AKADEMIA MORSKA KATEDRA MATERIAŁÓW OKRĘTOWYCH I TECHNOLOGII REMONTÓW LABORATORIUM TECHNOLOGII REMONTÓW
Ćwiczenie nr 13 Tworzywa sztuczne		Nazwisko i imię: Czapiewski Piotr Herdzik Piotr Lewandowski Andrzej
Prowadzący: mgr inż. W. Kończewicz	Ocena		Podpis

Katedra Materiałów Okrętowych i Technologii Remontów

Laboratorium Technologii Remontów

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z technologią naprawy ubytków i uszczelnienia konstrukcji i urządzeń okrętowych za pomocą tworzyw sztucznych.

Tworzywa dzielą się na:

-klasyczne tworzywa kondensacyjne, termoutwardzalne, np. bakelit.

-tworzywa polimeryzacyjne, termoutwardzalne, otrzymywane poprzez polimeryzacje nienasyconych związków organicznych np. polistyren, polichlorek winylu, polietylen wysokociśnieniowy.

-tworzywa z półproduktów wielofunkcyjnych np. poliamidy, poliretany, poliestry, epoksydy, silikon.

Tworzywo sztuczne jest materiałem wieloskładnikowym. Podstawowym składnikiem, od którego bierze nazwę jest żywica, oprócz niej tworzywo to może zawierać:

-utwardzacz, do utwardzania tworzyw chemoutwardzalnych,

-Wypełniacz, w celu poprawy własności mechanicznych,

-zmiękczacz polepszający plastyczność, barwnik,

-stabilizator zwiększający odporność na działanie ciepła i światła,

-środki smarujące zmniejszające tarcie przy odlewaniu.

Tworzywa sztuczne charakteryzują się niewielką gęstością, małą przewodnością cieplną, bardzo dobrymi własnościami elektroizolacyjnymi, durzą gładkością powierzchni i estetycznym wyglądem. Zaletą tych materiałów jest łatwość formowania z nich wyrobów o skomplikowanych kształtach za pomocą metod, jak prasowanie na gorąco, wtryskiwanie i laminowanie. Tworzywa te stosuje się nie tylko jako materiały konstrukcyjne, lecz także jako uszlachetniające dodatki do farb, lakierów i klejów. Własności wytrzymałościowe niektórych tworzyw sztucznych są bardzo wysokie.

Katedra Materiałów Okrętowych i Technologii Remontów

Laboratorium Technologii Remontów

Tworzywa sztuczne stanowią grupę materiałów, którym najistotniejszym materiałem jest polimer, czyli związek wielocząsteczkowy.

Szybki rozwój produkcji i zastosowanie tworzyw sztucznych w różnych dziedzinach techniki i życia codziennego jest uzasadniony zarówno względami technicznymi, jak i ekonomicznymi.

Charakterystyka tworzyw sztucznych:

Tworzywa sztuczne są wielocząstkowymi związkami organicznymi. Otrzymuje się je poprzez syntezę chemiczną węgla, ropy naftowej lub gazu ziemnego. W połowie XIX wieku pojawiły się zmodyfikowane tworzywa naturalne. Był to początek rozwoju materiałów nowego typu. Najprostszym tego rodzaju tworzywem jest fibra, następnie celuloid i galoid. Na początku XX wieku pojawiły się pierwsze tworzywa sztuczne.

Podstawowe cech tworzyw sztucznych to:

-łatwość formowania przedmiotów o skomplikowanych kształtach w ostatecznej postaci,

-korzystny stosunek wytrzymałości mechanicznej do gęstości,

-dobre własności mechaniczne, często doskonałe własności elektryczne (elektroizolacyjne),

dużą odporność chemiczna,

-możliwość długotrwałego użytkowania wyrobów bez konieczności ich konserwacji.

Niekorzystną cechą tworzyw sztucznych w porównaniu z metalami jest ich wielokrotnie większe pełzanie ( zjawisko rosnącego w czasie odkształcenia wywołanego określonym stałym obciążeniem), ale tą wadę można ograniczyć przez dodatek napełniaczy, np. włókna szklanego. Mają też mniejszą twardość niż metale.

Katedra Materiałów Okrętowych i Technologii Remontów

Laboratorium Technologii Remontów

Żywica poliestrowa - własności

Polska nazwa handlowa: POLIMAL (z odpowiednim symbolem cyfrowym). Poliestry

są to polimery otrzymane z wielozasadowych kwasów (np: HOOC- Rl -COOH) i wielowodorotlenowych alkoholi (np.: HO- R2 -OH) drogą polikondensacji. Jeżeli grupy R nie zawierają wiązań wielokrotnych, to mówi się o poliestrze nasyconym, najczęściej termoplastycznym, czasem jednak utwardzalnym (na przykład w przypadku użycia alkoholu trójwodorotlenowego). Gdy grupy R zawierają wiązania wielokrotne, wówczas poliester określa się jako nienasycony i ma on charakter tworzywa chemoutwardzalnego. Przed utwardzeniem żywice mają postać gęstego syropu o barwie żółtawej. Utwardzanie prowadzi się w formie, w temp. pokojowej, po dodaniu inicjatora (zwykle nadtlenku benzoilu lub wodoronadtlenku cykloheksanonu) w Ilości ok. 4% i' aktywatora (np. naftalenianu kobaltowego) w ilości ok. 0,4%. WłaścIwości mechaniczne utwardzonego produktu zależą od budowy wyjściowej żywicy i sposobu jej utwardzenia. Wyrób może być giętki, elastyczny lub twardy i kruchy. Twarde wyroby można obrabiać mechanicznie narzędziami do drewna. można też polerować je. Odporność termiczna pod obciążeniem, utwardzonych Polimali waha się w granicach 55- 60°, bez obciążenia przekracza 150°C. Próbka laminatu umieszczona w płomieniu zapala się bardzo opornie. Pali się żółtym płomieniem wydzielając dużo sadzy (czarny dym). Po wyjęciu z płomienia najczęściej gaśnie. Po spaleniu pozostaje szkielet z okopconych włókien szklanych. Utwardzone poliestry są nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, w acetonie lekko pęcznieją. Z poliestrów wzmocnionych włóknem szklanym produkuje się: łodzie ratunkowe, części samochodów, meble, kadłuby szybowców i śmigłowców, płyty dachowe faliste, osłony lamp, maszty do anten, narty i kijki, wędki, kaski ochronne itp. W formie żywic lanych używa się poliestrów do zalewania części aparatury elektronicznej, mumifikacji preparatów anatomicznych, produkcji lakierów itp.

Katedra Materiałów Okrętowych i Technologii Remontów

Laboratorium Technologii Remontów

Zastosowanie żywic i laminatów poliestrowych:

-poliestry nasycone:

Poliestry nasycone są wielocząsteczkowymi estrami o budowie liniowej, otrzymanych poprzez polikondensację mieszaniny nienasyconych i nasyconych kwasów dwukarboksylowych z glikolami.

-żywice epoksydowe: początkowo stosowano tylko do wytwarzania odlewów elektrotechnicznych, dopiero opracowanie przyspieszaczy powodujących utwardzenie żywicy w temperaturze pokojowej spowodowało szybki wzrost produkcji laminatów.

-żywice poliestrowe: Do wytwarzania żywic stosuje się m in. Kwas odypinowy i kwasy cykloolefinowe lub ich bezwodniki. Nienasycone żywice poliestrowe utwardza się zwykle sterynem. Wadą żywic poliestrowych jest duży skurcz podczas utwardzania. Zmniejsza się go przez dodawanie napełniaczy, lub przez zbrojenie włóknem szklanym lub węglowym. Powodują one powiększenie modułu sprężystości, wytrzymałości na ściskanie i udarności, lecz zmniejszają jednocześnie wytrzymałość na zginanie. Z żywic poliestrowych wytwarza się głównie laminaty, lakiery i tłoczywa, a także odlewy.

-laminaty poliestrowe: Najczęściej stosowanym nośnikiem do wytwarzania laminatów poliestrowych jest włókno szklane. Mają one wiele zalet, które powodują jego

stosowanie w różnych dziedzinach techniki. Zalety te to głównie wysoka wytrzymałość mechaniczna przy małej gęstości, odporność na działanie czynników atmosferycznych, możliwość wytwarzania dużych wyrobów i skomplikowanych kształtach przy zastosowaniu stosunkowo prostego oprzyrządowania. Własności mechaniczne są uwarunkowane zawartością i rodzajem nośnika z włókna szklanego, typem żywicy i napełniacza oraz sposobem formowania laminatu.

Podstawowe kierunki zastosowania laminatów poliestrowych z włóknem sztucznym obejmują okrętownictwo i szkutnictwo itp.. Bardzo korzystnymi własnościami odznaczają się laminaty z włóknem węglowym. Laminaty poliestrowo

węglowe są stosowane głównie w budownictwie samolotów i pojazdów samochodowych oraz w technice rakietowej i wojskowej.

5

---