PRODUKCJA SPIENIONEGO POLISTYRENU W I etapie surowiec(polistyren do spieniania) rozgrzewa się w specjalnym urządzeniu, zwanym spieniarką. Pod wpływem temp. następuje mięknienie perełek, a wydzielający się gaz (pentan) powoduje ich pęcznienie i kilkakrotne zwiększanie średnicy. Podczas spieniania jego objętość zostaje około 40 krotnie powiększona. W zależności od zapotrzebowania perełki można spieniać na żądaną gęstość. Polistyren jest produkowany w warunkach zapewniających pełną kontrolę techniczną i ochronę środowiska naturalnego. Podstawowym składnikiem przy produkcji EPS jest polimer polistyrenu pod postacią małych kuleczek podlegających rozszerzaniu pod wpływem działania pary.
Mn liczbowo średni ciężar cząsteczkowy -Mn=(∑ni*Mi)/∑ni=∑∑wi/∑ni=W/∑ni
W - masa (ciężar) polimeru wi - masa (ciężar) i-tej frakcji polimeru
ni - liczba moli i-tej frakcji polimeru Mi - masa cząsteczkowa i-tej frakcji polimeru
Mw - wagowo średni ciężar cząsteczkowy Mw=(∑wi*Mi)/∑wi=(∑wi*Mi)/W= (∑ni*Mi2)/(∑ni*Mi)
POLIMERYZACJA RODNIKOWA-TECHNIKI
- w masie lub inaczej blokowa(w bloku) - w suspensji lub inaczej zawiesinie - w emulsji - w roztworze - monomer(ciekły lub gazowy)+inicjator - monomer hydrofobowy zawieszony w wodzie w obecności koloidu ochronnego - w roztworze monomer rozpuszcza się w rozpuszczalniku - w emulsji monomer nie rozpuszcza się, ale rozp. się za pomocą emulsji.
TEMPERATURA ZESZKLENIA, zwana również "temperaturą witryfikacji, Tg - temperatura, w której następuje przejście ze stanu ciekłego lub plastycznego do szklistego na skutek nagłego wzrostu lepkości cieczy.Zeszklenie jest przemianą fazową drugiego rzędu, co oznacza, że nie towarzyszy jej dający się zmierzyć energetyczny efekt cieplny, ale można ją zaobserwować jako nagłą zmianę pojemności cieplnej. Temperatura zeszklenia jest jedną z ważniejszych wielkości charakteryzujących właściwości plastyczne szkieł, termoplastycznych tworzyw sztucznych oraz elastomerów.
OTRZYMYWANIE I WYKORZYSTYWANIE PVC. Otrzymuje się w wyniku polimeryzacji chlorku winylu. Polimeryzacja: emulsyjna - najtańsza, suspensyjna - najpopularniejsza (90% świat), blokowo - strąceniowa (najnowsza). Zastosowanie: do produkcji wykładzin podłogowych, stolarki okiennej i drzwiowej, akcesoriów, rur i kształtek do wykonywania instalacji w budynkach itp., w medycynie: dreny, sondy, cewniki, strzykawki, w energetyce: materiał elektroizolacyjny, do wyrobu przedmiotów używanych w gospodarstwie domowym (np. miski, wiadra, obudowy sprzętu zmechanizowanego itp.), w sporcie: do pokrywania boisk piłki siatkowej, koszykowej, ręcznej, halowej piłki nożnej.
ZWIĄZKI MAŁOCZĄSTECZKOWE A POLIMERY Polimery to związki wielkocząsteczkowe składające się z jednostek powtarzalnych. Stąd pochodzi nazwa tych związków (mer - część, poly- liczny). Związki małocząsteczkowe, które stanowią substancje wyjściowe do otrzymywania syntetycznych związków wielkocząsteczkowych składają się z niewielkiej liczby atomów i noszą nazwę monomerów.
POLIMERY USIECIOWANE są to polimery, które tworzą przestrzenną ciągłą sieć, tak że nie da się już w nich wyróżnić pojedynczych cząsteczek. Polimery usieciowane, których cząsteczki tworzą sieć przestrzenną, pod wpływem ogrzewania nie miękną (nie stają się plast.); tego rodzaju polimeru otrzymuje się z wielofunkcyjnych monomerów liniowych lub oligomerów w wyniku sieciowania spowodowanego ogrzewaniem lub działaniem środków chemicznych albo promieniowania,polimery takie są zw. odpowiednio termo- lub chemoutwardzalnymi albo polimerami promienioczułymi (fotopolimerami); należą do nich np. żywice fenolowo-formaldehydowe, żywice poliestrowe.
METODA PRASOWANIA PRZETŁOCZONEGO Polega ona na tym, że najczęściej wstępnie ogrzane tłoczywo umieszcza się w cylindrze, z którego w postaci całkowicie uplastycznionej zostaje przetłoczone przez jeden lub więcej kanałów do formy. Wartość ciśnienia w formie przy prasowaniu przetłoczonym zwykle jest podobna do ciśnienia stosowanego przy prasowaniu tłocznym. Należy jednak pamiętać, że podczas przepływu tworzyw z cylindra do gniazda zachodzi znaczny spadek ciśnienia co jest przyczyną konieczności stosowania ciśnienia w cylindrze trzykrotnie wyższego Prasowanie przetłoczone stwarza możliwość skrócenia czasu utwardzania wypraski co jest szczególnie ważne przy wypraskach grubościennych.
POLIMER KRYSTALICZNY. Makrocząsteczki łańcuchowe o dostatecznie regularnej budowie, podobnie jak substancje małocząsteczkowe, mogą tworzyć obszary krystaliczne o trójwymiarowym uporządkowaniu. Krystaliczne homopolimery charakteryzują się sztywnością i wykazują dużą wytrzymałość na rozciąganie. Od stopnia krystalizacji zależy plastyczność; im wyższa krystaliczność, tym polimer jest bardziej sztywny i mniej plastyczny. Polimery amorficzne mają nieuporządkowaną strukturę w ułożeniu atomów a krystaliczne mają ja uporządkowaną
Polimery amorficzne- PS (polistyren) ,PC (poliwęglan)
Polimery krystaliczne - PE (polietylen ) , PP(polipropylen)
POLIMERY A TWORZYWA SZTUCZNE Polimery to związki wielkocząsteczkowe składające się z jednostek powtarzalnych. Stąd pochodzi nazwa tych związków (mer - część, poly- liczny). Tworzywa sztuczne - polimery z dodatkami substancji pomocniczych, zmieniających ich właściwości przetwórcze i użytkowe
POLIMERYZACJA SUSPENSYJNA (PEREŁKOWA) - proces przebiegający w kroplach monomeru zdyspergowanego w nie mieszającej się z nim cieczy. W wyniku tej polimeryzacji krople monomeru stają się stałymi cząstkami polimeru występującymi w postaci granulek lub perełek.
POLIMERYZACJA SUPENSYJNA W ZAWIESINIE Polega na tym, że do naczynia refrakcyjnego wprowadza się rtęć nie mieszającą się z monomerem(hydrofobowy), inicjator rozpuszcza się w monomerze. Wprowadzany do środka z wodą - spełnia ono rolę ośrodka polimeryzacji. Używamy koloidu ochronnego- rozbicie fazy np. polietylen alkocholowy.
POLIMERYZACJA W EMULSJI Jest najbardziej złożoną metodą przeprowadzania polimeryzacji rodnikowej. Polega ona na emulgowaniu monomeru w wodnej emulsji. Przeprowadza się ją w sposób: do wodnego roztworu emulgatora wprowadza się nierozpuszczalny w wodzie monomer. Intensywne mieszanie powoduje powstanie wodnej emulsji monomeru o wyglądzie mleka. Następnie dodaje się rozpuszczalnego w wodzie inicjatora polimeryzacji rodnikowej, oraz związków buforowych. Rozpoczyna się polimeryzacja, której produktem jest polimerowa emulsja wodna. Jako inicjatory stosuje się nadsiarczany sodu, potasu i amonu, nadtlenek wodoru, a także układy typu redox rozpuszczalne w wodzie. Emulgatorami mogą być alkaliczne sole kwasów palmitynowego, stearynowego i oleinowego, oraz kwasów alkilosulfonowych i alkiloarylo-sulfonowych a także alkaliczne sole półestrów kwasów ftalowego i bursztynowego z długimi alkoholami.W polimeryzacji emulsyjnej otrzymuje się polimerowe emulsje przeznaczone do produkcji klejów, farb emulsyjnych i środków impregnujących.
PROCES BLOKOWO-STRĄCENIOWY (W MASIE).polimeryzacji w masie może przebiegać w układzie: (a)homogenicznym - monomer i polimer wzajemnie się rozpuszczają, (b)heterogenicznym - powstający polimer wytrąca się ze środowiska reakcji = polimeryzacja blokowo - strąceniowa. Najważniejsze procesy przemysłowe: 1) rodnikowa (wysokociśnieniowa) polimeryzacja etylenu —> LDPE, 2) blokowo -strąceniowa polimeryzacja etylenu w środowisku ciekłego monomeru, 3) rodnikowa polimeryzacja styrenu, metakrylanu metylu i innych estrów kwasu metakrylowego, 4) blokowo - strąceniowa polimeryzacja chlorku winylu, 5) rodnikowa polimeryzacja akrylonitrylu, 6) rodnikowa polimeryzacja octanu winylu, 7) polimeryzacja butadienu i izoprenu.
POLIMERYZACJA ŁAŃCUCHOWA A STOPNIOWA. Podstawową cechą tej reakcji odróżniającą ją od polimeryzacji stopniowej jest brak bezpośredniej zależności między stopniem polimeryzacji a stopniem przereagowania grup funkcyjnych pochodzących od monomeru.
Polimeryzacja kondensacyjna polega na łączeniu się jednakowych lub różnych cząsteczek monomerów z równoczesnym wydzieleniem produktów ubocznych, np H, O, HCl lub innych. Polimeryzacja tego typu może zachodzić tylko wtedy, gdy cząsteczka monomeru ma przynajmniej dwie grupy funkcyjne. Rozróżnia się: - homopolikondensację, gdy w reakcji bierze udział jeden rodzaj monomeru oraz - heteropolikondensację, gdy monomery są różne. PRZYKŁAD OGÓLNY n HO-R1-OH + n HOOC-R2-COOH→HO-[-R1-OOC-R2-COO-]n H + (n-1) H2O za R1 podstawić np. CH2 za R2 podstawić np. CH2-CH2
n- liczba naturalna