Klasyfikacja tworzyw sztucznych.
Nazwą „tworzywa sztuczne" obejmuje się tę grupę materiałów, których podstawowym składnikiem są syntetyczne lub półsyntetyczne organiczne związki wielkocząsteczkowe.
Produkowane początkowo jako materiały zastępujące deficytowe tworzywa naturalne,
wkrótce stały się materiałami pełnowartościowymi, posiadającymi wiele cennych zalet, jakich nie wykazują tworzywa naturalne. Dynamiczny rozwój przemysłu tworzyw sztucznych
obserwuje się zwłaszcza w ostatnim pięćdziesięcioleciu. Wyraża się on nie tylko w ilościowym wzroście produkcji tworzyw, ale przede wszystkim w szybkim rozszerzeniu ich asortymentu czy to na drodze wynalazków nowych tworzyw, czy też modyfikacji właściwości tworzyw już znanych. Motorem tych procesów jest z jednej strony szybki rozwój techniki, stwarzający zapotrzebowanie na tworzywa o określonych właściwościach, z drugiej
zaś postępy nauk chemicznych umożliwiające dokonywanie nowych syntez.
Tworzywa sztuczne, zwane także plastomerami, są tworzywami na podstawie polimerów syntetycznych, otrzymywanych w wyniku polireakcji z produktów chemicznej przeróbki węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego lub polimerów naturalnych, uzyskiwanych przez chemiczną modyfikację produktów pochodzenia naturalnego (celuloza, kauczuk, białko). Zwykle zawierają określone dodatki barwników lub pigmentów, katalizatorów, napełniaczy, zmiękczaczy, utleniaczy itd.
Koniecznym staje się, zatem usystematyzowanie dużej grupy znanych już tworzyw sztucznych. Kryteria podziału mogą być różne, dlatego też nie istnieje na razie jednolity, ogólnie przyjęty system klasyfikacyjny.
Najczęściej stosowane są dwie klasyfikacje: chemiczna i technologiczna.
Klasyfikacja chemiczna
Klasyfikacja chemiczna przyjmuje pochodzenie i sposób otrzymywania tworzyw za kryterium podziału. Rozdziela je, więc najpierw na dwie nierówne grupy: tworzywa naturalne modyfikowane, stanowiące ok. 5% ogólnej produkcji tworzyw sztucznych, oraz tworzywa sztuczne pełnosyntetyczne, które stanowią resztę, a więc ok. 95°/o produkcji tych materiałów.
Tworzywa naturalne modyfikowane, zwane również półsyntetycznymi, są wytwarzane na drodze przeróbki chemicznej naturalnych wielkocząsteczkowych związków, bez naruszenia struktury łańcuchów węglowych tych związków.
Zależnie od rodzaju surowców dzieli się je na:
tworzywa celulozowe, wśród których rozróżnia się pochodne celulozy i celulozę regenerowaną (celofan, sztuczny jedwab, celuloid, folie),
tworzywa kauczukowe, pochodne kauczuku naturalnego,
tworzywa białkowe (galalit, włókna białkowe i kleje).
Tworzywa sztuczne pełnosyntetyczne dzieli się zależnie od rodzaju polireakcji, jaka zachodzi przy ich wytwarzaniu, na:
tworzywa polimeryzacyjne (polietylen, polipropylen, polistyren, polichlorek winylu,
polioctan winylu, poliizobutylen, polimetakrylany i policzterofluoroetylen),
tworzywa polikondensacyjne (fenoplasty i aminoplasty, poliamidy, poliestry, poliwęglany i silikony),
tworzywa poliaddycyjne (poliuretany i żywice epoksydowe).
Polimeryzacja jest polireakcją łańcuchową, zachodzącą dzięki obecności wiązań nienasyconych lub na skutek rozerwania nietrwałego pierścienia monomeru, bez wydzielania produktów ubocznych i bez przegrupowania atomów. Tą metodą otrzymuje się m.in. polichlorek winylu, polistyren, polioctan winylu, polimetakrylan metylu i polietylen.
Polikondensacja polega na stopniowej kondesacji monomerów i zachodzi z wydzieleniem produktów ubocznych. W związku z tym skład chemiczny polikondensatu różni się od składu chemicznego monomeru. W wyniku polikondensacji otrzymuje się żywice fenolowe, aminowe, poliestrowe oraz większość poliamidów.
Poliaddycja jest polireakcją stopniową podobnie jak polikondensacja, ale bez wydzielania produktów ubocznych. Często natomiast towarzyszy jej przemieszczenie atomu wodoru w monomerze, przez co budowa meru w polimerze różni się od budowy monomeru. Przykładem poliaddycji jest otrzymywanie żywic epoksydowych i poliuretanów.
Klasyfikacja technologiczna
Klasyfikacja chemiczna nie uwzględnia właściwości tworzyw, nie jest, więc użyteczna
w przetwórstwie tworzyw. Dlatego też często stosowana jest klasyfikacja technologiczna,
w której jako kryterium podziału bierze się pod uwagę właściwości użytkowe
i technologiczne tworzyw.
Przede wszystkim rozróżnia się tu 2 grupy tworzyw, różniących się pewnymi właściwościami mechanicznymi: elastomery i plastomery.
Elastomery to tworzywa, które w normalnej temperaturze wykazują odkształcenie elastyczne, powyżej 100% czyli tworzywa, które po dużym odkształceniu wykazują zdolność prawie natychmiastowego powrotu do postaci pierwotnej (trudno je np. zerwać – należą do nich kauczuk naturalny oraz wszelkie kauczuki syntetyczne).
Plastomery to tworzywa, które w temperaturze pokojowej ulegają nieznacznym odkształceniom elastycznym (poniżej 100%), natomiast odkształcają się plastycznie lub ulegają takim zmianom, jak rozerwanie czy pękanie. Do tej grupy zalicza się wszystkie pozostałe tworzywa, nie będące elastomerami - a ich wspólnymi cechami są: niewielka gęstość, elektroizolacyjność, dość dobre własności mechaniczne, spawalność, możliwość klejenia, duża gładkość powierzchni i estetyczny wygląd.
Plastomery dzielą się na tworzywa:
termoplastyczne,
termoutwardzalne,
chemoutwardzalne.
Tworzywa termoplastyczne (termoplasty) pod wpływem ogrzewania do określonej temperatury stają się plastyczne, po oziębieniu zaś twardnieją. Proces ten jest odwracalny. Jest to z punktu widzenia technologii przetwórstwa tworzyw cecha bardzo istotna, gdyż w stanie plastycznym łatwo można z tych tworzyw formować wyroby o dowolnych kształtach, które utrwala się następnie przez oziębienie. Zmiany temperatury prowadzą zasadniczo tylko do zmian cech fizycznych tworzyw termoplastycznych, w niewielkim tylko stopniu do zmian chemicznych. Proces formowania może być zatem powtarzany wielokrotnie, a odpady produkcyjne i wyroby zużyte mogą stanowić surowiec wtórny przydatny do powtórnego procesu przetwórczego. Tworzywa termoplastyczne stanowią dużą grupę tworzyw, gdyż zalicza się do nich wszystkie tworzywa polimeryzacyjne oraz niektóre polikondensacyjne,
a także kilka tworzyw pochodnych celulozy.
Tworzywa termoutwardzalne (duroplasty) zachowują się w podwyższonych temperaturach inaczej niż termoplastyczne; najpierw miękną i w tym stanie dają się formować, następnie jednak zachodzą procesy sieciowania, w wyniku których tworzywa stają się twarde, nietopliwe i nierozpuszczalne. Nie mogą być więc powtórnie formowane.
Do tej grupy tworzyw należą feno - i aminoplasty.
Tworzywa chemoutwardzalne wymagają do utwardzenia dodatku odpowiednich substancji chemicznych zwanych utwardzaczami. Substancje te, przyłączając się do cząsteczek żywicy, tworzą między nimi mostki sieciujące cały układ. Reakcje te zachodzą już
w temperaturze pokojowej, przebiegają jednak znacznie szybciej w temperaturze podwyższonej. Wyrobów uformowanych z tworzyw chemoutwardzalnych nie można powtórnie formować. Do żywic tej grupy należą np. żywice epoksydowe i nienasycone żywice poliestrowe.
Inne podziały tworzyw sztucznych
Tworzywa sztuczne jako przedmiot obrotu handlowego mogą mieć postać żywic, tłoczyw lub półproduktów.
Żywice
Występują zwykle w postaci ciekłej. Mogą zawierać rozmaite dodatkowe substancje podnoszące właściwości użytkowe żywic, zgodnie z ich przeznaczeniem. Wśród żywic technicznych wyróżnić:
żywice lane służące do wytwarzania odlewów,
żywice przeznaczone do formowania przedmiotów skorupowych, wzmocnionych włóknem szklanym,
żywice klejowe,
żywice powłokowe do wytwarzania powłok antykorozyjnych,
żywice impregnacyjne,
żywice dla przemysłu odlewniczego do wytwarzania rdzeni.
Tłoczywa
Służą do formowania wyrobów w warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia. Jako podstawowy składnik zawierają żywice termoplastyczne lub termoutwardzalne.
Tłoczywa termoplastyczne, zwane również granulatem, zawierają zwykle niewielki dodatek środków pomocniczych. Wytwarza się z nich przedmioty metodą wtrysku lub wytłaczania.
Tłoczywa termoutwardzalne zawierają zazwyczaj oprócz żywicy dużą ilość środków pomocniczych, przede wszystkim napełniaczy, a także plastyfikatorów, pigmentów itp. Tłoczywa te przetwarza się metodą prasowania, a wyroby gotowe noszą nazwę wyprasek.
Półprodukty są dostarczane w różnych postaciach, np. jako błony, folie, płyty, rury, pręty, węże. Płyty, rury i pręty mogą być również wykonane z laminatów.
Laminaty
Czyli wyroby warstwowe, są otrzymywane z wielu warstw nośnika nasyconego żywicą termo- lub chemoutwardzalną i złączonych w jedną całość, zwykle przez sprasowanie w odpowiedniej temperaturze. Jako nośnik stosowane są arkusze papieru, tkaniny bawełniane, z włókna szklanego itp.
Folie
Są otrzymywane metodą wytłaczania, kalandrowania lub odlewania i mają postać arkuszy lub ciągłych taśm albo rękawa.
Tworzywa sztuczne według typów użyteczności dzielą się na tworzywa konstrukcyjne o dostatecznej twardości i wytrzymałości mechanicznej, tworzywa zmiękczone, które nie zachowują trwale nadanych im kształtów, lecz zachowują swoje wymiary i są dostatecznie wytrzymałe na rozciąganie (np. folie, sztuczne skóry), tworzywa porowate, które dzielą się na miękkie (plastyczne) i twarde (sztywne), przeznaczone na izolacje cieplne i akustyczne, tworzywa adhezyjne, tj. kleje i kity, tworzywa powłokowe, tj. wyroby lakierowe i na powłoki specjalne oraz tworzywa włókiennicze, przeznaczone do wyrobu włókien syntetycznych.
Rozróżnia się tworzywa konstrukcyjne, do wyrobu przedmiotów użytkowych (w postaci tłoczyw, czyli proszków do prasowania, żywic lanych, płyt, folii, laminatów itd.), tworzywa adhezyjne, do łączenia różnych materiałów (kleje, kity, cementy), tworzywa impregnacyjne (do uszlachetniana drewna, papieru i tkanin) oraz tworzywa powłokowe do ochronnego lub dekoracyjnego pokrywania gotowych wyrobów.
Pytania sprawdzające.
Co to są tworzywa sztuczne?
Jak dzielimy tworzywa sztuczne ze względu na proces ich powstawania?
Co to są plastomery i elastomery?
Podaj klasyfikację tworzyw sztucznych ze względu na własności fizyczne i technologiczne?
Jak dzielimy tworzywa sztuczne ze względu na ich zastosowanie?
Otrzymywanie polimerów i ich struktura.
Polimery są substancjami złożonymi z makrocząsteczek, charakteryzujących się regularnym lub nieregularnym powtarzaniem się w nich ugrupowań atomów, zwanych monomerami, jednego lub kilku rodzajów.
Polimery otrzymuje się w reakcjach łączenia ze sobą pojedynczych cząsteczek prostych związków, zwanych monomerami, w długie łańcuchy. Reakcje te dzielą się na dwie podstawowe grupy: reakcje polimeryzacji i polikondensacji.
Reakcją polimeryzacji nazywamy proces łączenia się cząsteczek monomeru w łańcuch, któremu nie towarzyszy powstawanie żadnych produktów ubocznych. Typowym przykładem jest reakcja polimeryzacji etylenu:
nCH= CH→…..CH─CH─CH─CH─CH─CH─…….
Etylen Polietylen
W reakcjach polimeryzacji wiązanie pomiędzy dwoma merami tworzy się najczęściej kosztem rozerwania wiązania podwójnego C=C lub C=O. Można to przedstawić następującym schematem:
Reakcje polimeryzacji mogą przebiegać zgodnie z wieloma różnymi mechanizmami.
Jeden - polimeryzacja rodnikowa – przebiega w następujący etapach:
● wytworzenie rodników inicjujących polimeryzację – mogą to być bardzo różne związki chemiczne, które pod wpływem promieniowania (np. nadfioletowego), wysokiej temperatury lub odpowiednich reagentów wytwarzają wolne rodniki;
● przyłączenie rodnika inicjującego do cząsteczki monomeru;
● wydłużanie łańcucha ( rodnik reaguje z kolejnymi cząsteczkami monomeru, wydłużając
łańcuch polimeru;
● zakończenie łańcucha, łańcuch mógłby rosnąć w nieskończoność – jednak następuje jego przerwanie np. na skutek przyłączenia innego rodnika;
Drugą możliwością tworzenia wiązań pomiędzy merami jest wykorzystanie w tym celu reakcji otwierania pierścieni. Przykładem tego typu reakcji jest metoda produkcji stylonu - włókna syntetycznego należącego do grupy poliamidów.
Reakcje polikondensacji charakteryzują się tym, że powstają w nich proste produkty uboczne, najczęściej woda. W ten sposób powstaje na przykład łańcuch polipeptydowy
z aminokwasów. Wiązanie łączące dwa mery powstaje tu w wyniku kondensacji dwóch grup funkcyjnych, które mogą ze sobą reagować.
Polimery o budowie łańcuchowej, otrzymane w reakcjach polimeryzacji lub polikondensacji, poddaje się często, w celu poprawienia ich właściwości użytkowych, procesowi sieciowania. Sieciowaniu można poddawać te polimery, których łańcuchy zawierają reaktywne grupy funkcyjne lub wiązania wielokrotne. W wyniku ogrzewania tych polimerów z odpowiednimi związkami, zwanymi utwardzaczami, następuje łączenie się łańcuchów ze sobą, prowadzące do powstania jeszcze większych cząsteczek.
Właściwości fizyczne polimerów wynikają przede wszystkim z bardzo dużych mas cząsteczkowych tych substancji. Masy te przekraczają na ogół 10 000 u, a mogą osiągać nawet kilkadziesiąt milionów u. Należy przy tym zdawać sobie sprawę z faktu, że niemal wszystkie polimery, z jakimi mamy do czynienia, nie są indywidualnymi związkami, lecz mieszaninami związków różniących się długością łańcucha. Większość polimerów to substancje stałe o różnej twardości, elastyczności, wytrzymałości mechanicznej i cieplnej, barwie itd. Szczególnie ważne z praktycznego punktu widzenia jest zachowanie się polimerów podczas ogrzewania. Polimery, które ulegają stopieniu w temperaturze niższej od temperatury ich rozkładu, noszą nazwę polimerów termoplastycznych. Należy do nich większość polimerów otrzymywanych
w reakcjach polimeryzacji. Wyroby z nich można formować przez odlewanie, wytłaczanie lub wtryskiwanie pod ciśnieniem do odpowiednich form.
Wyroby z polimerów, których nie można stopić, otrzymuje się w wyniku polimeryzacji lub polikondensacji dwustopniowej. Najpierw otrzymuje się polimer o stosunkowo małej masie cząsteczkowej, zwany żywicą, będący na ogół cieczą o dużej lepkości. Po wlaniu żywicy do formy poddaje się ją procesowi dalszej polimeryzacji lub polikondensacji oraz często także procesom sieciowania, prowadzącym do jej utwardzenia. Polimery tego typu noszą nazwę termoutwardzalnych lub chemoutwardzalnych, w zależności od sposobu utwardzania żywicy.
Ze względu na budowę makrocząsteczki dzielą się na: liniowe, rozgałęzione, usieciowane (trójwymiarowe). Pierwsze powstają z cząsteczek dwufunkcyjnych, a ich długość jest 100÷1000 razy większa od ich średnicy. Makrocząsteczki rozgałęzione powstają z cząsteczek dwufunkcyjnych oraz z nieznacznej liczby monomerów, trójfunkcyjnych lub przypadkowych zanieczyszczeń, ewentualnie na skutek ubocznych reakcji w łańcuchu głównym. Makrocząsteczki usieciowane, o złożonym układzie trójwymiarowym, powstają z monomerów dwu lub więcej funkcyjnych, w wyniku wytworzenia poprzecznych powiązań między łańcuchami. Budowa makrocząsteczek w istotny sposób wpływa na własności polimerów.
Polimery o makrocząsteczkach liniowych lub rozgałęzionych zachowują spójność dzięki działaniu sił przyciągania Van der Waalsa, proporcjonalnych do masy cząsteczkowej lub długości łańcucha. W rezultacie polimery składające się z cząsteczek o odpowiednio długich łańcuchach są ciałami stałymi, o tym większej wytrzymałości i twardości, im dłuższe są łańcuchy, a polimery składające się z łańcuchów krótkich są substancjami ciekłymi. W przypadku makrocząsteczek usieciowanych o własnościach decyduje stopień usieciowania. Mała liczba usieciowań nadaje polimerowi dużą elastyczność, nierozpuszczalność, ale zdolność pęcznienia w rozpuszczalnikach. Duża liczba usieciowań powoduje zwiększenie sztywności, nietopliwość i brak pęcznienia.
Polimery ze względu na strukturę można podzielić na całkowicie bezpostaciowe oraz na częściowo bezpostaciowe, a częściowo krystaliczne. Polimery krystalizują dość trudno i zwykle obok uporządkowanych obszarów krystalicznych zawierają obszary bezpostaciowe. Zdolność polimeru do krystalizacji zależy od chemicznej i geometrycznej budowy makrocząsteczki oraz od wielkości sił międzycząsteczkowych. Im prostsza i bardziej regularna jest budowa cząsteczek i im większe są siły międzycząsteczkowe, tym polimer łatwiej krystalizuje.
Polimery o budowie krystalicznej mają większą gęstość, sztywność i wyższą temperaturę mięknięcia w stosunku do polimerów bezpostaciowych. Zależnie od warunków krystalizacji polimer może mieć różny stopień krystaliczności, a także krystality różnej wielkości i kształtu, co w oczywisty sposób wpływa na jego własności.
Tabela. 1. Budowa, właściwości i zastosowania niektórych polimerów otrzymywanych przez polimeryzację.
Lp. | Nazwa i wzór polimeru. |
Nazwa zwyczajowa i wzór monomeru. | Właściwości fizyczne i chemiczne |
Zastosowania |
---|---|---|---|---|
1 | Polietylen | Etylen (eten) | Bezbarwne lub mlecznobiałe, prześwitujące ciało stałe, wykazuje dużą odporność na działanie stężonych kwasów i zasad oraz większości rozpuszczalników organicznych z wyjątkiem węglowodorów i tłuszczów; mała wytrzymałość cieplna (ok. 80ºC); palny | Folie opakowaniowe, butelki i inne pojemniki na wodę i chemikalia, skrzynki na butelki i produkty spożywcze, zabawki, drobne wyroby galanteryjne |
2 | Polipropylen | Propylen | Właściwości podobne do polietylenu, odznacza się większą niż polietylen wytrzymałością cieplną, mechaniczna i chemiczną | Takie jak polietylen, ponadto wyrabia się z niego sznurki oraz worki do pakowania ziemniaków i innych płodów rolnych |
3 | Polichlorek winylu (PCW) |
Chlorek winylu (chloroeten) |
Mlecznobiałe ciało stałe, często barwione na różne kolory i zawierające dodatek plastyfikatory, wykazuje dobrą odporność na kwasy, reaguje z roztworami zasad; mała wytrzymałość cieplna, wrażliwy na większość rozpuszczalników organicznych, ale odporny na tłuszcze, odporny na czynniki atmosferyczne; niepalny | Opakowania do produktów spożywczych, izolacje do przewodów elektrycznych, płytki i wykładziny podłogowe, zabawki, drobne wyroby galanteryjne |
4 | Politetrafluoroetylen (teflon) |
Tetrafluoroetylen | Białe ciało stałe, „tłuste” w dotyku, odznaczające się niezwykle dużą odpornością chemiczną (nie są znana żadne rozpuszczalniki teflonu) oraz cieplną (od -100 do +350ºC ) dobra wytrzymałość mechaniczna; niepalny |
Powłoki reaktorów chemicznych oraz naczyń kuchennych, uszczelki i inne części aparatury chemicznej |
5 | Polistyren | Styren | Bezbarwne, przezroczyste ciało stałe o znacznej wytrzymałości mechanicznej, ale stosunkowo kruche; odporny na działanie związków nieorganicznych z wyjątkiem stężonych kwasów, rozpuszcza się w większości rozpuszczalników organicznych mała wytrzymałość cieplna, palny | Pojemniki, pudełka, słoiki i inne opakowania, zabawki, obudowy i inne elementy sprzętu gospodarstwa domowego i urządzeń elektronicznych, drobne wyroby galanteryjne |
6 | Polimetakrylan metylu (plexiglas) | Metakrylan metylu | Bezbarwne ciało stałe o dużej przezroczystości i dobrej wytrzymałości mechanicznej, rozpuszczalny w większości rozpuszczalników organicznych oraz roztworów kwasów i zasad odporny na temperaturę do 100ºC; palny | Szyby nietłukące i przepuszczające promieniowanie nadfioletowe, soczewki, części urządzeń elektronicznych |
7 | Polioctan winylu | Octan winylu | Bezbarwne ciało stałe o dość małej wytrzymałości mechanicznej i cieplnej, wrażliwy na działanie stężonych kwasów i zasad oraz wielu rozpuszczalników organicznych wykazuje dobrą przyczepność do powierzchni wielu materiałów; palny | Farby emulsyjne i lakiery oraz kleje stosowane w stolarstwie i introligatorstwie |
8 | Polialkohol winylowy | Nie ma monomeru | Bezbarwne ciało stałe o dobrej wytrzymałości mechanicznej, rozpuszczalny w wodzie(!), trudno rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych trudno palny | Farby emulsyjne i kleje, po utrwaleniu nadaje się do wyrobu elementów aparatury chemicznej, folii i włókien |
9 | Poliakrylonitryl | Akrylonitryl | Bezbarwne ciało stałe; w formie włókna wykazuje dużą wytrzymałość na rozciąganie; odporny na działanie większości rozpuszczalników organicznych oraz zimnych roztworów kwasów i zasad; odporny na temperaturę do 200ºC; niepalny | Włókna syntetyczne do produkcji odzieży (anilana) oraz tkanin technicznych, sznurów i lin, np. sieci rybackich |
10 | Poliformaldehyd | Aldehyd mrówkowy | Bezbarwne ciało stałe o dobrej wytrzymałości mechanicznej i cieplnej, odporny na większość rozpuszczalników organicznych ulega działaniu stężonych kwasów i zasad, trudno palny | Elementy precyzyjnych urządzeń mechanicznych; koła zębate, kasety fotograficzne, panewki łożysk itp |
Zależnie od możliwości zastosowania do produkcji wyrobów użytkowych wyróżniamy:
tworzywa konstrukcyjne – stanowiące główna część składową przedmiotu, najistotniejszą z punktu widzenia wytrzymałości,
tworzywa adhezyjne – kleje i lepiszcza, stosowane do łączenia poszczególnych elementów konstrukcyjnych lub spajające ciała rozdrobnione,
tworzywa powłokowe – służące do wytwarzania trwałych powłok ochronnych na powierzchni przedmiotów wykonanych z innych tworzyw,
tworzywa impregnacyjne – stosowane jako dodatek do tworzyw konstrukcyjnych w celu nadania im określonych właściwości specjalnych (sztywność, wytrzymałość).
Pytania sprawdzające
Co to są polimery?
Jak dzielimy polimery ze względu na budowę cząsteczki?
Jak powstają polimery?
Jaka jest struktura polimerów?
Jak dzielimy tworzywa sztuczne w zależności od możliwości zastosowania do produkcji wyrobów użytkowych?
Tworzywa termoplastyczne, elastomery, silikony.
Tworzywa termoplastyczne są zbudowane z makrocząsteczek liniowych, rzadziej rozgałęzionych, dzięki czemu są odwracalnie plastyczne w podwyższonych temperaturach, a twarde w temperaturze otoczenia. Z wyjątkiem policzterofluoroetylenu są rozpuszczalne na zimno lub na gorąco (polietylen). Przetwórstwo tworzyw termoplastycznych polega na ogrzaniu ich do stanu plastycznego, odpowiednim ukształtowaniu i następnym ochłodzeniu. Stosuje się prasowanie wtryskowe (do produkcji przedmiotów o dowolnym kształcie), wytłaczanie (do produkcji prętów, rur, kształtowników i płyt, a także powlekania przewodów), kalandrowanie (do produkcji folii), formowanie wtórne (wyginanie, tłoczenie) półwyrobów najczęściej w postaci folii lub płyt. Tworzywa termoplastyczne można spawać, zgrzewać oraz kleić.
Rys.1.Tworzywa termoplastyczne
Do najważniejszych tworzyw termoplastycznych zalicza się polietylen, polipropylen, polistyren, poliamidy, polimetakrylan metylu i polichlorek winylu.
Polietylen
Jest tworzywem elastycznym o dużej odporności na działanie wody i większości czynników chemicznych, odznacza się dobrymi własnościami izolacyjnymi i dużą udarnością. Może być stosowany w zakresie temperatury od -70º do +70ºC. Jest przerabiany za pomocą wytłaczania, formowania wtryskowego i rozdmuchiwania lub prasowania (płyty). Polietylen stosuje się podczas wytwarzania powłok ochronnych oraz do laminowania. Przedmioty ortopedyczne wykonuje się z płyt formowanych na gorąco, po wygrzaniu w suszarce, na pozytywach gipsowych (rozgrzanych) lub na modelach drewnianych, za pomocą kształtowania ręcznego (w rękawicach ochronnych) – obciskania na modelu silnie napiętą elastyczną tkaniną lub metodą próżniową. Z tworzywa tego wytwarza się także folię stosowaną jako opakowania w przemyśle spożywczym, na namioty foliowe w ogrodnictwie, do wykładania zbiorników wodnych itp. Metodą wtryskową wytwarza się z polietylenu artykuły gospodarstwa domowego, części dla przemysłu elektrotechnicznego, skrzynki akumulatorów, opakowania, zabawki i wiele innych drobnych przedmiotów. Polietylen jest stosowany do powlekania przewodów i kabli elektrycznych, zwłaszcza wysokiej częstotliwości oraz kabli telewizyjnych i podmorskich.
Z tworzywa tego produkuje się również rury do zimnej wody i kanalizacyjne oraz dreny, folie z klejem do pokrywania pola operacyjnego, strzykawki, rękawice chirurgiczne, łączniki do drenów itp.
Polipropylen
Jest jednym z najlżejszych tworzyw sztucznych. Może być stosowany w zakresie temperatury od -5º do +100ºC. Przez dodanie etylenu i napełniaczy, jak włókno szklane i azbest, jest odporny również na niższe temperatury. Odznacza się dużą odpornością na działanie czynników chemicznych, dużą udarnością oraz dobrymi własnościami dielektrycznymi. Polipropylen przetwarza się metoda wtryskową i wytłaczania. Jest stosowany do produkcji opakowań farmaceutycznych, pojemników do przechowywania agresywnych chemikaliów oraz elementów aparatury i sprzętu medycznego. Jako tworzywo konstrukcyjne jest stosowany w przemyśle maszynowym i samochodowym na osłony i obudowy. Znajduje również zastosowanie na włókna do produkcji tkanin przemysłowych i odzieży. W technice ortopedycznej znalazł zastosowanie głównie do produkcji niektórych gorsetów i ortez łuskowych.
Polistyren
Jest produktem polimeryzacji styrenu. Odporny na działanie alkoholi, olejów, kwasów, zasad i wody, rozpuszcza się w niektórych węglowodorach i ketonach. Odznacza się dobrą przezroczystością, gładką powierzchnią i można go barwić na dowolne kolory. Jest jednym z najlżejszych tworzyw sztucznych. Może być stosowany w zakresie temperatury od -40º do +75ºC. Jest przetwarzany głównie za pomocą formowania wtryskowego oraz wytłaczania. Istnieje dużo gatunków polistyrenu zarówno niskoudarowego jak i wysokoudarowego. Jest jednym z najlepszych dielektryków i dlatego wykonuje się z niego drobne elementy w przemyśle elektromaszynowym i samochodowym. Jest odporny na działanie kwasów i dlatego nadaje się do wykonywania skrzynek akumulatorowych. W przemyśle motoryzacyjnym z polistyrenu wykonuje się różnego rodzaju gałki, uchwyty, tablice rozdzielcze, kierunkowskazy itp. Tworzywa piankowe produkowane z polistyrenu stosuje się jako izolatory termiczne w budowie samochodów – chłodni. Z polistyrenu produkuje się również folię używaną między innymi do pakowania produktów spożywczych z wyjątkiem tłuszczy i alkoholi. Z polistyrenu wytwarza się bardzo dużo przedmiotów użytkowych, jak np. zabawki, płytki ścienne, galanterię łazienkową, talerze, tacki obudowy aparatów telefonicznych. Ma również duże zastosowanie w przemyśle maszynowym, elektromaszynowym i radiowo-telewizyjnym jako tworzywo konstrukcyjne do wytwarzania drobnych części odbiorników radiowych i telewizyjnych, osłony silników elektrycznych itd. Wadami polistyrenu są: mała odporność cieplna, kruchość, mała udarność i twardość powierzchniowa oraz palność.
Poliamidy
Są częściowo krystalicznymi liniowymi produktami polikondensacji, w których występuje grupa amidowa. Są odporne na działanie wielu rozpuszczalników organicznych, olejów
i tłuszczów, nie są odporne na działanie kwasów i zasad. Odznaczają się dobrymi własnościami mechanicznymi, dużą twardością, odpornością na ścieranie oraz dużą udarnością. Nie wykazują toksycznego działania ani własności elektrostatycznych, mają mały współczynnik tarcia. Zakres temperatury użytkowania wynosi od -40º do +100ºC. Są przetwarzane za pomocą formowania wtryskowego, wytłaczania, nakładania powłok i wytwarzania włókien. Poliamidy są wytwarzane w postaci różnie barwionych tłoczyw do wtrysku, folii, włókien, żyłek, bloków do obróbki mechanicznej oraz proszku do pokrywania metali przez natrysk płomieniowy.
Poliamidy znalazły zastosowanie w przemyśle włókienniczym i maszynowym. Ponad połowa produkcji światowej poliamidów jest przeznaczona na wytwarzanie włókien, a następnie tkanin z tych włókien (nylon, steelon, perlon). Tkaniny poliamidowe znalazły duże zastosowanie szczególnie na tzw. kordy do opon samochodowych oraz na taśmy w przenośnikach taśmowych, na tkaniny do filtrowania cieczy, nierozciągliwe pasy transmisyjne oraz jako tworzywa nietoksyczne w przemyśle chemicznym i spożywczym. Włókna poliamidowe są używane do wyrobu obić i pokryć tapicerskich oraz pasów bezpieczeństwa w samochodach. Poliamidy stosuje się także do wyrobu łożysk ślizgowych, których zaletami są: duża trwałość, mały współczynnik tarcia, mała ścieralność, dobre tłumienie drgań, cicha praca, sprężystość, odporność na czynniki chemiczne i niski koszt produkcji. W przemyśle motoryzacyjnym z poliamidów wykonuje się tulejki zwrotnic, gniazda kuliste drążków kierowniczych, tulejki wieszaków resorów, pływaki gaźników itp. Poliamidy znalazły szerokie zastosowanie do produkcji kół zębatych. Z poliamidów wykonuje się również zbiorniki paliwa, kanistry oraz folie. W medycynie znalazły zastosowanie do produkcji strzykawek, różnych łączników a w technice ortopedycznej do wyrobu części kul i lasek. Stosuje się także poliamidy ciekłe w postaci roztworów głownie do wykonywania przedmiotów laminowanych o konstrukcji skorupowej.
Polimetkrylan metylu (szkło organiczne)
Tworzywo akrylowe (żywice akrylowe) znane także pod nazwą Plexiglasu, Perspexu itd., jest doskonale przezroczystym tworzywem, który łatwo daje się kształtować, polerować i obrabiać mechanicznie. Jest odporny na działanie światła, wody, rozcieńczonych kwasów i zasad, alkoholu 40%, terpentyny, benzyny, olejów mineralnych, natomiast rozpuszcza się w większości rozpuszczalników organicznych. Wytwarzany w postaci płyt, bloków prętów i rur znalazł szerokie zastosowanie na szyby lotnicze i samochodowe, soczewki, szkiełka zegarkowe i odblaskowe, reflektory, artykuły gospodarstwa domowego, elementy maszyn biurowych i instrumentów muzycznych, elementy dekoracyjne itd. Szkło organiczne stosuje się na szyby, szczególnie wtedy, gdy jest wymagana duża krzywizna lub skomplikowane kształty. Szyby te przepuszczają promienie nadfiołkowe i dlatego są często używane w autobusach turystycznych. Z zabarwionych płyt szkła organicznego produkuje się szyby przeciwodblaskowe. Szkło organiczne jest używane do produkcji szyb bezpiecznych warstwowych (laminowanych). Ze szkła organicznego wykonuje się również klosze lamp, szyby przyrządów kontrolnych, klosze świateł sygnalizacyjnych samochodu, elementy aparatury optycznej i chemicznej, szyby aparatów telewizyjnych, szkła zegarków itp. W medycynie znalazł zastosowanie w okulistyce, stomatologii, w technice ortopedycznej do wytwarzania kołnierzy i gorsetów szkieletowych oraz ortez kończyn typu łuskowego.
Polichlorek winylu (PCW)
Jest białym proszkiem o temperaturze mięknięcia 70ºC, odpornym na działanie kwasu solnego, siarkowego i azotowego (rozcieńczonego), rozcieńczonych wodorotlenków sodu i potasu, olejów, wody, amoniaku, alkoholu i benzyny. Ma dobre własności mechaniczne i elektroizolacyjne oraz jest niepalny. W zależności od użytych dodatków rozróżnia się polichlorek winylu twardy, zawierający określone ilości stabilizatorów, środków smarujących i pigmentów, ale nie zawierający zmiękczaczy, i polichlorek winylu miękki, zawierający zmiękczacze, napełniacze, rozcieńczalniki, stabilizatory i pigmenty.
Polichlorek winylu twardy (zwany też winidurem)
Formuje się na gorąco przez wytłaczanie, prasowanie i wtrysk. Półwyroby w postaci płyt, kształtek, prętów, rur, folii i kształtowników odznaczają się dobrymi własnościami wytrzymałościowymi i łatwo poddają się formowaniu na gorąco i obróbce mechanicznej. Można je także spawać i kleić. Z rur są wykonywane rurociągi dla przemysłu chemicznego, instalacje wodociągowe, kanalizacyjne i gazowe, z kształtowników- elementy budowlane
i meblowe, z płyt i folii – zbiorniki, wykładziny chemicznie odporne, wanny elektrolityczne
i do trawienia, materiały biurowe itd., z folii cienkich – opakowania.
Polichlorek winylu miękki
Zależnie od rodzaju i ilości zmiękczacza charakteryzuje się określoną elastycznością, twardością, udarnością i wydłużeniem przy zerwaniu. Formuje się go przez wytłaczanie, prasowanie, kalandrowanie, wtrysk i odlewanie. Można go zgrzewać i kleić. Z miękkiego polichlorku winylu są produkowane węże o średnicy 1÷80 mm, i grubości ścianek 0,3÷10 mm, stosowane w przemyśle chemicznym, spożywczym, elektrotechnicznym, motoryzacyjnym
i w medycynie. Węże o grubości ścianek 0,3÷0,35 mm służą do porcjowanego pakowania benzyny, olejów, środków piorących itd. Kształtowniki o różnych przekrojach i wymiarach stosuje się w budownictwie (poręcze, listwy wykończeniowe, uszczelki okienne),
w przemyśle maszynowym, samochodowym i obuwniczym. Płyty służą do wyrobu uszczelek odpornych na korozję i jako wykładziny wanien galwanicznych, z folii wykonuje się wykładziny dachowe i uszczelnienia budowlane, odzież ochronną, płaszcze przeciwdeszczowe i worki,
z folii wzmacnianych tkaniną siatkową – plandeki, osłony, przenośne nadmuchiwane hale, garaże, cieplarnie, ciężką odzież ochronną, z folii przezroczystych – odzież, opakowania, pokrowce, osłony, taśmy klejące, izolujące.
Spieniony polichlorek winylu twardy jest trudno palnym materiałem dźwiękochłonnym, stosowanym na izolację w budownictwie oraz jako materiał konstrukcyjny w budownictwie łodzi ratunkowych i sportowych, w przemyśle lotniczymi motoryzacyjnym.
Spieniony polichlorek winylu miękki jest materiałem bardzo elastycznym, tłumiącym drgania. Stosowany jest jako folia odzieżowa, maty izolacyjne, do wyrobu hełmów ochronnych oraz jako materiał tapicerski w meblarstwie i motoryzacji.
W technice ortopedycznej produkuje się z tworzyw winylowych lejki, elementy nośne protez, aparaty ortopedyczne, rękawice kosmetyczne, ręce protezowe, wkładki ortopedyczne, pokrycia ciałopodobne protez, epitety.
Elastomery
Tworzywa polimeryczne charakteryzujące się zdolnością prawie natychmiastowego powrotu po dużym odkształceniu do postaci pierwotnej ( w temperaturze otoczenia) to wszystkie kauczuki, zarówno naturalny, jak i syntetyczne.
Kauczuk naturalny
Jest produktem roślinnym, otrzymywanym głównie z lateksu drzew kauczukowych rosnących w klimacie tropikalnym, a także z niektórych roślin występujących w klimacie umiarkowanym. Lateks, czyli sok drzew kauczukowych wyglądem przypominający mleko, jest wodną emulsją cząsteczek kauczuku.
Z lateksu drzew plantacyjnych wyrabia się dwa rodzaje kauczuku o nazwach handlowych smoked sheet (kauczuk wędzony) i pale crepe (jasna krepa). Oprócz tego z odpadów produkcyjnych krepy jasnej produkuje się różne odmiany tzw. krepy brunatnej. Kauczuki wyrabia się również z lateksu drzew dzikich. Kauczuk otrzymuje się w wyniku koagulacji lateksu za pomocą kwasu mrówkowego lub octowego. Przed koagulacją lateks poddaje się filtracji i rozcieńczeniu woda do stężenia 15÷17 % suchej substancji w przypadku kauczuku wędzonego i do 20 % - w przypadku krepy. Koagulat po przemyciu wodą poddaje się suszeniu, a odmianę smoked sheet jednoczesnemu wędzeniu do uzyskania złotawo-bursztynowego koloru. Poszczególne odmiany kauczuku są dostarczane w postaci płyt prasowanych lub pakowanych w bele o masie ok. 100 kg. Odmiana SMR jest produkowana wg najnowszej technologii w postaci okruchów lub granulek, prasowanych w bloki o masie 32÷36 kg.
Kauczuki syntetyczne
Są to materiały otrzymywane przez polimeryzację związków organicznych, wykazujące cechy fizyczne kauczuku, mogące natomiast różnić się od niego pod względem chemicznym. Ogólnie dzielą się na dienowe i niedienowe.
Do najczęściej stosowanych kauczuków syntetycznych należą:
Kauczuki butadienowe charakteryzujące się bardzo dobrą odpornością na ścieranie
i powstawanie spękań, bardzo dobrą elastycznością w szerokim zakresie temperatur, dobrymi, dobrymi własnościami dynamicznymi i niezłą odpornością na starzenie. Stosowane głównie w przemyśle oponowym, ale również na taśmy przenośnikowe, izolacje, kable i artykuły stosowane w obniżonej temperaturze.
Kauczuki butadienowo – akrylonitrylowe odporne na działanie olejów i materiałów pędnych. Stosowane na węże do paliw ciekłych i olejów na uszczelki, wykładziny.
Kauczuki butadienowo – styrenowe wykazujące dużą odporność na ścieranie, na powstawanie spękań, o dobrych własnościach mechanicznych. Są podstawowymi kauczukami syntetycznymi stosowanymi na wielką skalę w produkcji opon, artykułów technicznych, obuwia i innych wyrobów gumowych.
Kauczuki chloroprenowe wulkanizowane tlenkami metali, wykazujące bardzo dobrą odporność chemiczną na oleje i rozpuszczalniki. Niepalne. Stosowane na olejoodporne
i niepalne węże, przenośniki taśmowe pracujące w wyższych temperaturach, wykładziny.
Kauczuki izoprenowe czyli tzw. syntetyczne kauczuki naturalne, o budowie cząsteczkowej i własnościach bardzo podobnych do kauczuku naturalnego. Stosowane na opony i różne artykuły techniczne.
Kauczuki butylowe wykazujące po wulkanizacji dobrą odporność chemiczną na działanie środków utleniających, kwasów i zasad, odporność na oddziaływanie podwyższonych temperatur, ozonu i wody, małą przepuszczalność gazów i par. Stosowane głównie na dętki rowerowe, motocyklowe i samochodowe, na artykuły techniczne dla motoryzacji, płyty wykładzinowe, amortyzatory, węże do pary i gorących cieczy, taśmy przenośnikowe, kleje, tkaniny gumowane, okrycia ochronne.
Kauczuki akrylowe wykazujące bardzo dobrą odporność na działanie wyższych temperatur oraz chemiczne działanie smarów i olejów, odporność na starzenie pod wpływem tlenu
i ozonu oraz wytrzymałość na wielokrotne zginanie. Stosowane głównie dla przemysłu samochodowego.
Kauczuki wielosiarczkowe (tiokole) odznaczające się doskonałą odpornością na działanie olejów i rozpuszczalników, małą przepuszczalnością gazów oraz odpornością na starzenie atmosferyczne, ozon i światło. Wydzielają nieprzyjemny zapach, są mało odporne na działanie wyższych temperatur, a także mają niskie własności mechaniczne. Zależnie od masy cząsteczkowej i budowy chemicznej tiokole mają postać ciekłą lub stałą. Tiokole stałe są stosowane na uszczelki odporne na benzynę, węże do paliw i farb, membrany do gazomierzy, wałki poligraficzne, opony kablowe. Tiokole ciekłe są stosowane do wyrobu kitów i mas uszczelniających dla lotnictwa, przemysłu okrętowego, samochodowego
i budownictwa.
Kauczuki silikonowe charakteryzujące się bardzo dobrą odpornością na wysoką temperaturę w środowisku suchego powietrza, odpornością na niską temperaturę, dobrymi własnościami elektroizolacyjnymi w podwyższonej temperaturze, odpornością na starzenie pod wpływem światła, tlenu, ozonu, dobrą odpornością chemiczną na działanie wodnych roztworów kwasów, zasad i soli. Stosowane w lotnictwie, kosmonautyce i technice rakietowej, elektrotechnice, w przemyśle maszynowym i samochodowym.
Kauczuki fluorowe wykazujące doskonałą odporność na działanie kwasów utleniających, węglowodorów aromatycznych, olejów technicznych, cieczy hydraulicznych, bardzo dobrą odpornością na wysoką temperaturę, dobre własności mechaniczne po wulkanizacji, małą przepuszczalność gazów oraz niepalność. Stosowane w lotnictwie, technice kosmicznej oraz w przemyśle samochodowym i chemicznym.
Silikony
To grupa polimerów otrzymywanych w reakcjach polikondensacji. Jest to obszerna grupa związków, których wspólną cechą jest łańcuch utworzony z połączonych ze sobą na przemian atomów tlenu i krzemu, przy czym z atomami krzemu związane są po dwie grupy alkilowe lub arylowe. Taki łańcuch nosi nazwę łańcucha, polisiloksanowego. W zależności od rodzaju grup oraz długości łańcucha polsiloksanowego silikony są oleistymi cieczami lub elastycznymi ciałami stałymi, o właściwościach podobnych do kauczuku. Charakteryzują się bardzo wysoką odpornością termiczną oraz chemiczną, a także dużą stałością właściwości fizycznych przy zmianach temperatury. Największe znaczenie praktyczne spośród wielkocząsteczkowych związków krzemoorganicznych mają polisiloksany. W zależności od warunków prowadzenia hydrolizy i polikondensacji można otrzymać polsiloksany o różnych właściwościach i różnym przeznaczeniu. Najczęściej otrzymuje się oleje silikonowe, smary, kauczuki i żywice.
Oleje silikonowe dzięki swoim cennym i specyficznym właściwościom znalazły zastosowanie w wielu różnych dziedzinach gospodarki, a w szczególności jako oleje hydrauliczne najwyższej klasy, oleje smarne w urządzeniach precyzyjnych, media grzewcze, oleje do pomp dyfuzyjnych, ciekłe dielektryki, środki przeciwprzyczepne i do hydrofobizacji, jako dodatki do farb, emalii, lakierów, past, maści i kosmetyków.
Kauczuki silikonowe stosowane są do wyrobu uszczelek, materiałów elastycznych pracujących w wysokich temperaturach, a także popularnych obecnie mas uszczelniających i kitów. W technice ortopedycznej znalazły zastosowanie di wykonywania epitet sutka.
Żywice silikonowe mają zastosowanie jako termoutwardzalne żywice lakiernicze, do laminatów, jako tłoczywa oraz do hydrofobizacji.
Większość tworzyw silikonowych stanowi odmiany zupełnie nietoksyczne i obojętne względem tkanek żywego organizmu.
Pytania sprawdzające
Co to są tworzywa termoplastyczne?
Jak powstają tworzywa termoplastyczne?
Jakie tworzywa zaliczane są do tej grupy tworzyw?
Czym charakteryzują się tworzywa termoplastyczne?
gdzie znalazły zastosowanie tworzywa termoplastyczne?
Co to są elastomery i gdzie znalazły zastosowanie?
Jakie kauczuki wyróżniamy i gdzie znalazły zastosowanie?
Czym charakteryzują się najczęściej stosowane kauczuki syntetyczne?
Czym charakteryzują się silikony?
Jakie zastosowanie mają silikony?.
Żywice syntetyczne
Żywice utwardzalne (duroplasty) cechuje przestrzennie usieciowana budowa, tworząca się pod wpływem podwyższonej temperatury (tworzywa termoutwardzalne) lub czynników chemicznych (tworzywa chemoutwardzalne). W związku z tym cechuje je sztywność stabilność wymiarowa, nierozpuszczalność i nietopliwość oraz doskonałe własności elektroizolacyjne. Główną ich wadą jest kruchość (zmniejsza się ją przez stosowanie napełniaczy i nośników)
i niemożność powtórnego formowania.
Duroplasty stosuje się w postaci mieszanek do tłoczenia, laminatów, tworzyw piankowych, tworzyw wzmacniających, żywic technicznych, klejów, lakierów.
Do najważniejszych duroplastów należą: fenoplasty, aminoplasty, polimery ninasycone, żywice epoksydowe i niektóre żywice silikonowe.
Fenoplasty
Są tworzywami termoutwardzalnymi na podstawie żywic fenolowoformaldehydowych, otrzymywanych w wyniku polkondensacji fenoli z formaldehydem. Własności żywic zmieniają się w szerokich granicach, zależnie od stosunku ilości reagentów, środków modyfikujących, katalizatorów, stopnia odwodnienia. Ogólnie dzielą się na żywice techniczne do wyrobu tłoczyw, żywice lane (na odlewy), kleje, kity i spoiwa, żywice modyfikowane (do wyrobu lakierów i emalii), żywice impregnacyjne (do wyrobu laminatów), tworzywa piankowe. Tłoczywa fenolowe charakteryzują się łatwością przetwórstwa, dobrymi własnościami mechanicznymi i termicznymi wyrobów oraz stosunkowo niską ceną. Własności i zastosowanie poszczególnych tłoczyw wynikają z użytej żywicy i napełniacza. Żywice napełniane mączką drzewną są używane do wyrobów powszechnego użytku, części elektrotechnicznych, obudowy aparatów radiowych, telefonicznych, elektrycznych, fotograficznych oraz mniej odpowiedzialne części maszyn. Z tłoczyw zawierających azbest lub azbest i opiłki metalowe wykonuje się okładziny cierne hamulców i sprzęgieł. Żywice fenolowe lane służą do wyrobu galanterii, uchwytów narzędzi, wzorników, form itd. Laminaty stosowane są na części elektrotechniczne i części maszyn. Piankowe tworzywa fenolowe są stosowane na izolacje cieplne i akustyczne, opakowania oraz elementy dekoracyjne.
Aminoplasty
Są tworzywami termoutwardzalnymi na podstawie żywic mocznikowych i melaminowych, otrzymywanych w wyniku polikondensacji związków aminowych z formaldehydem. Wyroby z nich cechuje twardość, sztywność, odporność na działanie wody i rozpuszczalników, odporność cieplna, bezwonność i bezbarwność, możliwość dowolnego barwienia. Stosowane są w postaci tłoczyw, laminatów, tworzyw piankowych, klejów do drewna, wyrobów lakierniczych i żywic technicznych do uszlachetniania w papiernictwie, włókiennictwie i garbarstwie. Tłoczywa aminowe wytwarza się z żywic melaminowych i melaminowych modyfikowanych poliamidem. Jako napełniacze stosuje się bieloną celulozę papierniczą lub włókno szklane.
Laminaty aminowe wytwarza się z żywic melaminowych na nośniku papierowym. Cechuje je gładka, błyszcząca powierzchnia, odporna na zarysowania, działanie wielu czynników chemicznych i przedmiotów nagrzanych do 150ºC. Jako tworzywa dekoracyjne znajdują szerokie zastosowanie na wykładziny ścienne i meblowe. Można je kleić klejami mocznikowymi utwardzalnymi na zimno lub neoprenowymi. Płyty grawerskie stosuje się m.in. na tabliczki znamionowe.
Z żywic melaminowych produkowane są również laminaty na nośniku z włókien szklanych, stosowane na elementy elektroizolacyjne i konstrukcyjne w urządzeniach elektrycznych narażonych na wilgoć. Z żywic mocznikowych są produkowane tworzywa piankowe charakteryzujące się bardzo małą gęstością, małą przewodnością cieplną i niepalnością, a stosowane jako materiał termoizolacyjny i dźwiękochłonny.
Żywice poliestrowe nienasycone
Tworzywa chemoutwardzalne, przed utwardzeniem w postaci gęstego, żółtawego syropu, utwardzające się w temperaturze otoczenia po dodaniu inicjatorów (nadtlenek benzoilu, nadtlenek heksanonu) w ilości ok. 4% i aktywatora (naftenian kobaltu) w ilości 0,4%.
Zależnie od budowy wyjściowej żywicy i metody jej utwardzenia końcowy produkt może być elastyczny lub twardy i kruchy.
Żywice poliestrowe cechuje duży skurcz przy utwardzaniu (6÷8%). Można go zmniejszyć stosując napełniacze w postaci koalinu, mączki kwarcowej itd. Stosuje się je jako lane (do zalewania elementów aparatury elektrotechnicznej i radiowej oraz do konserwacji preparatów biologicznych i medycznych), lakiernicze i do wytwarzania laminatów na nośniku szklanym. Laminaty poliestrowe używane są jako materiały konstrukcyjne do budowy łodzi, jachtów, nadwozi samochodowych, w budownictwie, na zbiorniki do benzyny i chemikaliów.
Żywice epoksydowe
To tworzywa chemoutwardzalne na zimno lub na gorąco, w zależności od użytego utwardzacza. Żywice epoksydowe cechuje doskonała przyczepność do wszystkich prawie tworzyw, a zwłaszcza do metali, dobre własności mechaniczne i elektryczne, odporność na działanie czynników atmosferycznych i chemicznych, mała nasiąkalność wodą. Można je stosować z napełniaczami lub bez napełniaczy.
Żywice epoksydowe są stosowane w postaci lanej (elementy urządzeń chemicznych i elektrotechnicznych), laminatów na nośniku z włókien szklanych (zbiorniki, łodzie, karoserie samochodowe, elementy szybowców), klejów do metali i lakierów izolacyjnych
i antykorozyjnych.
Żywice silikonowe
Wielkocząsteczkowe związki krzemu, pośrednie między substancjami organicznymi
i nieorganicznymi o bardzo zróżnicowanych własnościach (elastyczne, twarde i bardzo twarde), stosowane w postaci tłoczyw (na kształtki elektroizolacyjne), laminatów na nośniku z włókien szklanych lub azbestowych (elementy transformatorów i maszyn elektrycznych) oraz lakierów.
Identyfikacja tworzyw sztucznych
Badania identyfikacyjne przeprowadza się celem rozpoznania i sklasyfikowania nieznanego tworzywa sztucznego. Najczęściej identyfikacja ta opiera się na wyglądzie zewnętrznym próbki. Niektóre tworzywa sztuczne można jednoznacznie identyfikować już za pomocą bardzo prostych obserwacji (na przykład celuloid potarty ręka lub o ubranie wydziela charakterystyczny zapach kamfory, natomiast wyroby z polistyrenu rzucone na płytę stołu dają brzęczący odgłos szklano-metaliczny, podczas gdy inne tworzywa dają odgłos głuchy). Aby szybko przeprowadzić rozpoznanie tworzywa, poszczególne badania powinny być ujęte w pewien konsekwentny system.
Metody rozpoznawania tworzyw sztucznych.
1. Określenie wyglądu zewnętrznego próbki i porównanie jej z wzorcami tworzyw sztucznych już zidentyfikowanych.
Przy oględzinach określa się następujące cechy:
przezroczystość, przeświecanie lub barwa (przykładowo niektóre tworzywa nie występują np. nigdy w barwach jasnych, część tworzyw jest przezroczysta, inne są tylko przeświecające),
dźwięk, jaki wydaje próbka po rzuceniu jej na blat stołu z pewnej wysokości
(np. polistyren daje prawie metaliczny odgłos, natomiast polietylen i polipropylen odgłos głuchy),
gładkość powierzchni (niektóre tworzywa, np. polietylen, mają powierzchnię, która przypomina w dotyku parafinę, a np. polistyren ma powierzchnię błyszczącą, gładką i twardą)
W tabeli 2 podano przykłady rozpoznawania tworzyw sztucznych na podstawie wyglądu i własności zewnętrznych.
2. Badania identyfikacyjne na podstawie rozkładu termicznego.
Badanie polega na spaleniu rozdrobnionego tworzywa w płomieniu palnika i obserwacji zjawisk zachodzących w trakcie kontaktu z płomieniem. Następnie wyjmuje się próbkę z płomienia i obserwuje dalej. Jeżeli próbka pali się, należy płomień zdmuchnąć, po czym obserwować powstające dymy i określić ich zapach oraz wygląd popiołu.
Podczas badania należy zwrócić uwagę na następujące zjawiska:
czy tworzywo w ogóle pali się. Czy pali się w płomieniu palnika, a gaśnie po wyciągnięciu,
czy zapalone pali się dalej samo, czy pali się gwałtownie powodując odpryskiwanie, rodzaj płomienia tworzywa (świecący, kopcący), barwę płomienia, układ barwy, iskrzenie w płomieniu itd.
czy tworzywo się topi, czy się topi kropelkami lub ciągnie nitki, czy się zwęgla, czy pęcherzykuje lub rozwarstwia itp.
jaki jest zapach gazów wydzielających się po zagaszeniu płomienia.
3. Zachowanie się tworzywa wobec rozpuszczalników i odczynników chemicznych.
Rozpuszczalność tworzyw sztucznych w rozpuszczalnikach organicznych i w wodzie jest także istotną cechą charakterystyczną ułatwiającą rozpoznanie danego tworzywa. Jednakże ocena rozpuszczalności tworzyw należy do prób uzupełniających wyniki poprzednich badań. Analizę rozpoczyna się od sprawdzenia rozpuszczalności w rozpuszczalnikach, w wodzie oraz w roztworach kwasów i zasad. Wiele rodzajów tworzyw nie rozpuszcza się w pospolitych rozpuszczalnikach Nie ulegają łatwo rozpuszczeniu żywice fenolowe, mocznikowe, formaldehydowe, melaminowo-formaldehydowe, aniltnowo-formaldehydowe, tworzywa ligninowe, a także poliamidy, polietylen i policzterofluoroetylen.
Żywice fenolowe w słabym stopniu rozpuszcza stopiony α-naftol lub β-naftol oraz rezorcyna.
Poliamidy rozpuszczają się w krezolu i 60% kwasie solnym Z niewielkimi wyjątkami (takimi, jak kwas poliakrylowy, alkohol poliwinylowy, eter poliwinylowo-metylowy i metyloceluloża) polimery nie rozpuszczają się w wodzie. Pozwala to często zaszeregować tworzywo do właściwej grupy polimerów. Badając próbkę w rozpuszczalniku obserwuje się jej zachowanie (pęcznienie, żelowanie, rozpuszczanie) na zimno i gorąco. Tworzywa, które będą się rozpuszczały, powodują zmętnienie i zmianę gęstości. W wyniku częściowego rozpuszczania nastąpić może zmiana postaci tworzywa, wyglądu (powierzchnia staje się lepka, matowa), przyrost objętości. Uwzględnia się zachowanie próbki tworzywa podczas zmydlania w stężonym roztworze wodorotlenku sodowego lub w 30% kwasie siarkowym Badanie wykonuje się analogicznie do prób rozpuszczania.
4. Gazy, które powstają, zbiera się w wodzie i sprawdza się ich odczyn. Na podstawie reakcji barwnych klasyfikuje się tworzywa do następujących grup:
a - odczyn kwaśny, obecność chloru: polichlorek winylu i jego kopolimery, polichlorek winylidenu, chtorokauczuk, policzterofluoroetylen, chloropren
b - odczyn kwaśny, zapach octu: polioctan winylu, octan celulozy,
c - odczyn alkaliczny: aminoplasty,
d - odczyn obojętny, zapach formaldehydu: poliformaldehyd.
Obecność charakterystycznych grup anionowych lub pojedynczych anionów w tworzywie pozwala podzielić je na następujące grupy:
a - obecność azotu i brak chloru: azotan celulozy, aminoplasty, poliamidy, poliakrylonitryl.
b - obecność azotu, siarki i fosforu: galalit,
c - obecność chloru i brak azotu: polichlorek winylu, polichlorek winylidenu,
chlorokauczuk, chlorowany poliester,
d - obecność siarki: silikony
Jeżeli powyższe metody identyfikacji tworzyw sztucznych są niewystarczające i zachodzi konieczność poznania struktury oraz budowy wewnętrznej tworzywa, reakcji zachodzących
w polimerze, oceny stopnia krystaliczności polimeru, określenia udziału poszczególnych tworzyw w kopolimerze itp. to konieczne staje się zastosowań te innych metod badań.
Tabela 2. Rozróżnianie tworzyw sztucznych na podstawie wyglądu i własności zewnętrznych.
Lp. | Postać, wygląd i własności zewnętrzne tworzywa |
Tworzywo lub grupa tworzyw |
---|---|---|
1. | Tworzywo przezroczyste, bezbarwne lub zabarwione | może być: polistyren (kształtki małe), polimetakrylan metylu (kształtki, płyty, bloki), celuloza regenerowana (folie, włókna), octan celulozy (folie, cienkie płyty, włókna , kształtki), poliwęglany (płyty, kształtki), polichlorek winylu suspensyjny (folie, profile i rurki wytłaczane), polietylen (tylko bardzo cienkie folie), wyjątkowo poliamidy i nienapełnione aminoplasty |
2. | Tworzywo przeświecające, ale nie całkowicie przezroczyste | może być: jak w poz. 1, ale wypełnione albo polietylen i polipropylen (folie – kształtki wtryskowe, profile i rurki wytłaczane, granulaty wtryskowe), aminoplasty ( w cienkich warstwach) napełnione celulozą |
3. | Termoutwardzalne wypraski lub tłoczywa o jasnych, czystych barwach | mogą być: aminoplasty nie mogą być: fenoplasty |
4. | Folie | może być: celuloza regenerowana (celofan, tomofan), polietylen, polichlorek winylu zmiękczony lub folie sztywne z polichlorku niezmiękczonego; rzadziej poliamidy, octan celulozy, polistyren, poliwęglany nie mogą być: żadne tworzywa usieciowane, jak fenoplasty i aminoplasty |
5. | Włókna | może być: celuloza regenerowana, poliamidy, octan celulozy, sztuczna wełna (lanital), poliestry liniowe nie mogą być: jak w pozycji 4 |
6. | Pianki (poroplasty) a) sztywne nietermoplastyczne |
mogą być: fenoplasty (barwa ciemna: brunatno-różowa, brązowa..) aminoplasty (barwa jasna, przeważnie biała); usieciowane poliuretany (barwa jasna lub dowolna), celuloza regenerowana (niezupełnie sztywna, nietermoplastyczna, po zwilżeniu wodą znacznie wiotczeje) |
b) elastyczne termoplastyczne | może być: spieniony (ekspandowany) polichlorek winylu (nieplastyfikowany lub uplastyczniony, barwa biała, kremowa lub szaro-żółta), poliuretany (białe, przeświecające lub o barwie dowolnej), polistyren (śnieżno-biały) | |
7. | Profile miękkie, rurki, żyłki | może być: zmiękczony polichlorek winylu (barwy różne – od białej do czarnej), polietylen, polipropylen, teflon (mają barwę mleczną lub przeświecającą), rzadziej poliamidy (żyłki bezbarwne, mleczne, przeświecające lub różnobarwne), azotan-, octan- i octanomaślan celulozy (mogą mieć barwę różną) nie moga być: wszystkie tworzywa termo- i chemoutwardzalne |
8. | Profile sztywne, rury (długie, wytłaczane) | może być: nieplastifikowany polichlorek winylu, tzw. winidur (barwa na ogół czerwona, czerwonobrunatna, brązowa lub popielata) nie mogą być: wszystkie tworzywa termo- i chemoutwardzalne oraz tworzywa wybitnie plastyczne |
9. | Armatura sanitarna (wodno – kanalizacyjna) |
mogą być: poliamidy (na ogół barwy szaro-kremowej, przeświecającej w cienkich warstwach), nieplastifikowany polichlorek winylu (przeważnie barwy czerwonej), używany głównie jako armatura chemoodporna |
10. | Laminaty z nośnikiem papierowym (płyty) lub tekstylnym (płyty albo krótkie rury) lub elementy wykrawane z płyt, barwa żółtobrunatna do brązowej | mogą być: fenoplasty, niekiedy wypraski z tworzyw fenolowych skrawkowych (duże skrawki tekstylne np. bawełniane, przypominające strukturą laminaty) |
11. | Laminaty dekoracyjne o barwach żywych lub wzorzyste | mogą być: aminoplasty (mogą mieć wewnątrz ciemniejszy rdzeń z laminatu fenoloformaldehydowego, z płyty pilśniowej, paździerzowej itp.) nie mogą być: fenoplasty i inne tworzywa |
12. | Laminaty zbrojone mata lub tkaniną szklaną |
mogą być: laminaty epoksydowo - lub poliestrowo - szklane nie barwione, barwy żółtej lub barwione na różne kolory, na ogół przeświecające – często płyty faliste w cienkich warstwach, pod światło widoczna struktura nośnika |
13. | Kity chemoodporne napełnione | mogą być: żywice fenolowo-formaldehydowe, poliestrowe, rzadziej: furanowe i poliuretanowe |
14. | Żywice ciekłe lub stałe a) barwy żółtawej (nienapełnione) |
mogą być: żywice fenolowe lane (stałe), żywice poliestrowe i epoksydowe (ciekłe i nieutwardzone lub stałe utwardzone – niektóre żywice epoksydowe-nieutwardzone mogą być stałe, ale termoplastyczne) lub kleje mocznikowe (bezbarwne, przeważnie w roztworze, czasem białe proszki rozpuszczalne w wodzie, mają wyraźny zapach formaliny); ciekłe żywice poliestrowe – zapach styrenu, fenolowe – zapach fenolu, żywice fenolowe (przeważnie rezolowe) – zapach fenolu |
b) ciemne (nienapełnione) | ||
16. | Płyty bezbarwne i przezroczyste o dużej grubości, grube odlewy | może być: polimetakrylan metylu |
17. | Odlewy grube o wadze do kilku kilogramów: a) w cienkich warstwach przezroczyste, ale żółtawe |
mogą być: nienapełnione odlewy żywic poliestrowych i epoksydowych |
b) nieprzezroczyste | mogą być: jak w poz. 17a, ale napełnione oraz poliamidy formowane przetłoczenie pod ciśnieniem nie mogą być: wypraski z tłoczyw (fenoplasty, aminoplasty), wypraski termoplastyczne otrzymywane wtryskowo (rzadko przekraczają masę 0,5 kg) |
|
18. | Granulaty wtryskowe a) różne |
może być: polistyren, polietylen, polipropylen, poliamidy, octan celulozy, octanomaślan celulozy |
b) bezbarwne, ale przeświecające (mleczne) |
polietylen, polipropylen, poliamidy | |
c) jak w poz. b, lecz w dotyku przypominające parafinę | polietylen lub polipropylen (pływają w wodzie) |
Pytania sprawdzające
Co to są duroplasty i czym się charakteryzują?
W jakiej postaci stosowane są duroplasty?
Czym charakteryzują się najczęściej stosowane duroplasty termoutwardzalne?
Czym charakteryzują się najczęściej stosowane duroplasty chemoutwardzalne?
Wykonywanie laminatów.
Specyficzną grupą tworzyw sztucznych są laminaty. Otrzymuje się je w ten sposób, że nasyca się półpłynnym polimerem o małej masie cząsteczkowej (żywicą) odpowiednie materiały (najczęściej tkaniny, papier, włókna szklane itd.), nadające tworzywu wytrzymałość mechaniczną i prowadzi polimeryzację lub polikondensację dalej, aż do otrzymania wielkocząsteczkowego polimeru o pożądanych cechach użytkowych. Często wykorzystuje się tu także procesy sieciowania polimerów łańcuchowych.
Laminaty to tworzywa warstwowe, składające się z szeregu warstw zbrojeniowych przesyconych żywicą, zapewniającą po utwardzeniu sztywność i zdolność zachowania kształtu, gdy wewnętrzne warstwy stanowią szkielet wytrzymałościowy.
Wykonuje się je na pozytywach gipsowych, wykruszanych po utwardzeniu z wnętrza laminatu lub na wieloczęściowych modelach trwałych, usuwanych fragmentami od środka po ukończeniu żelowania, impregnowanych od zewnątrz warstwą folii z polichlorku winylu lub powłoką lakierniczą. Nałożone następnie na pozytyw lub model warstwy dzianiny ortopedycznej i tkaniny szklanej nasyca się żywicą metodą otwartą, za pomocą pędzla bądź rozprowadzając ręcznie z obciśnięciem obwojami opaski z folii, bądź też w podciśnieniu w hermetycznej komorze foliowej podłączonej do aparatury próżniowej.
Podstawowe wyposażenie stanowiska roboczego stanowią:
stół warsztatowy z urządzeniem wyciągowym i aparaturą próżniową, składającą się z komory próżniowej z kilkoma końcówkami i pompy próżniowej,
waga laboratoryjna,
regał na żywice i substancje pomocnicze oraz drobniejsze wyposażenie,
stół do rozkroju folii,
zgrzewarka do folii lub żelazko,
nagrzewnica lub pistolet grzejny,
wsporniki do osadzenia wałków folii,
suszarka i wiele drobniejszego wyposażenia.
Należy zwracać uwagę na zapewnienie dobrej wentylacji pomieszczenia. Przystępując do wykonywania laminatów w podciśnieniu należy przygotować rękawy z folii (PCW lub PAW) grubości 0,08 ÷ 0,12 mm, skrojonej stosownie do potrzeb i zgrzewanej brzeżnie na zakładkę szerokości 10 ÷ 20 mm, za pomocą zgrzewarki lub żelazka z termostatem nastawionym na pozycję „bawełna”. Rękawy foliowe muszą wystawać 150 ÷ 200 mm poza oba końce pozytywu.
Rękaw wewnętrzny – impregnujący – naciąga się po wytalkowanej powierzchni pozytywu, łącząc obciąganie wzdłużne z wtłaczaniem powietrza z górnej części zaciśniętego rękawa pod folię, co ułatwia procedurę.
Po naciągnięciu rękawa domasowuje się go ściśle do powierzchni pozytywu, wygładzając wszelkie fałdy za pomocą nagrzewnicy lub pistoletu grzejnego, poczym zawiązuje się ściśle na szczycie pozytywu i wokół próżniowej rury ssącej.
Nierówności fałd i węzła szczytowego można uniknąć, stosując pokrycie dwuczęściowe płatem folii, zgrzewanego strumieniem gorącego powietrza z brzegiem nałożonego wcześniej czepca z folii, co zapewnia gładkość zakończenia.
W przypadku dużej złożoności kształtów pozytywu, utrudniającej nałożenie rękawa, można stosować płynną folię z roztworu polialkoholu winylowego, z którego po odparowaniu rozpuszczalnika pozostaje powłoka ochronna impregnująca powierzchnię gipsową.
Skład takiego roztworu może być bardzo różny: od 5 części wagowych granulowanego polialkoholu winylowego, 50 części wagowych spirytusu etylowego i tyluż części wagowych wody do 50 części wagowych PAW, tyluż części spirytusu i 20 – 30 części wagowych wody. Użycie spirytusu denaturowanego, zabarwiającego roztwór na niebiesko, pozwala uniknąć przypadkowych przerw w powłoce ochronnej.
Niektórzy stosują impregnowanie pozytywów pastą ze zwykłego mydła o konsystencji wazeliny, nakładaną ręcznie na powierzchnię gipsu.
Warstwy zbrojeniowe laminatu stanowią: dzianina ortopedyczna w postaci węża o różnych średnicach ( od 60 do 300 mm), produkowana w metrach bieżących z przędzy bawełnianej, oraz tkanina lub mata szklana, a nawet wata bawełniana i filc. Nakłada się je warstwami, zwykle po 3 – 5 warstw dzianiny, zależnie od jej grubości, rodzaju przedmiotu
i indywidualnych potrzeb. Następnie wzmacnia - zwłaszcza w miejscach silnie obciążanych
2 – 3 warstwami tkaniny szklanej, umieszczonymi między środkowymi warstwami dzianiny.
Tkanina szklana nie może sięgać do brzegów przedmiotu, bo odkryte włókna szklane drażnią i uszkadzają skórę pacjenta. Czasami nie stosuje się jej zupełnie, zastępując o wiele bezpieczniejszą watą. Pierwsza warstwa dzianiny musi pokrywać otwory przepustowe rury ssącej, przecinające ostrymi brzegami nie chronioną folię, co zaburza podciśnienie, utrudniając formowanie laminatu.
Nałożone na pozytyw warstwy zbrojeniowe pokrywa się następnie drugim rękawem folii, otwartym od góry, a zawiązywanym szczelnie na rurze ssącej poniżej otworów przepustowych.
Następnie wlewa się od góry mieszaninę przeznaczoną do żelowania, zawiązuje rękaw nad nią i włącza podciśnienie, ręcznie wyciskając żywicę w dół i rozprowadzając równomiernie za pomocą elastycznego sznura lub gumowej rurki.
Równocześnie ciśnienie atmosferyczne obciska folię, wyrównując grubość ściany
i modelując kształty przyszłego laminatu.
Na zakończenie zawiązuje się rękaw na szczycie pozytywu, odcinając resztę nie rozprowadzonej żywicy i pozostawia całość do ukończenia żelowania.
Czasem wlewa się żywicę przez wprowadzony pod folię dren gumowy zakończony od góry lejkiem, wypełniając rękaw od dołu.
Inną modyfikacją tego postępowania jest laminowanie w zawieszeniu (szczytem pozytywu ku dołowi) z zastosowaniem nakładanego na kończące się u nasady pozytywu warstwy zbrojeniowe szczelnego cylindra próżniowego. Cylinder ten podłączony jest do pompy próżniowej i odsysa nadmiar żywicy wlewanej od góry w rękaw, uszczelniony następnie podwójnymi przewiązaniami na powierzchni cylindra. Żywica, gromadząca się początkowo w dole, przemieszcza się w górę pod wpływem podciśnienia, w czym można dopomóc masowaniem ręcznym.
Podobnymi sposobami laminuje się skorupowe elementy nośne protez, łączące leje protezowe z sąsiednimi zespołami konstrukcyjnymi, na indywidualnie kształtowanych rdzeniach z parafiny, wytapianych następnie przez specjalne otwory po zakończeniu żelowania.
Wykonywanie laminatów mieszanych, z żywic twardych i miękkich, dokonuje się w sposób frakcjonowany. Najpierw wlewa się strumień żywicy miękkiej, rozprowadzanej zwykłym sposobem, a następnie żywicę twardą, zapełniającą pozostałą przestrzeń komory próżniowej rękawa, po czym następuje wspólne żelowanie, dające w wyniku jednolity nierozdzielny laminat ze ścianami o różnej twardości.
Ilość żywicy zużywanej do wykonywania laminatów waha się w dość szerokich granicach, określonych kształtem i wielkością oraz grubością powłoki przedmiotu.
Pytania sprawdzające
Co to są laminaty?
Jak powstają laminaty?
Jakie urządzenia, narzędzia i przybory służą do wykonywania laminatów?
Na czym polega laminowanie?
Zastosowanie tworzyw sztucznych w rozwiązaniach konstrukcyjnych przedmiotów ortopedycznych.
Protezy części twarzy
Ubytki twarzy powodujące znaczne oszpecenie chorego są często przyczyną przygnębienia, urazów i obciążeń psychicznych. Osiągnięcia współczesnej chirurgii wytwórczej umożliwiają odtwarzanie brakujących części twarzy za pomocą zabiegów plastycznych. Jednak w szeregu przypadków zamiast zabiegów chirurgicznych stosuje się odtwarzanie protetyczne.
Polega ono na zastępowaniu brakujących części twarzy (nosa, małżowiny usznej, okolicy oczodołu, policzków) protezami zewnętrznymi.
W odróżnieniu od protez wszczepianych w głąb tkanek w zabiegu operacyjnym protezy zewnętrzne twarzy pokrywają ubytki bez wprowadzenia trzonu protezy pod powłoki ciała. Wskazanie do stosowania protez zewnętrznych twarzy istnieje w przypadkach, gdy chorzy nie mogą być poddani chirurgicznym zabiegom odtwórczym.
Wymagania stawiane materiałom na protezy, a szczególnie ich własnościom fizycznym, chemicznym oraz oddziaływaniu na tkanki, są bardzo duże. Tworzywo, z którego wykonuje
się protezę twarzy powinno mieć następujące cechy (większość tych wymagań odnosi się także do materiałów stosowanych na protezy innych części ciała) :
nie może być toksyczne ani oddziaływać drażniąco na tkanki,
powinno trwale barwić się na kolor skóry oraz podbarwiać już po sporządzeniu protezy,
nie może mieć zapachu,
w pewnym stopniu powinno być przeświecające (na podobieństwo skóry),
ma być zdatne do stosowania zarówno w postaci materiału sztywnego, jak i trwale
miękkiego, elastycznego,
powinno mieć niewielki ciężar właściwy,
musi być trwałe, zachowujące stałość nadanego 'kształtu, odporne na działanie
zwiększonej temperatury, słońca, wody i tłuszczów,
łatwo się zmywać,
nie może wchłaniać wody i flory bakteryjnej,
powinno być złymi przewodnikiem ciepła,
nie może być łatwopalne,
powinno się łatwo poddawać kształtowaniu i obróbce,
nie powinno być kosztowne,
powinno trwale łączyć się mechanicznie z elementami umocowującymi.
Spośród tworzyw sztucznych używanych do wykonywania protez twarzy najszerzej stosowana jest masa akrylowa zarówno sztywna jak i elastyczna. Do wykonywania protez elastycznych używa się także masy składającej się z polichlorku winylu, zmiękczacza oraz stabilizatora (najczęściej stearynian wapnia).
W ostatnich latach do wykonywania protez twarzy stosuje się kauczuki silikonowe (miękkie, elastyczne, łatwo kształtowalne w formach gipsowych). Łatwo można je barwić i są odporne na zabrudzenia.
Tworzywa sztuczne stanowią w różnych swych postaciach korzystny, bardzo potrzebny, a nieraz nieodzowny element wyposażenia medycznego. Szczególne zastosowanie znalazły tworzywa sztuczne do produkcji elementów ortopedycznych.
Piankowe tworzywa sztuczne stanowią idealny materiał na wyroby stanowiące ortopedyczne zaopatrzenie stopy, do których należą: ochraniacze przeciwdociskowe, ochraniacze palucha, podkładki metatarsalne, ochraniacze palców stopy, prostowniki palców młotkowanych, półksiężycowa wkładka podpalcowa, korektor koślawości palucha, elastyczny wzmacniacz dolnego stawu skokowego, fiksator stawów skokowych, fiksator palcowo metatarsalny i wkładki supinacyjno – matatarsalne. Wszystkie te wyroby wytwarzane są bądź ze spienionego lateksu kauczuku naturalnego, bądź z gąbki poliuretanowej.
Zastosowanie tworzyw sztucznych do budowy gorsetów ortopedycznych wpłynęło na znaczne zmniejszenie ich ciężaru, zwiększyło ich estetykę, ułatwiło zachowanie higieny oraz przyczyniło się do zmniejszenia pracochłonności i szybszego wykonania.
Jednym z tworzyw, produkowanych specjalnie do budowy gorsetów, jest porowaty polietylen, ale najczęściej stosowanym materiałem w ich produkcji są lite płyty z polietylenu.
Szczególnie popularny do tego celu jest polietylen o nazwie Ortholen.
Nadaje się on również do sporządzania protez kończyn, wkładek oraz innych przedmiotów zaopatrzenia ortopedycznego.
W celu wykonania pełnego gorsetu używa się również nasyconych tworzywami sztucznymi bandaży, które po zanurzeniu w rozpuszczalniku ulegają zmiękczeniu, a po obandażowaniu pozytywu gipsowego tworzą twardą skorupę. Ponadto przy produkcji gorsetów wykorzystuje się następujące tworzywa; plexidur, laminaty z żywicy epoksydowej lub poliestrowej, plexiglas.
Protezy kończyn górnych wykonuje się z laminatów epoksydowych, poliestrowych, acetylocelulozowych. Zaletą ich jest łatwość formowania, odporność na korozję, dobra wytrzymałość mechaniczna. Jako wypełnienia wzmacniającego używa się tkaniny szklanej, stilonowej i bawełnianej.
Do wytwarzania zewnętrznej powłoki protez kosmetycznych najodpowiedniejszym materiałem jest tworzywo elastyczne, odporne na ścieranie, dające się łatwo formować i barwić na dowolne kolory, m.in.: polichlorek winylu, poliwinylobutyral, żywice poliestrowe, guma z kauczuku naturalnego, kauczuk chloroprenowy, poliuretany otrzymane z poliestrów.
Protezy kończyn dolnych podobnie jak górnych, wykonuje się z laminatów epoksydowych i poliestrowych. Stosuje się również ortholen do wykonywania podudzi, natomiast jako wypełnienie używany jest kauczuk silikonowy. Do produkcji stopy protezowej stosuje się kauczuki chloroprenowe, kopolimery butadienowo – styrenowe, żywicę poliestrową, elastomery poliuretanowe, polichlorek winylu.
Tworzywa sztuczne znalazły także zastosowanie w innych obszarach medycynu np: ortopedii. Przykładem mogą byś tworzywa sztywniejące.
Tworzywami sztywniejącymi nazywamy tworzywa z opasek lub płyt z materiałów włókienniczych, nasyconych półsyntetycznymi lub syntetycznymi związkami wysokopolimerycznymi rozpuszczalnymi w zimnej lub gorącej wodzie bądź w acetonie. Tworzywa te po przejściowym zmiękczeniu ponownie twardnieją, niekiedy nieodwracalnie, tworząc materiały konstrukcyjne.
Szyny i aparaty ustalające wykonane przy użyciu bandaży, tkanin i tworzyw sztucznych można podzielić na cztery typy:
opaski typu Boforsa,
opaski gipsowe modyfikowane tworzywami sztucznymi,
nadmuchiwane łupki z folii lub laminatów foliowych,
aparaty ustalające z laminatów wzmacnianych materiałami włókienniczymi.
Opaski typu Boforsa są to opaski z dzianiny, które po zanurzeniu w rozpuszczalniku organicznym stają się plastyczne, kleiste i w takiej postaci mogą być uformowane na odpowiedni kształt.
Istnieją dwie odmiany bandaży typu Boforsa. Jedną z nich stanowią bandaże z dzianiny bawełnianej (lub z włókna sztucznego) nasyconej emulsją termoplastycznego tworzywa sztucznego, np. polimetakrylanu metylu, polistyrenu, polioctanu winylu, różnych estrów: eterów celulozy, estrów kwasu akrylowego, kopolimerów octanu winylu i kwasu krotonowego i innych tworzyw rozpuszczalnych w łatwo dostępnych lotnych rozpuszczalnikach, np. w octanie etylu lub w acetonie. Tego typu bandaże wyglądem przypominają nieco opaski gipsowe, ponieważ emulsja polimeru jest tylko luźno związana z włóknami dzianiny. Całość sprawia, więc wrażenie bandaża napudrowanego bardzo miałkim proszkiem, pozostającym na rękach i częściowo osypującym się. Opaski takie sporządza się w ten sposób, że przesącza się je wodną dyspersją emulsyjnie polimeryzowanego tworzywa, a następnie odparowuje wodę i suszy. Druga odmiana jest bardziej praktyczna (ze względu na brak osypującego się proszku). Są to bandaże wykonane z dwóch różnego rodzaju włókien: włókna stanowiącego konstrukcyjne wzmocnienie bandaża, nie rozpuszczalnego w rozpuszczalnikach organicznych (bawełnianego, poliamidowego a nawet szklanego) i włókna z rozpuszczalnego tworzywa termoplastycznego, najczęściej z octanu celulozy.
Opatrunki ustalające gipsowe posiadają podstawowe wady jak duży ciężar i trudności
z utrzymaniem ich w czystości; zaletą ich jest łatwość wykonywania przedmiotów ortopedycznych wprost na ciele chorych. Gipsowe opatrunki ortopedyczne muszą być jednak stosunkowo grube.
Ostatnio stosuje się modyfikacje opasek gipsowych w postaci domieszki żywic melaminowo-formaldehydowych, polioctanu winylu lub innych tworzyw sztucznych, które przyspieszają osiągnięcie pełnej wytrzymałości i ogólnie podnoszą wytrzymałość mechaniczną opaski gipsowej.
Nadmuchiwane szyny unieruchamiające z folii są jednym z nowszych rozwiązań w unieruchamianiu kończyn po złamaniach i zranieniach. Łupki takie wykonuje się z podwójnej folii lub laminatu foliowego {np. z poliamidu laminowanego polietylenem) w postaci rękawów włożonych jeden w drugi, zespawanych ze sobą i zaopatrzonych w wentyl. Utworzoną w ten sposób „rurę" z podwójnych ścianek folii napełnia się powietrzem przez wentyl zwrotny, przy czym wewnętrzna „rura" rozdymając się unieruchamia kończynę i działa jednocześnie jako opatrunek uciskowy.
Ciężar takich opatrunków unieruchamiających jest w porównaniu z gipsem znikomo mały, jednakże stosowane mogą być jedynie jako krótkotrwałe unieruchomienie prowizoryczne, transportowe. Całkowite unieruchomienie kończyny uzyskać można przy wytworzeniu dość wysokiego ciśnienia wewnątrz „rury", ale okrężny ucisk kończyny w niedługim czasie powoduje ból wskutek jej niedokrwienia.
Pytania sprawdzające
Jakie cechy powinno mieć tworzywo, z którego wykonuje się protezy?
Jakie tworzywa sztuczne wykorzystuje się do produkcji protez kończyn górnych i dolnych?
Jakie tworzywa sztuczne wykorzystuje się do produkcji ortez?
Jakie tworzywa sztuczne wykorzystuje się do produkcji sprzętu rehabilitacyjnego?
Wytwarzanie elementów przedmiotów ortopedycznych z tworzyw sztucznych
Wkładki ortopedyczne:
Wkładki ortopedyczne do obuwia, w zależności od zadań, jakie mają spełniać, posiadają wielką różnorodność kształtów i własności mechanicznych. Wykonywane są jako wkładki sztywne, półsztywne, elastyczne. Różnorodność ich wynika stąd, że inne wymagania stawiane są wkładkom korekcyjnym specjalnym, które mają kompensować i korygować ciężkie zniekształcenia stopy, inne zaś tym, które mają jedynie stanowić podparcie podeszwy stopy w przypadkach niedomogi sklepień podłużnego lub poprzecznego bądź dawać odciążenie miejsc bolesnych.
Mało, który problem w technice zaopatrzenia ortopedycznego jest przedmiotem tak znacznej różnorodności i rozbieżności poglądów jak problem wkładek ortopedycznych, dlatego też wyczerpujące naświetlenie sprawy nie może być dokonane w tej pracy.
W wykonawstwie wkładek rozróżniać można dwa tryby zaopatrzenia. Pierwszy, to zaopatrzenie indywidualne, pracochłonne, kosztowne, lecz najbardziej komfortowe i jedyne, jeśli chodzi o wkładki specjalne, drugi — to zaopatrzenie standartowe, masowe, polegające na prefabrykowaniu gotowych kształtek, które dobiera się tak, jak gotowe obuwie.
Lekkie metale, skóra, korek, filc — są to materiały ciągle jeszcze szeroko stosowane; w mniejszym zakresie stosowane są tworzywa sztuczne. Do wyrobu wkładek używany jest miedzy innymi kauczuk naturalny, syntetyczny (lateksy), elastomery poliuretanowe, polimetakrylany i inne.
Materiał odpowiedni na wkładki powinien być wytrzymały mechanicznie, nieodkształcalny, elastyczny i higieniczny, a w aspekcie masowego zaopatrzenia mało kosztowny. Czyniono próby użycia winiduru, materiał okazał się jednak mało przydatny z powodu pękania. Podobnie próby wykonywania wkładek sztywnych z laminatów, żywic poliestrowych i epoksydowych wzmacnianych włóknem szklanym nie dały produktu o lepszych własnościach niż wkładki wykonane z duraluminium i to zarówno pod względem pracochłonności wykonania, jak i wartości użytkowej.
Upośledzenie perspiracji stopy jest wadą wielu materiałów tworzywowych, którą próbuje
się zmniejszyć przez wykonywanie konstrukcji siatkowych, ażurowych.
W Niemczech znany jest materiał pod nazwą „sadur", będący produktem kopolimeryzacji
metakrylanu metylu i akrylonitrylu w postaci płyt termoplastycznych o temp. mięknienia
125°C i utrzymujących nadany kształt w temperaturze nie przekraczającej 70°.
Bardzo przydatny jest materiał pod nazwą ortholen (tworzywo polietylenowe), który jest plastyczny w temp. 180°C i który można również wyklepywać na zimno na odpowiednio mocnych kopytach.
Wkładki ortopedyczne mają za zadanie korygować zniekształcenia stopy i przede wszystkim podpierać patologicznie obniżone jej sklepienia podłużne (w osi długiej stopy)
i poprzeczne (w osi poprzecznej przedniej części stopy); są one dobrze tolerowane
i spełniają należycie swoją rolę tylko wówczas, gdy są precyzyjnie indywidualnie domodelowane do każdej stopy. Wszelkie „dobieranie" wkładek spośród gotowych, produkowanych seryjnie, nie daje wyników całkowicie zadowalających.
„Dopasowywanie" przez obróbkę mechaniczną nieznacznie tylko poprawia sytuację i jest bardzo pracochłonne, jeżeli wykonane ma być rzetelnie. Rzutuje to na koszty i czas wykonania. W tym stanie rzeczy praktyczniejszego rozwiązania problemu należy szukać przez zastosowanie płyt z tworzyw sztucznych, a zwłaszcza takich, których modelowanie indywidualne odbywać się może bezpośrednio na stopie, z ręcznym wykonaniem niezbędnych
korekcji ortopedycznych samej stopy podczas modelowania na niej wkładek.
Bliskie doskonałości jest wykonywanie wkładek indywidualnych na podstawie odlewu gipsowego stóp pacjenta, jednak wykonywanie takich odlewów jest czasochłonne i stąd niemożliwe w warunkach masowego zaopatrzenia.
Technika wykonania wkładek przez bezpośrednie modelowanie na stopie jest następująca: zaopatrywaną stopę pacjenta ustawia się na arkuszu ortoduru, miękkim ołówkiem obrysowywuje kształt podeszwowej powierzchni stopy, z łukowatym naddatkiem po stronie przyśrodkowej na długości sklepienia podłużnego stopy. Naddatek ten powinien być większy bliżej pięty (do 25 mm) i maleć stopniowo ku przodowi stopy. Przednią krawędź kształtki zarysowuje się wprowadzając ołówek do końca przestrzeni międzypalcowych. Płytę wyjmuje się spod stopy, obrysowywuje analogicznie kształtkę dla drugiej stopy, po czym zanurza ją w prawie wrzącej kąpieli wodnej. W ciągu ok. l min materiał mięknie w takim stopniu, że wycięcie kształtki mocnymi nożycami opatrunkowymi nie przedstawia żadnych trudności.
Pacjent kładzie się na kozetce na brzuchu, zgina kolana pod kątem prostym, powierzchnie
podeszwowe stóp ustawione są poziomo. Wykrojoną (kształtkę wyjmuje się z kąpieli, otrząsa resztki wody, wachluje kilkakrotnie w powietrzu i przykłada do własnego przedramienia, aby skontrolować temperaturę. Bardzo szybko po l - 2 min kształtka przestaje parzyć ochładzając się do temperatury poniżej 60° na powierzchni, zachowuje wyższą temperaturę w warstwach głębszych i pełną termoplastyczność.
Kształtkę układa się na powierzchni podeszwowej odpowiedniej (mogą być niejednakowe) stopy, przytwierdza ją kilkoma okrężnymi obwojami opaski elastycznej, po czym dokładnie ręcznie modeluje. Podczas modelowania pogłębia się odpowiednio sklepienie podłużne i starannie modeluje sklepienie poprzeczne przez uciskanie opuszkami kciuków, obejmując obustronnie stopę rękami. Wybrzuszenie wkładki od strony przyśrodkowej zostaje starannie domodelowane i przytrzymane do chwili utwardzenia się przy krawędzi przyśrodkowej stopy. Utwardzenie wystarczające do zachowania nadanego kształtu następuje w ciągu 3—5 min, zależnie od temperatury otoczenia. Po zdjęciu uformowanej wkładki wkłada się ją do skrzyneczki z piaskiem. Daje to równomierne podparcie wszystkich krzywizn, a przysypanie piaskiem wymodelowanych zagłębień uniemożliwia jakiekolwiek odkształcanie się podczas ostatecznego stygnięcia.
Rys.2. Wkładki wykonane z tworzyw termoplastycznych
Gorsety ortopedyczne
Gorsety ortopedyczne są to aparaty, których zadaniem jest unieruchomienie całego kręgosłupa lub poszczególnych jego części.
Głównym zadaniem gorsetów ortopedycznych jest usunięcie dolegliwości bólowych, poprawienie stabilizacji kręgosłupa, a przez to statyki całego ciała, redresja wszelkiego rodzaju zniekształceń tułowia oraz wspomaganie leczenia ortopedyczno - chirurgicznego.
Z punktu widzenia zastosowania gorsety dzieli się na stabilizujące, podpórcze, redresyjne
i reklinacyjno-korygujące. Pierwsze dwa typy, tj. gorsety stabilizujące i podpórcze, mogą być całkowicie wykonane z tworzyw sztucznych, natomiast gorsety redresyjne i reklinacyjno-korygujące z reguły sporządza się z materiałów tradycyjnych np. ze skóry i z metalu, gdyż tworzywa sztuczne nie mają potrzebnej do tego celu wytrzymałości mechanicznej i sztywności. Zagadnienie wyłącznego stosowania tworzyw sztucznych do budowy gorsetów ortopedycznych jest jednak ciągle jeszcze dyskusyjne.
Po okresie entuzjazmu zaczęto częściowo wycofywać się z konstrukcji tworzywowej gorsetów. Zwłaszcza w gorsetach „pełnych" zwraca się uwagę na trudności oddechowe, jak też uczulenia występujące nawet w przypadkach stosowania wykładzin z tworzyw porowatych. Nie mniej jednak tworzywa typu Ortholen i niektóre inne znalazły masowe zastosowanie do produkcji gorsetów ortopedycznych w wielu krajach europejskich. Tworzywa te służą do budowy konstrukcji nośnych, zwłaszcza „żeberkowych" i swoją lekkością, higienicznością i wyglądem estetycznym zdecydowanie wypierają gorsety tradycyjne.
Rys.3. Gorset doniczkowy wykonany z tworzywa sztucznego (termoplast Ortholen)
Z punktu widzenia konstrukcji gorsety ortopedyczne dzielą się na gorsety „pełne", zbudowane z jednolitego materiału i szkieletowe, zwane inaczej żeberkowymi, wykonane z mocnych cienkich taśm.
Do wykonywania gorsetów ortopedycznych nadają się min.: polichlorek winylu, polioctan winylu, polietylen, żywice kazeinowe i mocznikowe.
Tworzywa sztuczne stwarzają możliwość kształtowania i dokonywania poprawek gotowych już gorsetów. Użycie tworzyw sztucznych przyczynia się do zmniejszenia pracochłonności i szybszego wykonania gorsetów.
Rys.4. Gorset ortopedyczny sztywny typu Cotrela
W tym wypadku szkielet gorsetu (Cotrela) wykonany jest z płaskowników duraluminiowych, do których przynitowany jest kosz biodrowy i stała pelota – wykonanych z żywicy epoksydowej lub poliestrowej wzmocnionej włóknem szklanym lub z polistyrenu średnioudarowego.
Protezy rąk
W ostatnich latach zaznaczają się dwa kierunki prac nad budową kosmetycznych protez
rąk, nazywanych również końcówkami kosmetycznymi. Kierunek pierwszy obejmuje prace nad budową protez, których jedynym przeznaczeniem jest maskowanie kalectwa. Kierunek drugi to prace nad budową protez, które oprócz kosmetyki mają spełnić pewne funkcje mechaniczne.
Najodpowiedniejszym materiałem przeznaczonym do wytwarzania zewnętrznej powłoki
protez kosmetycznych jest tworzywo elastyczne, odporne na ścieranie, dające się łatwo formować i barwić na dowolne kolory. Warunki takie spełniają między:
polichlorek winylu i kopolimery chlorku winylu,
poliwinylobutyral (Butvar),
żywice poliestrowe,
guma z kauczuku naturalnego,
kauczuk chloroprenowy (neopren),
pochodne celulozy rozpuszczalne w acetonie, np. acetyloceluloza,
poliuretany otrzymane z poliestrów.
Interesującą grupą materiałów są kopolimery winylowe takich monomerów, jak estry kwasu akrylowego, maleinowego i inne. Ze względu na to, że kosmetyczne protezy rąk stykają się ze skórą, wszystkie surowce wchodzące w skład mieszanek nie powinny zawierać składników drażniących skórę.
Leje dla protez kończyn górnych
Leje kończyn górnych wykonuje się z laminatów epoksydowych, poliestrowych, acetylocelulozowych. Zaletą ich jest łatwość formowania, odporność na korozję, dobra wytrzymałość mechaniczna. Jako wypełnienia wzmacniającego używa się tkaniny szklanej, stilonowej i bawełnianej.
Leje z żywicy epoksydowej
Przy otrzymywaniu lejów z żywicy epoksydowej skład mieszanki może być następujący:
100 g żywicy epoksydowej (np. krajowy epidian 5), 10 g utwardzacza (krajowy utwardzacz Z-l jest to trójetylenoczteroamina), barwnik. Składniki miesza się 3 - 4 min. Żywotność tej mieszaniny w temp. pokojowej wynosi 0,5 – l godz. Mniejsza od podanej ilość utwardzacza powoduje pogorszenie własności mechanicznych laminatu, jego niedotwardzenie, natomiast nadmiar powoduje zwiększenie 'kruchości” żywicy.
Podczas utwardzania żywicy następuje bardzo mały skurcz, dzięki czemu wykonany laminat doskonale odwzorowuje kształty i wymiary modelu.
Proces utwardzania laminatów żywicznych dzieli się na trzy etapy:
utwardzanie wstępne – przejście ciekłej żywicy w stan żelu; czas utwardzania w temp. pokojowej l—2 godz.
utwardzanie właściwe – zestalanie się żywicy i dalsze jej sieciowanie (w tym stanie powstaje ciało twarde, lecz kruche), czas utwardzania w temp.:
20°C – 14 – 24 godz.
40°C – 5 – 7 godz.
60°C – 4 – 5 godz
70°C – 1 – 3 godz.
wygrzewanie końcowe (hartowanie) — stosowane jest dla zwiększenia odporności cieplnej, mechanicznej i chemicznej.
W celu uzyskania większego stopnia elastyczności gotowego laminatu dodaje się do żywicy ftalanu butylu jako zmiękczacza. Niewielkie jego ilości nie powodują odchyleń
w procesie utwardzania, zmieniają jednak w niewielkim stopniu własności mechaniczne utwardzonego laminatu.
Mimo niewątpliwie dużej wytrzymałości mechanicznej żywicy epoksydowej nie jest ona wystarczająca do długotrwałego użytkowania protezy. Dlatego w celu poprawienia własności mechanicznych protez z żywicy epoksydowej wykonuje się je w postaci laminatów z włókien szklanych, bawełnianych lub stilonowych. Zabarwia się na kolor cielisty.
Leje można także wykonywać z żywicy poliestrowej oraz z acetylocelulozy.
Elastyczne leje kikutowe z poliamidów
Wykonanie ich polega na przesyceniu roztworem poliamidu (za pomocą pędzla), rękawka bawełnianego naciągniętego na pozytyw gipsowy. Po kilkuminutowym przeschnięciu naciąga się następny rękawek i czynność tę powtarza aż do osiągnięcia odpowiedniej grubości laminatu. Całość pozostawia się do dnia następnego w temp. pokojowej. W przypadku stwierdzenia niedostatecznego przesycenia laminatu lej zwilża się ponownie roztworem poliamidu.
Roztwór poliamidu można przyrządzić następująco: 12 - 15 cz. wag. poliamidu
w granulkach rozpuszcza się w 100 cz. wagowych roztworu alkoholu metylowego, benzenu
i wody (w proporcji 7:2:1), ogrzewa się do temp. 50—60°C i utrzymuje w tej temperaturze przez kilka godzin.
Porowate leje kikutowe z laminatów epoksydowych
Laminaty porowate stosowane do produkcji lejów kikutowych umożliwiają dostęp powietrza do powierzchni ciała i ułatwiają zachowanie równowagi cieplnej na powierzchni kikuta. Skład mieszanki może być następujący: żywica epoksydowa 65 cz. wagowych, poliaminoamid (PAC) 35 cz. wagowych, trójchloroetylen (TRI) 43 cz.wagowe.
Proces technologiczny podobny jest do otrzymywania lejów litych z tym, że gotowy produkt po zdjęciu folii wstawia się do suszarki o temp. 45—50°C na l godz. w celu odparowania trójchloroetylenu. Odparowanie rozpuszczalnika powoduje powstanie porowatego produktu. Następnie ogrzany lej owija się paskiem folii polichlorowinylowej
i wstawia ponownie na okres l godz. do suszarki o temp. 100°C, aby uzyskać gładką powierzchnię. Następnie usuwa się pasek folii i sezonuje lej w temp 100°C przez 75 min.
Kosmetyczne pokrycia protez kończyn
Najnowocześniejsze protezy wykonuje się na nośnym szkielecie rurowym i całość pokrywa elastycznym spienionym tworzywem sztucznym np. pianką poliuretanową. Są to tak zwane protezy ciałopodobne, które nadają protezom modularnym naturalny wygląd.
Pokrycie można wykonać przez:
odlewanie pianki poliuretanowej w formach z żywicy epoksydowej lub poliestrowej z wypełnieniem np. pyłem aluminiowym,
obróbkę mechaniczną bloku z pianki poliuretanowej.
Sposób pierwszy jest bardziej ekonomiczny i nie wymaga obróbki powierzchniowej. Forma składa się z dwóch części i trzpienia lub jednej w zależności od poziomu amputacji.
Sposób drugi polega na obróbce mechanicznej bloku pianki poliuretanowej o odpowiedniej elastyczności na specjalnie do tego celu przygotowanej szlifierce-kopiarce.
Protezy kończyn dolnych.
Protezy stałe uda i podudzia wykonuje się podobnie jak protezy ramienia i przedramienia
z laminatów epoksydowych i poliestrowych. Jako materiał wzmacniający stosuje się maty lub tkaniny szklane, pończoszki stylonowe lub bawełniane. Ilość warstw uzależniona jest od rodzaju użytego materiału.
Protezy uda ze względu na różnorodność kształtów wykonuje się indywidualnie na pozytywach gipsowych. Protezy podudzia natomiast można wykonywać również metodą seryjną. Używa się również żywic poliestrowych, przy czym podudzia formowane są w dwudzielnych formach metalowych. Formę taką wypełnia się gumowym „balonem", na który naciągnięte są rękawki z maty szklanej lub tkaniny bawełnianej przesyconej żywicą. Po zamknięciu form do balona wtłacza się powietrze pod ciśnieniem do 1,5 at.
Dogodniejszą metodą jest wykonanie podudzia z laminatu żywicy poliestrowej lub epoksydowej na pozytywach drewnianych lub z tworzyw, np. z polietylenu metodą podciśnieniową.
Po wykonaniu laminatu zdejmuje się go z pozytywu po podgrzaniu do temp. ok. 60°C.
W przypadku trudności przy zdejmowaniu laminatu pozytyw może być dwudzielny z klinem.
Po wyjęciu klina pozostałe części formy łatwo się usuwa.
Przestrzeń pomiędzy stopą a lejem kikutowym umocowanym w podudziu wypełnia się spienionym polichlorkiem winylu, który daje się łatwo obrabiać. Stosowana jest również metoda wypełniania podudzia perełkami otrzymanymi z oligomerów fenolowo-formaldehydowych.
Podudzie wykonuje się również z ortholenu. Jest to termoplastyczne tworzywo sztuczne -polietylen niskociśnieniowy o wystarczającej wytrzymałości pomimo niskiego ciężaru właściwego. Jest ono obojętne w stosunku do skóry, odporne na pot, rozpuszczalniki, kwasy, ługi.
Najważniejszą częścią protezy kończyny dolnej jest lej kikutowy. Stanowi on strefę
kontaktu protezy z kikutem umożliwiającym przenoszenie ruchów kikuta na elementy protezy.
Rys. 5. Cztery etapy wykonywania leja protezowego
W praktyce spotykamy się z dwoma sposobami dopasowywania leja kikutowego. Jeden z nich stosowany powszechnie dla większości kikutów polega na stworzeniu oparcia u wejścia do leja ze swobodnym umieszczeniem całego obwodowego odcinka kikuta w leju. Wadą tego typu jest koncentracja obciążenia na nieznacznej powierzchni kikuta. Drugi – stosowany do kikutów oporowych Syme'a, Pirogowa, Grittiego, Calandera i in.: polega na oparciu końca kikuta na specjalnie dopasowanym dnie leja. Obecnie sposób ten, (często modyfikowany), zyskuje coraz więcej zwolenników dostrzegających jego zalety w postaci racjonalniejszego rozłożenie obciążenia na całej powierzchni kikuta oraz ułatwionego sterowanie ruchami protezy.
O rozpowszechnienia tego rozwiązania przyczyniły się zarówno poprawa techniki protezowania, jak i nowe zdobycze w dziedzinie budowy protez i dopasowywania leja kikutowego.
Leje kikutowe kończyny dolnej wykonuje się metodą podobną jak leje kikutowe kończyn górnych. W przypadku wykonywania leja uda należy powiększyć ilość rękawków z dzianiny
do 4 warstw oraz tkaniny szklanej do 2 warstw. Natomiast przy leju podudzia stosunek ilościowy rękawka do tkaniny szklanej wynosi 3:1. Stosunki te mogą ulec zmianom
w zależności od wielkości leja kikutowego, ciężaru pacjenta, rodzaju wykonywanej przez niego pracy itp.
W klasycznym protezowaniu często dochodzi do zaburzeń czynnościowych wskutek atrofii kikuta i wynikających stąd obluźnień leja, co zmusza do zmian jego objętości i kształtu. Z tego względu wytwarza się również protezy umożliwiające ścisły czynnościowy kontakt leja z kikutem. Rozpoczęto badania w kierunku uzyskania lejów elastycznych. Uzyskuje się je poprzez wypełnienie kauczukiem silikonowym dna leja lub za pomocą połączonych ze sobą dwóch lejów – wewnętrznego - elastycznego i zewnętrznego - sztywnego. Położenie ich względem siebie można regulować. W ten sposób w zależności od potrzeb zmniejsza się lub zwiększa przestrzeń pomiędzy obu lejami.
Konstrukcja regulowanego leja umożliwia stały kontakt kikuta z lejem przy różnych stanach atrofii mięśni. Przestrzeń pomiędzy lejami częściowo wypełniona jest płynem, natomiast w jej górnej części znajduje się powietrze, które odgrywa rolę bufora. Płyn lub powietrze może być regulowane przez wentyl.
Rys. 6.Części składowe regulowanego leja wraz z lejem sztywnym.
Zaletą takiej konstrukcji leja jest to, że cała powierzchnia kikuta obciążona jest równomiernie. Maksymalny nacisk wynosi przeciętnie 130 mm Hg/cm2, co zapewnia dostateczne ukrwienie kikuta.
Zastosowanie do budowy lejów kikutowych żywic epoksydowych lub poliestrowych pozwoliło na otrzymanie lejów o wiernym obrysie, nawet przy skomplikowanych kształtach.
Oprócz żywic epoksydowych i poliestrowych do budowy lejów można stosować i inne tworzywa sztuczne jak np. acetylocelulozę.
Wykonywanie lejów kikutowych z tworzyw sztucznych umożliwia stosowanie protez bez zawieszenia, co ma duże znaczenie w procesie rehabilitacji.
Protezy stopy
Składową częścią protez kończyny dolnej są stopy. Praktyczne rozwiązania konstrukcyjne
stopy protezowej można podzielić na trzy zasadnicze grupy:
1. stopa ze stawem skokowym jednoosiowym,
2. stopa ze stawem bezosiowym lub wieloosiowym,
3. stopa bez stawu skokowego.
Rys. 7. Stopa typu SACHA
Jedno z nowszych rozwiązań stanowi stopa typu SACH (Solid Nakle - Cushion Hele) ze
sztywną kostką i amortyzacją pięty. Stopa ta łącząc w sobie walory kosmetyczne stopy sztywnej i wartość funkcjonalną stopy ze stawem skokowym bezosiowym wydaje się być najkorzystniejszym rozwiązaniem konstrukcyjnym.
Surowcami wyjściowymi w zależności od kraju są różne tworzywa sztuczne, takie jak
kauczuki chloroprenowe, kopolimery butadienowo-styrenowe i inne.
Płyty o grubości 1,5—2 cm sklejane są ze sobą, a następnie obrabiane mechanicznie
do odpowiedniego kształtu i wielkości. Elastyczny klin gumowy w obrębie pięty zastępuje zgięcie powierzchniowe stopy. Twardość klina w trzech standardowych wielkościach dobierana jest w zależności od wzrostu i ciężaru pacjenta. Dzięki temu przejście z pięty na całą podeszwę odbywa się płynnie. Stopa opisanego typu przystosowuje się również do nierówności gruntu.
Wykonywanie stóp powyżej wymienionym sposobem jest bardzo pracochłonne, ze względu na ręczną obróbkę każdej stopy za pomocą narzędzi mechanicznych.
Ostatnio prowadzone są próby otrzymania stóp o dobrych własnościach wytrzymałościowych metodą seryjną.
Rys.5. Stopa typu Otto Bock
Wykonuje się je masowo w formach metalowych z uplastycznionego polichlorku winylu o zawartości zmiękczacza do 50%. W środku stopy znajduje się rdzeń z drewna, do którego przymocowuje się pozostałą część protezy.
Stopy wykonuje się również z żywicy poliestrowej, tkaniny i maty szklanej z rdzeniem
z piankowego polichlorku winylu.
Stopy wytwarza się masowo z elastomerów poliuretanowych metodą wylewania
w formach. Są to stopy ze stawem skokowym bezosiowym typu Otto Bocka (rys.5). Część dolna - podeszwowa wykonana jest z elastycznego kauczuku poliuretanowego, nasada ze
sztywnej pianki poliuretanowej. Pomiędzy oboma częściami umieszcza się elastyczny klin piętowy.
Pytania sprawdzające
Z jakich tworzyw sztucznych i jak wytwarzane są wkładki ortopedyczne?
Jakie tworzywa sztuczne można zastosować do wykonania gorsetu ortopedycznego lub jego elementów?
Z jakich tworzyw sztucznych i w jaki sposób wykonuje się elementy protez kończyny dolnej i górnej?
Powłoki ochronne z tworzyw sztucznych
Tworzywa można nanosić trwale na powierzchnie innych materiałów, np. metali otrzymując z nich powłoki ochronne i dekoracyjne, zaliczane do powłok organicznych. Podczas nanoszenia (powlekania, nakładania) powłokotwórcze tworzywo wejściowe może być w stanie stałym (w postaci proszku), plastycznym lub ciekłym. W każdym jednak przypadku, aby wytworzyć niezbędną adhezję pomiędzy tworzywem a materiałem, na który się je nanosi, co jest podstawowym warunkiem uzyskania użytecznej powłoki, tworzywo musi zostać przeprowadzone w stan ciekły, ewentualnie w stan plastyczny, umożliwiający zwilżanie materiału, następnie adsorpcję, a sama warstwa wierzchnia materiału odpowiednio przygotowana.
Znanych jest kilka odmian nanoszenia, z których duże znaczenie mają następujące odmiany: nanoszenie fluidyzacyjne, nanoszenie elektrocieplne, nanoszenie płomieniowe, nanoszenie polewające, nanoszenie natryskowe i nanoszenie zanurzeniowe oraz laminowanie.
Nanoszenie fluidyzacyjne.
Fluidyzacyjne nanoszenie powłoki z tworzywa polega na wytworzeniu zawiesiny sproszkowanego tworzywa w strumieniu gazu płynącego do góry i wprowadzeniu do niego przedmiotu uprzednio nagrzanego nieco powyżej temperatury topnienia tworzywa, odczekaniu określonego czasu, wyjęciu przedmiotu ze złoża i często ponownym nagrzaniu go oraz następnie ochłodzeniu.
Dokonuje się tego w aparatach zwanych fluidyzatorami składających się z wysokiego cylindra stalowego – wanny ze złożem fluidyzacyjnym granulowanego tworzywa sztucznego oraz z ceramicznym dnem porowatym. Przez dno wprowadza się gaz, zwykle powietrze, pod ciśnieniem od 1,0 ÷ 2,0 atmosfer. Tworzywem bywają najczęściej polietylen wysokociśnieniowy, zmiękczony polichlorek winylu lub poliamid. Przedmiot powlekany nagrzewa się do temp. 230 – 390ºC, zanurza na 3 – 5 s w wannie z gazową zawiesiną tworzywa i powoli schładza, najlepiej przez umieszczenie w wyłączonej suszarce. Uzyskuje się w ten sposób jednolita równą warstwę stanowiącą estetyczną powłokę zabezpieczającą.
Nanoszenie elektrocieplne.
Podczas nanoszenia elektrocieplnego występują bezpośrednio po sobie dwa następujące etapy: formowanie wstępne powłoki w polu elektrycznym w różnych środowiskach
i formowanie ostateczne powłoki w polu temperatury w powietrzu. Nanoszenie elektrocieplne dzieli się na:
nanoszenie elektrostatyczne – polega na naniesieniu sproszkowanego tworzywa w polu elektrostatycznym z głowicy napylającej stanowiącej biegun ujemny na powierzchnię przedmiotu będącego biegunem dodatnim, następnie wyjęciu przedmiotu z pola elektrycznego, stopieniu cząsteczek tworzywa pod wpływem ciepła dostarczonego
z zewnątrz, utwardzeniu tworzywa powłoki i ochłodzeniu,
nanoszenie fluidyzacyjno – elektrostatyczne – to połączenie w jednym procesie nanoszenia flidyzacyjnego i elektrostatycznego. Do głównych zalet omawianego nanoszenia zalicza się efektywne nanoszenie powłok z tworzyw o małym napięciu powierzchniowym, wyeliminowanie nagrzewania przedmiotu przed wprowadzeniem do fluidyzatora oraz niewystępowanie strat proszku. Do wad natomiast – ukierunkowanie cząstek powodujące tworzenie się grubszych powłok oraz trudności w uzyskaniu równomiernego pola elektrycznego w całym przekroju fluidyzatora,
nanoszenie elektroforetyczne, które polega na osadzaniu na powierzchni przedmiotu cząstek tworzywa z wodnego układu dyspersjnego pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego, nagrzaniu przedmiotu z naniesioną powloką poza polem elektrycznym do temperatury nieco wyższej od temperatury topnienia tworzywa i następnie ochłodzeniu.
Nanoszenie płomieniowe.
W procesie nanoszenia płomieniowego zachodzi jednocześnie rozpylanie i przenoszenie tworzywa sproszkowanego, lub rzadziej w stanie plastycznym, w strumieniu gazu i ciepła
z pistoletu nanoszącego na powierzchnię przedmiotu, nagrzewanie warstwy powierzchniowej przedmiotu, stapianie tworzywa i łączenie adhezyjne z materiałem przedmiotu oraz kohezyjne ze sobą, a następnie zestalanie lub utwardzanie tworzywa i ochładzanie przedmiotu
z naniesioną powłoką. Źródłem ciepła stapiającego tworzywo i nagrzewającego przedmiot jest płomień powstający podczas spalania gazu palnego.
Ze względu na wady (trudno uzyskać powłoki dobrej jakości) nanoszenie to jest wypierane przez nanoszenie fluidyzacyjne i elektrostatyczne
Nanoszenie polewające.
Cechami charakterystycznymi nanoszenia polewającego są: stan ciekły tworzywa wejściowego do procesu nanoszenia oraz ciągłość samego procesu, związana z nanoszeniem tworzywa na przedmioty o dużych rozmiarach lub na wstęgi. Nanoszenie to dzieli się na swobodne i wymuszone.
Nanoszenie swobodne polega na bezpośrednim polewaniu ciekłym tworzywem przedmiotu o stosunkowo dużej powierzchni. Na ogół przedmiot umieszcza się na przenośniku taśmowym i przeprowadza przez płaski strumień spływającego swobodnie tworzywa prostopadle
do powierzchni, które w miarę przesuwania się przedmiotu pokrywa jego powierzchnię.
Nanoszenie wymuszone może być powodowane różnymi czynnikami konstrukcyjnymi
i technologicznymi, z różnym stopniem wymuszenia. Na przykład konstrukcyjnym czynnikiem wymuszającym może być listwa i wówczas stopień wymuszenia jest mały, bądź może być układ walców prostych, powodujący już większy stopień wymuszenia.
Nanoszenie natryskowe.
Nanoszenie poprzez natryskiwanie tworzyw w stanie ciekłym znalazło szczególne zastosowanie w odniesieniu do wodnych układów dyspersyjnych. Wodny układ dyspersyjny nanosi się na przedmiot, z odpowiednio przygotowaną powierzchnią, głównie poprzez natryskiwanie za pomocą pistoletów pneumatycznych. Często po przygotowaniu powierzchni najpierw nanosi się między warstwę, a dopiero później powłokę z tworzywa, jedno- lub wielokrotnie w zależności od potrzeb.
Formowanie ostateczne powłoki polega na jej suszeniu przy nagrzewaniu promiennikowym i następnie na nagrzaniu przedmiotu z wysuszoną powłoką do temperatury powodującej topnienie tworzywa.
Nanoszenie zanurzeniowe.
Proces nanoszenia zanurzeniowego polega na zanurzeniu przedmiotu w tworzywie będącym w stanie ciekłym lub plastycznym, odczekaniu określonego czasu, wynurzeniu przedmiotu i następnie zestaleniu bądź utwardzeniu tworzywa powłoki. W czasie przebywania przedmiotu w tworzywie przywiera ono adhezyjnie do uprzednio przygotowanej jego powierzchni i tworzy powłokę.
Duże zastosowanie znalazło nanoszenie zanurzeniowe do wytwarzania powłok
na elementach elektronicznych. Traktowane jest ono w przemyśle elektronicznym jako jedna
z metod hermetyzacji.
Specyficzne jest stosowanie nanoszenia zanurzeniowego do uszczelniania odlewów.
Laminowanie.
Laminowanie powierzchni to pokrywanie ich powłokami zabezpieczającymi przed uszkodzeniami i dekoracyjnymi przez pokrycie warstwą żywicy syntetycznej, wzmocnionej zbrojeniem z dzianiny ortopedycznej.
Dokonuje się tego, nakładając na przedmiot laminowany o dokładnie oczyszczonej
i wygładzonej powierzchni 1 – 2 warstwy dzianiny ortopedycznej, wygładzając dokładnie wszelkie nierówności. Następnie pokrywa się je rękawem z folii otwartym od góry, a zawiązywanym szczelnie dookoła rury ssącej, po czym wlewa się przygotowaną mieszaniną żywicy i włącza podciśnienie, postępując dalej jak przy wykonywaniu zwykłych laminatów.
Uzyskuje się w ten sposób równą estetyczną powlokę z tworzywa warstwowego, silnie związaną z podłożem, która zabezpiecza mechanicznie i ułatwia zachowanie przedmiotu
w czystości.
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy pracach z tworzywami sztucznymi.
Jednym z najważniejszych zagrożeń przy pracy z tworzywami sztucznymi są procesy syntezy monomerów oraz polimeryzacji i polikondensacji.
Monomery są bardzo reaktywnymi związkami organicznymi, często bardzo lotnymi, palnymi, tworzącymi mieszaniny wybuchowe z powietrzem i toksycznymi. Niezbędne jest, więc stosowanie szczególnych środków ostrożności przy pracy z tymi substancjami, a w aparaturze przemysłowej stosowanie szeregu zabezpieczeń uniemożliwiających spowodowanie wybuchu oraz przedostanie się tych substancji do ścieków lub atmosfery.
Dużym zagrożeniem są również niektóre środki pomocnicze stosowane w procesie polimeryzacji. Dotyczy to przede wszystkim inicjatorów wolnorodnikowych, które są związkami wybuchowymi, muszą być starannie przechowywane w niskiej temperaturze i nie mogą się stykać z substancjami redukującymi.
Związki metaloorganiczne zapalają się przy zetknięciu z powietrzem, wybuchają pod wpływem wody, kwasów i alkoholi. Wszystkie operacje z tymi związkami powinno się prowadzić w atmosferze czystego azotu.
Do szczególnie toksycznych związków należą acetonocyjanohydryna, akrylonitryl, fosgen, aldehyd mrówkowy, fenole, aminy i chlorek winylu. Praca z tego typu substancjami wymaga szczególnych zabezpieczeń i zaopatrzenia załogi w maski przeciwgazowe i specjalną odzież ochronną na wypadek awarii.
Sproszkowane polimery tworzą z powietrzem mieszaniny wybuchowe. Tworzenie się aerozoli podczas transportu sproszkowanych polimerów oraz elektryzowanie się cząstek polimeru może spowodować powstanie iskry inicjującej wybuch. Dlatego też przy pneumatycznym transporcie polimerów stosuje się gaz obojętny.
Wszelkie instalacje elektryczne muszą być wykonane z zabezpieczeniami przeciwwybuchowymi. Pompy, przewody rurowe i inne aparaty powinno się uziemiać.
W procesie przetwórstwa wprowadza się do polimerów różne dodatki, które często mają właściwości toksyczne. Przykładem jest stosowanie ołowiowych stabilizatorów PVC, fosforoorganicznych plastyfikatorów, trójtlenku antymonu, środków zmniejszających palność, stabilizatorów aminowych i wielu innych.
Urządzenia stosowane w procesie przetwórstwa wymagają wykwalifikowanej obsługi, przeszkolonej w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy.
Pytania sprawdzające
Jakie są sposoby otrzymywania powłok ochronnych z tworzyw sztucznych?
Jakie są zagrożenia przy pracy z tworzywami sztucznymi?
Jakie zabezpieczenia należy stosować pracując przy przetwórstwie tworzyw sztucznych?
Tworzywa sztuczne to związki, w których podstawowym składnikiem są związki:
organiczne drobnocząsteczkowe.
organiczne wielkocząsteczkowe.
nieorganiczne,
mineralne.
Tworzywa wytwarzane na drodze przeróbki chemicznej wielkocząsteczkowych związków, bez naruszenia struktury łańcuchów węglowych tych związków to tworzywa:
pełnosyntetyczne.
półsyntetyczne.
polimeryzacyjne.
polikondensacyjne.
Kauczuk naturalny i kauczuki syntetyczne należą do:
plastomerów.
elastomerów.
poliamidów.
polietylenów.
Tworzywa sztuczne, które pod wpływem ogrzewania stają się plastyczne a po oziębieniu twardnieją to:
duroplasty.
aminoplasty.
termoplasty.
fenoplasty.
Płyty zastępujące szkło produkowane są z tworzywa o nazwie:
fenoplast.
polipropylamid.
polichlorek winylu.
polimetakrylan metylu
Tworzywo, z którego wytwarza się włókna, a następnie tkaniny stosowane miedzy innymi na tzw. kordy opon samochodowych to:
polichlorek winylu.
polistyren.
polietylen.
poliamid.
powłoki naczyń kuchennych wykonuje się z tworzywa o nazwie handlowej Teflon. Nazwa chemiczna teflonu to:
octan celulozy.
polistyren.
polipropylen.
tetrafluoroetylen.
Rury z tworzyw sztucznych produkuje się poprzez:
prasowanie wtryskowe.
wytłaczanie.
formowanie wtórne.
prasowanie.
Kalandrowanie to proces technologiczny otrzymywania z tworzyw termoplastycznych:
płyt laminatowych.
kształtowników,
prętów.
folii.
Polietylen może być stosowany w zakresie temperatur:
- 30 do +60°C.
- 70 do + 70 °C.
- 20 do + 110°C.
10 do +115°C.
Włókna syntetyczne o nazwach handlowych Elana i Torlen produkuje się z:
aminoplastów.
poliamidów.
polietylenów.
poliestrów termoplastycznych.
Dodanie nadmiernej ilości utwardzacza do żywicy może spowodować:
niedotwardzenie żywicy.
kruchość żywicy.
kurczenie się żywicy.
zmianę zabarwienia żywicy.
Aminy używane do utwardzania żywic epoksydowych, są silnie trujące i mogą spowodować:
podrażnienie dróg oddechowych.
oparzenia skóry.
podrażnienia spojówek.
uczulenia skórne.
Rozpuszczalniki typu: alkohol metylowy, benzen, służące do produkcji laminatów do
lejów udowych należy przechowywać w pomieszczeniu
z wentylacją wyciągową.
nieprzewiewnym.
chłodnym, o niekontrolowanej wilgotności.
ciepłym, o dużym nasłonecznieniu.
15. Płynne mleczko lateksowe używane do produkcji wkładek pneumatycznych do lejów,
należy przechowywać w zbiornikach:
szczelnych, ze względu na jego właściwości gnilne.
przewiewnych, ze względu na jego właściwości gnilne.
schładzanych, ze względu na jego właściwości wybuchowe.
eksykatorach, ze względu na jego właściwości wybuchowe.
16. Lateksowe pokrycia ciałopodobne, pończochy pneumatyczne, należy wykonać
metodą suchą:
w rozgrzanej formie metalowej, do której wsypuje się proszek lateksowy.
na rozgrzanej formie pogrążonej w proszku lateksowym.
w formie ceramicznej nagrzanej od 50 do 1000C pogrążonej w proszku
lateksowym.
na formie ceramicznej nagrzanej do 50 do 1000C wypełnionej proszkiem
lateksowym.
17. Do barwienia żywic: laminatowej, odlewniczej, szybkożelującej i szpachlowej, można
stosować barwniki Degussa lub barwniki
suche na bazie metylmetakrylanów (MMA).
ciekłe na bazie metylmetakrylanów (MMA).
suche na bazie trójchloroetylenu (TRI).
ciekłe na bazie trójchloroetylenu (TRI).
18. Podczas wykonywania laminatów z żywic w technice ortopedycznej stosuje się
między innymi następujące maszyny i urządzenia:
żelazko, suszarkę, urządzenia wyciągowe.
zgrzewarkę, frezarkę, aparaturę próżniową.
pistolet grzejny, nagrzewnicę, szlifierkę.
żelazko, wytłaczarkę, nagrzewnicę, frezarkę.
19. Podczas wytwarzania laminatów, przy użyciu żywic poliestrowych o dużej zawartości
styrenu, należy zachować szczególną ostrożność, gdyż żywice te mogą spowodować:
oparzenia skóry i podrażnienia dróg oddechowych.
wymioty i podrażnienia dróg oddechowych.
silne uczulenie i choroby nowotworowe.
zawroty głowy i choroby nowotworowe.
20 . Powlekanie powierzchni metalowych tworzywami sztucznymi nosi nazwę:
laminowania.
silikonowanie.
pergaminowania.
fluidyzacji.
21. Żywice epoksydowe używane do produkcji laminatów należy magazynować w pomieszczeniach:
ciemnych i chłodnych
dobrze nasłonecznionych
suchych i dobrze wentylowanych
z dodatkowym źródłem ciepła.
22. Przygotowanie minimum dwóch rękawów foliowych jest konieczne do wykonania:
stopy protezowej bezprzegubowej
protezy kosmetycznej z PCV
negatywu i pozytywu gipsowego
lejka kikutowego z żywicy
23. Do wykonania poduszki przeciwodleżynowej można użyć:
żywicy epoksydowej
gumy mikroporowatej
granulatu polistyrenu
polichlorku winylu
24. Z polichlorku winylu najczęściej wykonuje się:
lej kikutowy przedramienia
rękę berlińską
stopę dynamiczną.
rękę bierną.