Polimery
Subs. dwufunkcyjne -w wyniku których otrzymuje się polimer liniowy, gdyż subs. te rozrastają się tylko w dwóch kierunkach..Np.: polietylen, polistyren,
Subs. trójfunkcyjne - powstają polimery nawet wieloliniowe.
Duroplast - bardzo dobre właściwości mechaniczne, dobra zdolność do przyłączania (idealna sieć).Struktora usieciowana , polimery te sa sztywne , bardzo wytrzymale, nie maja temperatury płynięcia, są nie topliwe i nie rozpuszczalne.
Termoplasty-maja budowe lancucha liniowa, charakteryzuja się tym, ze po podgrzaniu staja się plastyczne, nastepnie uplastycznione poddajemy wtryskiwaniu albo wytlaczaniu.
Jakie elementy wplywaja na właściwości polimerow:
Dlugosc
Rozrzut dlugosci
Budowa geometryczna
polozenie grupy CH3
Polimery liniowe (podzial):
Polimery izotaktyczne -ulozenie CH3 po jednej stronie lancucha
Polimery syndiotaktyczne- regularne rozlozenie grupy CH3 po obu stronach lancucha
Polimery atktyczne - przypadkowe rozlozenie grupy CH3
Rodzaje polimerów pod względem budowy (schematycznie) :
Liniowe (jednofunkcyjne) - łańcuch, łańcuch z krótkimi rozgałęzieniami, łańcuch z długimi rozgałęzieniami,
Wielofunkcyjne- drabinka, gwiazda (o funkcyjności 6), grzebień, pierścień. Drzewo.
Budowa łańcucha w istotny sposób wpływa na właściwości mechaniczne.
Polireakcje - polimeryzacja - proces łączenia wielu cząstek monomeru dzięki zdolnym do reakcji wiązaniom chemicznym. Nie wydzielają się produkty uboczne. Skład elementarnego polimeru jest taki sam monomeru : etylen - polietylen, styren - poliestyren. Wiązaniem zdolnym do reakcji jest wiązanie podwójne. Wiązanie pojedyncze jest bardzo silne. Etapy - inicjowanie, wzrost łańcucha, zakończenie łańcucha. Inicjatory reakcji - woda utleniona, związki jodu.
Polikondensacja - proces łączenia wielu cząstek subs. wyjściowych (substatów) zawierających grupy funkcyjne (COOH, OH), z jednoczesnym wydzielaniem się prostego związku małocząsteczkowego. W reakcji biorą udział min. 2 związki funkcyjne. Nie potrzeba żadnych inicjatorów. X+Y-Z+A A- związek małocząsteczkowy
Np.: poliestry, poliamidy
Poliaddycja - jest to reakcja w której biorą udział 2 rodzaje monomerów, zktórych jeden zawiera ruchliwy, czyli zdolny do przeskoczenia, atom wodoru a drugi grupę zdolną do jego przyłączenia. Nie wydzielają się produkty uboczne, nX-R-X+nY-R'-Y-----(R-Z-R'-Z)n-1R-Z-R'-Y. Np.: poliuretany.
Właściwości mechaniczne polimerów : elastomery - miękkie, plastyczne (opony, dętki, łączniki elstyczne), plastomery.- twarde plastiki, kruche.
Czym większa długość cząsteczki, tym temp. Topnienia wyższa.
Zalety polimerów:
Dobra odpornosc chemiczna
Mała gęstość
Łatwość formowania wyrobów o skomplikowanym kształcie
Łatwość barwienia(estetyczny wyglad)
dobre własciwości mechaniczne i elektryczne
Mogą występować w różnych stanach fizycznych
Wady w porównaniu z metalami:
Niższa wytrzymałość mechaniczna
Mniejsza twardość
Zjawisko pełzania
Na ogół mała odporność cieplna
Elastomery- materialy o szerokim zakresie temperatury stanu elastycznego.Sa polimerami prawie liniowymi o malej gestosci sieciowania, wiazania sieciujace sprawiaja ze material powraca do ksztaltu wyjsciowego po zjeciu obciazenia. Np.: poliizopren, polibutadien, polichloropren. Zastosowania: guma naturalna, guma syntetyczna, stosowany na uszczelki.
Kompozyty polimerowe
Kompozyt - materiał wytworzony przez człowieka, skł. się z 2 różnych materiałów. Składniki tworzą go przez udział w całej objętości. Właściwości kompozytu są różne od właściwości poszczególnych składników. Kompozyty dzielimy na : włókniste, proszkowe, piankowe.
Kompozyty włókniste to :włókna szklane, węglowe, kewlarowe (włókna polimerowe, uzyskiwane z polimerów ciekłokrystalicznych). Charakteryzują się bardzo wysokimi właściwościami mechanicznymi - stosowane na liny. Nie tylko sam materiał odgrywa rolę a i ukształtowanie włókien. Nie stosuje się włókien poskręcanych. 4 postacie włókien :roving, modułowe, symetryczne, maty (w kolejności od najwyższej odporności na rozciąganie). Właściwości mechaniczne rovingu i modułowych są anizotropowe - tylko w jednym kierunku. Dla pozostałych właściwości są nizotropowe, niezależnie od kierunku działania obciążenia właściwości są te same.. Kompozyty wypadają też dużo lepiej w stosunku do metali, np. kompozyt mają ponad dwukrotnie wyższą odporność na rozciąganie, ściskanie, zginanie w stosunku do duraluminium.
Kompozyt polimerowy- do polimerow dodajemy zwiaski cieklo krystaliczne zmieniajace latwo polaryzacje uzyskujemy folie polimerowa która może być przezroczysta lub matowa. Stosujemy je jako rozne oslony jednak sa bardzo drogie.
Kompozyty proszkowe- otrzymuje się je przez zmieszanie maczki kwarcowej kuleczek szklaych a nawet piasku z polimerem. Najwazniejszym celem nie jest polepszenie właściwości wytrzymalosciowych ale odpornosci na scieranie. Proszek zapobiega rozprzestrzenianiu się pekniec.Pryrost wytrzymalosci jest nie wielki, polepsza się tez przewodnictwo cieplne.Aby uzyskac jak naj lepszy efekt kompozyt proszkowy stosowany jest jako warstwa wiezchnia np.: kompozyt szklano epoksydowy, tlucznikowe (bitumin z czastkami zwiru), betonowe (czastki zwiru w cemencie).
-napełniacze proszkowe muszą spełniać szereg wymogów takich jak : chemiczna obojętność, brak wpływu na przebiegi procesów utwardzania żywic osnowy, odpowiednio wysoka dyspersja (średnica ziaren 0.005-0.01mm), brak wady krystalicznej i poweirzchniowej, zwilżalność przez żywicę osnowy, łatwa dostępność i możliwie niska cena.Np.:kreda, talk, grafit.
Kompozyty piankowe - (drewno, korek) przy ściskaniu możliwe są bardzo duże odkształcenia, dzięki czemu pianka pochłania wiele energii. Budowa pianek przypomina plastry miodu.
Zastosowanie - zmniejszają masę wyrobu, stosowane w transporcie delikatnych urządzeń do zabezpieczania przed uszkodzeniami mechanicznymi, wypełnienia zderzaków samochodowych.
Powłoki lakiernicze
Zadania powłok lakierniczych.
Ochrona przed korozją.
Walory dekoracyjne.
Zadania techniczne (zmniejszają współczynnik tarcia).
Skład powlok lakierniczych. Polimery są głównymi skł. ochrony przed korozją zabezpieczając w sposób mechaniczny powierzchnię elementu. Polimery- subs. błonotwórcze. Pigmenty - subs. barwiące, nie są rozpuszczalne w materiale kryjącym w przeciwieństwie do barwników.
Wypełniacze - dodatki proszkowe (kreda, azbest) dodawane w celu poprawienia odporności na zarysowania, ścieranie. Inhibitory korozji - cel stosowania to zmniejszenie szybkości korozji (mogą to być pigmenty). Rozpuszczalniki - to skł. pomocniczy - związek organiczny mający rozpuścić lub stworzyć zawiesinę. Rozcieńczalnik - zapewnia odpowiednią lepkość.
Metody nanoszenia powłok - farby wodorozcieńczalne (przy malowaniu elektroforetycznym). Aby wyeliminować rozpuszczalniki stosuje się np. farby proszkowe (metoda fluidyzacyjna, elektrostatyczna).
Malownie elektroforetyczne- stosuje się farby wodo rozcienczalne . Farba jest roztworem koloidalnym polimerow, czyli zwiazkow wielkoczasteczkowych oraz pigmentow, wypelniaczy i innych dodatkow.Malowanie zachodzi pod wplywem przeplywu pradu elektrycznego.W polu elektrycznym koloidalne czastki farby które sa obdazone ladunkiem elektrycznym wedruja do odpowiednich elektrod proces ten nazywa się elektroforeza (wyrozniamy; malowanie anoforetyczne i katoforetyczne) Zalety: rownomierne osadzanie materialu malarskiego oraz dobre pokrycie wszelkich zaglebien itp., mozliwosc kontrolowania grubosci powloki, krotki czas pokrywania, mozliwosc prowadzenia procesu systemen ciaglym, stosowanie farb wodorozcienczalnych (ekologia), wieksza wydajnosc prodowa niż nakladanie elektrolityczne metali.
Stosowane subs. powłokotwórcze :
olejne - farby gruntowe
nitrocelulozowe
alkidowe - syntetyczne
alkidowe malaninowe
akrylowe
poliuretanowe - do malowania autobusów (utwardzane w niskiej temp.)
poliestrowe - wypełniacze
epoksydowe
silikonowe
Podział wyrobów ze względu na zastosowanie : grunty, kity szpachlowe, szpachlówki natryskowe, gruntoszpachlówki, wypełniacze (międzywarstwy), lakiery, emalie, farby nawierzchniowe muszą być ładne, środki uszczelniające na łączeniu blach.
Metody nanoszenia: pędzlem, pistoletem (natryskowo), natrysk pneumatyczny, hydrauliczny, elektrostatycznie, zanurzeniowo, polewanie wielostrumieniowe, elektroforetycznie. Do farb proszkowych stosuje się malowanie : fluidyzacyjne lub elektrostatyczne.