatury chemicznej.