Schematyka tworzyw sztucznych
Tworzywa Wielocząsteczkowe=sztuczne:Plastomery: -termoplasty (niesieciujące,nie utwardzają się) :▪bezpostaciowe(amorficzne).▪częściowo krystaliczne (nieprzezroczyste);
- duroplasty (sieciujące, bezpostaciowe: ▪termoutwardzalne, ▪chemoutwardzalne;
Elastomery:
- niewulkanizujące,
-wulkanizujące
Środki modyfikujące:- napełniacz- jako rozdrobniona substancja małocząsteczkowa łączy się z żywicą w celu poprawienia własności mechanicznych i cieplnych, podwyższenia odporności na palność i wilgotność, obniżenia ceny wyrobu; napełniacze organiczne: mączka drzewna, włókno celulozowe cięte, skrawki tkaniny lub papieru (stosowane z żywicą termoutwardzalną), nieorganiczne: mączka i łupek kwarcowy, kreda, talk, proszek metalowy, włókna szklane i azbestowe; nośniki- utworzone zwykle z włókien scalonych w postaci arkuszy lub wstęg, które nasycone upłynnioną lub uplastycznioną żywicą stanowią w tworzywie rodzaj szkieletu zwiększającego jego wytrzymałość. Zmiękczacz- (plastyfikator) wysokowrzący związek małocząsteczkowy, tworzący z polimerem silnie stężony roztwór. Cząsteczki zmiękczacza wnikają między łańcuchy tworzywa wielkocząsteczkowego i oddalają je od siebie. W wyniku tego, przy słabszym oddziaływaniu wiązań międzycząsteczkowych, zwiększa się ruchliwość makrocząsteczek i obniża temperatura zeszklenia W tworzywie zmiękczonym występuje większa ruchliwość makrocząsteczek, czyli tworzywo staje się mniej elastyczne. Stabilizatory- zadanie: uodpornienie tworzywa na degradację lub destrukcję zachodzącą pod wpływem: ogrzewania, ścinania, napromieniowania lub utleniania podczas formowania wyrobów, albo w czasie użytkowania. Degradacja- rozrywanie wiązań w łańcuchu głównym, prowadzące do zmniejszenia masy cząsteczkowej, zachodzi pod wpływem energii o wartości większej od energii wiązań tego tworzywa; destrukcja- odrywanie podstawników od łańcucha głównego; zastosowanie stabilizatorów: przetwórstwo, dla medycyny są toksyczne, a wyprodukowanie stabil. Nietoksycznych jest trudne. Utwardzacze- umożliwiają tworzenie się chemicznych wiązań poprzecznych między makrocząsteczkami, są stosowane głównie w przetwórstwie kauczuków i tworzyw termo- i chemoutwardzalnych. Środki smarujące- zmniejszają lepkość uplastycznionego tworzywa wskutek zmniejszania tarcia międzycząsteczkowego, a przez zmniejszanie tarcia zewnętrznego zmniejszają przyczepność. Dzięki tym środkom uzyskuje się wyroby o większej gładkości i większym połysku. Przykłady: woski, sole cynkowe lub wapniowe kwasów tłuszczowych. Lepkość-miara oporu przy płynięciu. Środki barwiące: - barwniki- zw. małocząsteczkowe o zdolności utrwalania się (tworzenia barwy) w tworzywie w odpowiedniej kąpieli; stosuje się je do powierzchniowego barwienia wyrobów. - pigmenty- stosuje się głównie do barwienia tworzyw w masie, tj. przed uformowaniem wyrobu. Opóźniacze palenia- większość tworzyw wielkocząsteczkowych po zainicjowaniu palenia płonie aż do całkowitego spalenia. Można wywołać efekt samogaśnięcia przez wprowadzenie do niego związków, które przy paleniu wydzielają dużą ilość gazów niepalnych odcinających dopływ tlenu do płonącego tworzywa. Do grupy tworzyw samogasnących zalicza się te, których wskaźnik tlenowy jest>28; niepalny jest polichlorek winylu. Środki antystatyczne- (antystatyki) środki zmniejszające liczbę ładunków elektrycznych nagromadzonych na pow. wyrobu; są dobrymi przewodnikami elektryczności oraz zmniejszają opór powierzchniowy (kationowe); zwiększają adsorpcję pary wodnej z otoczenia. Profory- (środki spieniające) substancje rozkładające się w podwyższonej temperaturze z wydzieleniem gazu (zwykle azotu) wprowadzany jest do tworzywa w celu jego spieniania, do tego potrzebne jest obniżenie napięcia powierzchniowego; materiały spienione, np. kości. Nukleat- materiał, który obniża napięcie powierzchniowe cieczy lub gazu, w związku z czym otrzymujemy produkt spieniony.
Elastomery: def. tworzywa wykazujące w temperaturze pokojowej odkształcenia wysokoelastyczne przy małych naprężeniach, podział: naturalne i sztuczne( R i NR): kauczuk butadienowo- styrenowy SBR - kopolimer butadienu i styrenu, który nie krystalizuje przy rozciąganiu podobnie jak kauczuk nitrylowy, ma mniejszą wytrzymałość i wydłużalność, niepolarny wykazuje większą odporność na ścieranie oraz większą odporność chemiczną, ale mniejszą mrozoodporność(-30. Kauczuk naturalny (poliizopren, kauczuk izoprenowy) - IR- polimer izoprenu o izometrii cis, polimer o dużej polidyspersji, podczas ogrzewania z siarką zachodzi wulkanizacja, niższa temperatura zeszklenia (poza kauczukami silikonowymi), najwyższa sprężystość i wytrzymałość (poza elastomerami poliuretanowymi), jest to zw. niepolarny odporny na ciecze hydrofobowe (np. oleje mineralne, benzynę), mrozoodporność( - 60). Poliizobutylen PIB- polimer izobutylenu używany w szerokim zakresie mas cząsteczkowych od 800(oleje dielektryczne), 100000(powłoki), do 500000(folie), temp. Zeszklenia niepolarnego niska( -51),zbliżony do kauczuku butylowego pod względem własności, działanie tlenu i światła wywołuje jego destrukcję. Kauczuk butylowy (izoprenowo- izobutylenowy)-IIR- kopolimer izobutylenu z niewielkimi ilościami izoprenu, nieznacznie nienasycony związek, duża odporność na starzenie, mała odporność na pełzanie, odporność termiczna(ok. 1115), jako materiał niepolarny jest odporny na rozpuszczalniki polarne oraz stężone kwasy, dobre własności dielektryczne, po zwulkanizowaniu odznacza się dużą odpornością na przenikanie gazów i działanie ultrafioletu; Stosowany do dętek rowerowych. Kauczuk nitrylowy (akrylonitrylowo-butadienowy)-NBR-kopolimer butadienu i akrylonitrylu w stosunku 2:1, dobra odporność termiczna NBR jest zbliżona do odporności IIR, jako mat. polarny ma dużą odporność na działanie węglowodorów alifatycznych(oleje mineralne, benzyna) oraz kwasów i soli, modyfikowany żywicą fenolową jest odporny na działanie gorącej wody, jako mat. polarny jest złym dielektrykiem i wykazuje mały opór elektryczny. Polichloropren (kauczuk chloroprenowy)-CR-polimer chloroprenu, duża chłonność wody, wysoka temp. zeszklenia(-40),można go wulkanizować bez dodatków, ale w podwyższonej temp. Poliuretany-PUR-produkty poliaddycji dwu- i trójizocyjanianów z dwufunkcyjnymi poliolami, to termoplastyczne liniowe kauczuki, duża odporność chemiczna i odporność na działanie czynników atmosferycznych, duża wytrzymałość(do 35MPa), znaczna wydłużalność(do 700%), duża odporność na działanie czynników atmosferycznych; zastosowanie: paski zębate, sprzęgła. Silikony-SI-otrzymuje się przez poliaddycję lub polikondensację różnych siloksanów, szeroki zakres temperatur użytkowania(od -80 do 190),duża odporność chemiczna, na starzenie i na własności dielektryczne, duża przewodność cieplna, małe wydzielanie gazów w wysokiej próżni oraz właściwości hydrofobowe i przeciwprzyczepne