Tworzywa sztuczne - własności, klasyfikacja oraz przeróbka.

Otaczające nas materiały są bardzo zróżnicowane zarówno pod względem budowy, jak również

własności fizycznych, mechanicznych i chemicznych. Bardzo różne są także ich podziały klasyfikacyjne, zależne

od przyjętego kryterium klasyfikacyjnego.

Najprostszy podział wyjściowy wyodrębnia na ogół dwie grupy materiałów podstawowych: metale i niemetale.

W grupie niemetali znajdują się m.in. tworzywa sztuczne, które od wielu lat charakteryzuje dynamiczny rozwój,

zarówno pod względem ilościowym, jak i jakościowym. Pod pojęciem tworzywo sztuczne rozumie się ogólnie materiały,

których podstawowym składnikiem są syntetyczne, naturalne lub modyfikowane polimery.

Tworzywa sztuczne mogą być otrzymywane z czystych polimerów (np. polimetakrylan metylu, polistyren, polietylen itp.)

lub z polimerów modyfikowanych poprzez dodanie różnych substancji pomocniczych, np. plastyfikatory, napełniacze,

stabilizatory itp.). nazwę tworzywa sztuczne w potocznym języku technicznym obejmuje się również półwyroby

dostarczane do przetwórcy oraz wyroby gotowe, o ile wykonano je z materiałów, które zgodnie z podaną definicją

zaliczyć można do grupy tworzyw sztucznych. Polimeryzacja jest to proces łączenia się ze sobą cząsteczek reaktywnego

związku chemicznego, zwanego monomerem, z utworzeniem cząsteczki polimeru, bez wydzielenia się produktów ubocznych.

Najczęściej stosowanymi monomerami są związki organiczne, zawierające w swojej cząsteczce wiązanie podwójne.

Własności tworzyw sztucznych

Tworzywa sztuczne są na ogół bardzo lekkie (gęstość najczęściej ok. 1 g/cm3), mają małą przewodność cieplną,

większość z nich jest dielektrykami, jednak po dodaniu znacznej ilości (ok. 50%) materiałów przewodzących,

np. sadzy lub pyłu metalicznego, przewodzą prąd elektryczny, mogą być przezroczyste lub całkowicie nieprzezroczyste.

Tworzywa niemodyfikowane, w porównaniu z metalami mają małą wytrzymałość na rozciąganie oraz mały moduł

elastyczności; bardzo dobrą wytrzymałość na rozciąganie, duży moduł elastyczności mają tworzywa zbrojone

np. włóknem szklanym (kompozyt, laminaty).

Tworzywa sztuczne są najczęściej odporne na czynniki chemiczne, wilgoć, lecz nieodporne na działanie czynników

silnie utleniających. Wadą większości tworzywa sztuczne jest ich wrażliwość na podwyższoną temp. (powyżej 100°C).

Zmniejszenie palności tworzyw sztucznych uzyskuje się w wyniku wprowadzenia do tworzyw tzw. antypirenów.

Większość tworzyw sztucznych jest łatwa do formowania i barwienia. Najczęściej stosowanymi metodami formowania

tworzyw sztucznych są: wtrysk ( formowanie wtryskowe), wytłaczanie, prasowanie tworzyw sztucznych,

odlewanie tworzyw sztucznych oraz kalandrowanie. Ponadto w przetwórstwie tworzyw sztucznych stosuje się

np. spiekanie, obróbkę plastyczną, laminowanie, zgrzewanie.

Szybki rozwój wytwarzania i przetwórstwa tworzyw sztucznych, wprowadzenie do produkcji nowych

gatunków tworzyw oraz rosnąca liczba oznaczeń handlowych zadecydowały o konieczności dokonania

klasyfikacji tej grupy materiałów.

Tak więc należy stwierdzić, że brakuje dotychczas całkowicie zadowalającego i ogólnie przyjętego systemu

podziału tworzyw sztucznych.

Najbardziej są rozpowszechnione obecnie dwie klasyfikacje tworzyw: chemiczna i technologiczna.

Tworzywa sztuczne mogą być klasyfikowane na wiele sposobów.

• Ze względu na zastosowanie

* konstrukcyjne,

* powłokowe

* adhezyjne

* włóknotwórcze

* specjalne (wymieniacze jonowe, polimery biomedyczne itp).

• Ze względu na właściwości fizykochemiczne

* duromery – twarde, trudnotopliwe o wysokiej odporności mechanicznej służące jako materiały konstrukcyjne.

Niektóre duromery zastępują materiały ceramiczne.

* plastomery – popularnie zwane termoplastami mniej sztywne od duromerów ale łatwotopliwe i zwykle

rozpuszczalne – dzięki ich topliwości można je przetwarzać poprzez topienie i wtryskiwanie do form

lub wytłaczanie, dzięki czemu można z nich uzyskać bardzo skomplikowane kształty.

* elastomery – tworzywa, które można rozciągać i ściskać; w wyniku rozciągania lub ściskania elastomery zmieniają

znacznie swój kształt ale po odjęciu siły wracają do poprzednich kstałtów.

Elastomery zastąpiły prawie całkowicie kauczuk naturalny, ale znalazły też szereg nowych zastosowań

niedostępnych dla zwykłego kauczuku.

Ze względów ekologicznych trwają prace nad biologicznie rozkładającymi się tworzywami sztucznymi,

produkowanymi na bazie roślinnej czy zwierzęcej.

• Ze względu na skład chemiczny

Za podstawę tej klasyfikacji przyjmuje się metodę otrzymywania związków wielkocząsteczkowych, w wyniku której są wytwarzane tworzywa sztuczne.

• Tworzywa naturalnie modyfikowane są otrzymywane ze związków wielkocząsteczkowych pochodzenia naturalnego

przez zmianę ich właściwości. Do tej grupy tworzyw sztucznych zalicza się:

• pochodne celulozy (octan celulozy, octanomaślan celulozy, azotan celulozy, etery celulozy);

• celulozę regenerowaną (celofan);

• pochodne kauczuku (chlorokauczuk, cyklokauczuk, chlorowodorokauczuk)

• tworzywa białkowe (galalit).

• Tworzywa syntetyczne. Za podstawę ich klasyfikacji przyjmuje się ostatni proces polireakcji otrzymując

następujące grupy tworzyw sztucznych:

• tworzywa polimeryzacyjne

• tworzywa polikondensacyjne

Przetwórstwo i obróbka

Przetwórstwem tworzyw sztucznych nazywa się proces formowania z nich wyrobów.

Do podstawowych technik stosowanych w przetwórstwie zalicza się:

* wytłaczanie

* wtrysk

*prasowanie

~~> tłoczenie

~~> przetłaczanie

~~> formowanie płyt

* walcowanie i kalandrowanie

*odlewanie

BIBLIOGRAFIA:

1.Bogdan Łączyński „Tworzywa sztuczne i ich przetwórstwo” .Państwowe Wyd. Naukowe, Warszawa 1978 r.

2.Włodzimierz Szlezyngier „Tworzywa sztuczne”. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1996r.

3.Izabella Hyla „Tworzywa sztuczne”. Państwowe Wyd. Naukowe, Warszawa 1982 r.