1) Proces technologiczny, operacja w obróbce drewna

Proces technologiczny - nazywa się tę część procesu produkcyjnego , która obejmuje zespół działań powodujących zmianę kształtów, właściwości fizyko - chemicznych jak wymiarów bądź też łączenie tych elementów w układ konstrukcyjny

Operacja - jest to zamknięta część procesu technologicznego obejmująca całokształt czynności wykonywanych bez przerwy na określonym przedmiocie lub na kilku przedmiotach, przez tego samego operatora na jednym stanowisku pracy prze jednym lub kilku zamocowaniach przedmiotu

Zabiegiem - nazywamy zamkniętą część operacji przy której następuje zmiana kształtów, wymiarów, właściwości fizyko-chem określonego elementu lub całości przedmiotu pracy, przy stałych parametrach obróbki

2) Tarcica

Mianem tarcicy określa się prefabrykaty uzyskane w wyniku wzdłużnego przetarcia drewna okrągłego. Tarcica iglasta i liściasta produkowana jest w dwóch grupach sortymentowych: tarcica ogólnego przeznaczenia i tarcica specjalnego przeznaczenia. Grupa sortymentów tarcicy specjalnego przeznaczenia ma zasto­sowanie ograniczone do ściśle określonych celów np. podkłady kolejowe, budowa wagonów, 1'ryzy posadzkowe, tarcica rezonansowa, itp. W związku z tym w niniej­szym skrypcie zrezygnowano z omawiania sortymentów lej grupy.

Tarcica zachowuje budowę strukturalną surowca z którego została pozyskana. Jedynie ułożenie słojów rocznych na przekroju poprzecznym jest zależne od miejsca wycięcia. W tarcicy wyciętej z przy obwodowej części drewna okrągłego usłojenie jest w przybliżeniu równoległe (styczne) do płaszczyzny przetarcia. W miar? zbliżania przetarcia do środka usłojenie przechodzi w położenie pół promieniowe, a następnie W zależności od uformowania przekroju rozróżnia się tarcicę nie obrzynaną i ob­rzynaną

W zależności od wzajemnej proporcji wymiarów tarcicy wyróżnia się nastę­pujące sortymenty: deski, bale, listwy, łaty (graniaki), krawędziaki, belki

Tarcica - jest to sortyment drzewny powstały w wyniku przetarcia drewna okrągłego w sposób indywidualny bądź grupowy (decyduje liczba równocześnie pracujących pił) na pilarkach: ramowych (trakach), taśmowych bądź tarczowych. Ze względu na stopień obróbki tarcicę dzielimy na:

• tarcicę nie obrzynaną - o obrobionych dwóch powierzchniach równoległych, krawędzie boczne są obłe (bez obróbki). Otrzymywana jest przez przetarcie jednokrotne na trakach (piłach tartacznych).

• tarcicę obrzynaną - o obrobionych czterech płaszczyznach i krawędziach czoła

W zależności od wymiarów otrzymanych elementów tarcicę dzielimy na sortymenty o nazwach:

• deski - elementy o grubości 19-45 mm

• bale - elementy o grubości 50-100 mm

• listwy - elementy o przekroju poprzecznym od 12/24 do 29/70 mm

• łaty - elementy o przekroju poprzecznym od 32/50 do 75/140 mm

• krawędziaki - elementy o przekroju od 100/100 do 180/180 mm

• belki - elementy o przekroju od 120/200 do 220/280 mm

Powyższe wymiary dotyczą gatunków iglastych. Wymiary gatunków liściastych niewiele się różnią. Podział ten regulowany jest przepisami zawartymi w Polskich Normach technicznych.

.

3) Fornir

Uzyskuje się go przez skrawanie płaskie w kierunku prostopadłym do włókien lub przez skrawanie obwodowe. Na fornir przeznacza się surowiec o największych średnicach.

Przygotowanie surowca na fornir obejmuje: - podział dłużyc i kłód na odpowiednią długość, - uplastycznienie wyrzynków. Uplastycznienie przeprowadza się przez gotowanie surowca w wodzie lub naparowywanie parą nasyconą. Szybsze uplastycznienie następuje przy parowaniu. Ogólnie przyjmuje się 1,5-2 godziny na każdy centymetr promienia wyżynka przy parowaniu i 2-3 godziny przy gotowaniu.

Fornir w zależności od efektywności rysunku może być przeznaczony na okleiny lub na sklejkę. Suszenie forniru do wilgotności 15-18% odbywa się za pomocą suszarek rolkowych lub suszarek taśmowych. Fornir przeznaczony na okleiny układa się w paczki z zachowaniem kolejności skrawania poszczególnych arkuszy z wyżynek. Sklejka ma określony proces powstawania:- formatyzowanie wstęgi w płaty odpowiadające wymiarom sklejki, - suszenie płatów, - klimatyzacja, - nanoszenie kleju, - formowanie zestawu sklejki, - sprasowywanie, - obrzynanie (szlifowanie), - klasyfikacja.

4) Sklejka i lignofol

SKLEJKA-mat. naturalny, o nieparzystej liczbie warstw płatów forniru, poszczególne warstwy są układane w kierunku prostopadłym do włókien warstwy poprzedzającej. W procesie prod. sklejki wyróżnia się operacje:

a) formatyzowanie sklejki(wstęgi) w płaty odpowiad. wymiarom sklejki;

b) suszenie płatów;

c) klimatyzacja;

d) nanoszenie kleju;

e) formowanie zestawu sklejki;

f) sprasowywanie;

g) obrzynanie lub szlifowanie sklejki;

h) klasyfikacja.

Sklejanie sklejki odbywa się za pomocą klejów mocznikowo-formaldehydowych i fenolowo-formaldehydowych(klej H2Oodporny)

Sklejanie odbywa się w prasach wielopółkowych przy zachowaniu parametrów ciśnienia i prasowania;

-dla gat. miękkich 1-1,4kPa

-twardych 1,4-2kPa.

Temperatura prasowania dla klejów mocznikowych 100-130 st.C dla H2Oodpornych 130-160 st.C.

Czas prasowania-zależy od grubości sklejki i ogólnie przyjmuje się 4min + 1min na każdy mm połowy grubości.

LIGNOFOL
Materiał warstwowy ze sklejonych wodoodpornym klejem syntetycznych cienkich warstw drewna, charakteryzuje się dużą wytrzymałością i twardością, jest stosowany do wyrobu części maszyn, szybowców (drewno warstwowe)- samo smarowany.
- Gęstość: 1200 kg/m3
- Wytrzymałość na ściskanie: 88-118 N/mm2
- Wytrzymałość na zginanie: 103 N/mm2
- Twardość: 118 N/mm2-+

5) Płyty wiórowe

Płyta wiórowa-technologia wytwarzania płyt wiórowych wymaga zachowania części składowych w...ków w wymiarach zbliżonych do siebie w poszczególnych warstwach przekroju płyt oraz jak najmniejszego zużycia kleju.

Proces technologiczny wytwarzania płyt wiórowych obejmuje:

-przygotowanie wiórów (sortowanie i rozdrabnianie);

-przygotowany surowiec posortowany metodą sitową i pneumatyczną podlega zaklejaniu (dodatek kleju 8-12% masy);

-pokryte klejem wiórki formowane są w kobierzec o grub. Zapewniającej, grub. sprasowanej płyty;

-sprasowanie płyty odbywa się w 2 etapach:

a)prasowanie wstępne kobierca;

b)doprasowywanie właściwe pod ciśnieniem 1-4Mpa przez czas 0,6-1s na każdy mm grubości;

-odwodnienie płyty;

-hartowanie;

-klimatyzacja płyty;

Zalety płyty wiórowej:

1. duże wymiary;

2. duża stabilność wymiarowa w płaszczyźnie płyty;

3. możemy otrzymywać płyty wiórowe wodoodporne.

Wady płyty wiórowej:

1. podatność przekroju poprzecznego(ale na co? HGW);

2. duży ciężar.

6) Płyty MDF i HDF

Płyty MDF, HDF są produktami drewnopochodnymi powstałymi w wyniku sprasowania włókien drzewnych z dodatkiem organicznych związków łączących i utwardzających w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury.
Są materiałem o jednorodnej gęstości i składzie surowcowym w całym przekroju.
Jednolity skład i jednolita gęstość płyt MDF czyni je idealnymi do obróbki maszynowej w celu uzyskania najbardziej wymyślnych kształtów i profili.
Płyty MDF posiadają gładką powierzchnię co umożliwia zastosowanie szerokiej gamy lakierów oraz okładzin.
Płyta MDF stanowi idealny substytut dla naturalnego drewna, przy czym nie zawiera ona żadnych strukturalnych niedoskonałości zwykle spotykanych w drewnie, takich jak sęki, pęknięcia.

Płyty MDF surowe:
Płyty MDF jednostronnie lub dwustronnie laminowane na biało:
Płyty HDF surowe i lakierowane na biało, drewnopodobne:

ZASTOSOWANIE:
Płyta MDF przeznaczona jest do produkcji mebli, elementów wykończenia wnętrz.

ZASTOSOWANIE:
płyty HDF: meblarstwo - tylne ścianki mebli, dolne szuflad, meble tapicerowane; budownictwa - wykładziny ścienne, stolarka budowlana, płyciny drzwiowe; elementy aranżacji wnętrz;

Płyty MDF i HDF odpowiadają klasie higieniczności E-1 pod względem emisji formaldehydu.

7) Płyty Pilśniowe

Płyta pilśniowa-jest tworzywem wytworzonym z włókien lignocelulozowych z dodatkiem lub bez środków chemicznych. Płyty te są efektem wtórnego scalania rozwłóknionej subst. drzewnej w której podczas procesu wytwarzania zaszły przemiany fizykochemiczne.

Rozróżniamy płyty pilśniowe twarde(T)(prasowane i termicznie hartowane),płyty porowate(P)-nie oddane tym procesom.

Rozróżnia się te płyty nie tylko ze wzgl. na gęstość ale też strukturę powierzchni. Licowa strona płyt twardych jest gładka zaś porowatych szorstka i chropowata.

Zalety płyt pilśniowych:

1. duże rozmiary;

2. jednorodność materiału;

3. ograniczenie operacji obróbczych(wymaga przycięcia na zadany wymiar i ewentualnie uszlachetniającej obróbki pow. Licowej).

Wady płyt pilśniowych:

1. częste przebarwienia i nierówności pow.

2. niejednakowa struktura przeciwległych pow.

8) Ekstrakcja rozpuszczalnikowa

Ekstrakcja polega na wyodrębnieniu z drewna substancji rozpuszczalnych w odpowiednim rozpuszczalnego. Dla garbników i barwników rozpuszczalnikiem jest woda. Dla żywic, olejów rozpuszczalnikiem są substancje organiczne, benzen. Podczas ekstrakcji nie następuje naruszenie szkieletu drewna i dlatego wyekstratowane, rozdrobnione drewno może być użyte do dalszego przerobu

9) Hydroliza drewna

Hydroliza (rozkład) w środowisku wodnym polega na oddziaływaniu kwasów solnego i siarkowego (>40%). W metodzie ciągłej hydrolizy rozdrobnione drewno podlega przemywaniu przez stężony kwas przepływający przez kilka hydrolizerów. Po opuszczeniu ostatniego kwas ten zawiera 30-35% cukrów. Otrzymany hydrolizat podlega zagęszczeniu w wyparkach do konsystencji syropu zawierającego 70-75% cukru 10-12% kwasów i resztę domieszek. Syrop ten może być zobojętniony za pomocą węglanu wapnia, chlorku wapnia, a otrzymany roztwór poddaje się ponownemu odparowaniu do postaci syropu lub kryształków cukru. W ramach cukru występuje 60% glikozy, 17-21% magnozy, ok. 5% galantozy, 13-16% krylozy i fruktoza.

10) Termoliza

Termoliza -zwęglanie drewna bez dostępu powietrza. Odbywa się w wysokiej temp.(ponad 400 st.C).

Przebieg:

1.170st. C-ostateczne odparowanie wodorowe;

2.170-270- st.C- wydzielanie CO i CO2;

3.270-300 st.C- wydz. kw. organicznych, alkoholi, smoły i węglowodorów aromatycznych;

4.280-400-silne wydzielanie węglowodorów w post. propanu, butanu, metanu i otrzymujemy w ostateczności czysty węgiel aktywny. Uzyskuje się do 35% węgla drzewnego, 6% kwasów, 17% smoły, 1,5% alkoholi.

11) Celuloza drzewna i jej otrzymywanie

Celuloza drzewna.

Proces technolog. Otrzymywanie:

1. podział materiału na zrębki;

2. sortowanie zrębków;

3. roz...(wier-chyba?)..anie(można wyróżnić roz.......nie kwaśne-traktuje się drewno kwaśnymi siarczanami wapnia, sodu lub amonu, można roz......erać metodą alkaliczną-drewno traktowane są ługiem sodowym(wodorotlenkiem sodu) oraz można stosować roz......... mieszane, kwaśno-alkaliczne. Wybór metody roz......nia zależy od rodzaju materiału drzewnego oraz czystości celulozy. Proces roz......... nia drewna naj korzystniej stosuje się przy gotowaniu w temp.16,5-55 st. I ciśnieniu 6-8 atm., czas gotowania-4-6h.

4. gotowanie pod wpływem temp.i oddziaływaniu subst. chem., chemi celulozy ulegają scukrzeniu, a następnie ulegają rozkładowi kwasy, zaś żywice i woski ulegają zmydleniu. Cos przechodzi do roztworu i w efekcie powstaje czysta celuloza.

5. wygotowaną masę celulozową poddajemy oczyszczeniu przez kilkakrotne porowanie a następnie przemywanie wodą odbywa się w ........

6. odwadnianie celulozy-odbywa się na odwadniaczu celulozy gdzie wstęga celulozy podlega wyżynaniu za pomocą walców.

7. suszenie w zespole waclów suszacych.

8.ekstrakcja .

9. hydroliza drewna.

12) Budowa i właściwości drewna

Mikroskopowa budowa drewna

Drewno to porowata substancja zbudowana z różnorodnych elementów (rys. 1) które w żywym drzewie spełniały określone funkcje fizjologiczne i mechaniczne.

Naczynia są to przewody w kształcie rurek o długościach od kilku do kilku­dziesięciu centymetrów ustawione nad sobą i tworzące arterie przewodzenia wody wzdłuż pnia rosnącego drzewa. W ściankach naczyń występują drobne otworki (jamki) umożliwiające przenikanie wody zarówno w kierunku wzdłużnym jak leż poprzecznym. Średnica naczyń jest różna u poszczególnych gatunków drzew i wa­ha się w granicach 10-400 urn. W drewnie wielu gatunków występują wewnątrz naczyń wcistki zamykające ich światło i powodujące powstanie twardzieli.

Cewki są to wrzecionowato wydłużone komórki o długości l mm do 10 mm i średnicy 10 do 50 ^im. Spełniały one w żywym drzewie funkcje przewodzenia wody i funkcje mechaniczne. W związku z lym zróżnicowana jest grubość błon tych elementów. Komórki cewek z wczesnego (wiosennego) okresu wegetacyj­nego mają duże światło i są cienkościenne, a cewki z okresu późnego są grubo-ścicnne, o małym świetle, dzięki czemu mogą pełnić funkcje wzmacniające. W ściankach cewek podobnie jak w ściankach naczyń występują jamki, które umożliwiają przenikanie płynów.

Wlókna drzewne są to wydłużone elementy o silnie zgrubiałych i zdrewniałych ściankach - przystosowane do pełnienia funkcji mechanicznych. Wydłużone ząbkowane końce włókien zachodzą klinowato i splalająsię z innymi elementami, dzięki czemu poszczególne warstwy drewna są silnie związane. Komórki mieki-szowe (miękisz włóknisty i miękisz promieni rdzeniowych) są to cienkościenne komórki o niczdrewniałych lub niecałkowicie zdrewniałych błonach. Są one po­datne na różne czynniki destrukcyjne. Duże ilości miękiszu obniżają trwałość drewna.

Przewody żywiczne występują tylko w drewnie iglastym za wyjątkiem jodło­wego. Mają one kształt kanałów wyścielonych komórkami żywico rodnymi w róż­nym stopniu napełnienia żywicą. U jodły przewody żywiczne występują tylko w korze. Wymienione elementy nie występują w drewnie w jednakowych propor­cjach (tab. I).

Udział procentowy elementów składowych drewna

Drewno gatunków liściastych składa się głównie z naczyń i włókien drzew­nych. Przy czym w drewnie drzew iglastych nie występują naczynia i włókna drzewne. Główny składnik lego drewna stanowią cewki

13) Elementarne substancji chemicznych w drewnie

Elementarne subst.chem.w drewnie to: subst.mineralne, stanowią 4%masy drewna i objawiają się jako ilość popiołu powstała w czasie spalania.

W popiele 15-25% to subst. Rozpuszczalne w wodzie i stanowiące sole kwasów węglowego, siarkowego i solnego, a także niektórych organicznych kw. octowego i mrówkowego. Pozostała część to subst. nierozpuszczalne w H2O czyli sole kw. Fosforowego i węglowego, a także tlenki Mg i Fe oraz węglan wapnia.

Węglowodany-spolimeryzowane wielocukry. Stanowią one 50% i więcej masy drewna. W zależności od stopnia polimeryzacji wyróżnia się chemicelulozę (C6H12O5)n czyli wielocukry polaryzowane dla n<200 i celulozę dla

14) Biel Twardziel , Anizoptria

Anizotropia (an- 'nie'; gr. isos 'równy, jednakowy'; gr. trópos 'zwrot, obrót') wykazywanie odmiennych właściwości (rozszerzalność termiczna, przewodnictwo elektryczne, współczynnik załamania światła, szybkość wzrostu i rozpuszczania kryształu) w zależności od kierunku. Ciała (substancje, przedmioty, cząstki) anizotropowe wykazują różne właściwości w zależności od kierunku, w którym dana właściwość jest rozpatrywana.

inna wytrzymałość drewna na rozerwanie wzdłuż, a inna w poprzek włókna);

Twardziel, drewno twarde, wewnętrzna, starsza strefa drewna, zlokalizowana między rdzeniem a bielem, złożona wyłącznie z elementów martwych, mechanicznych, a więc nie pełniąca już funkcji...

Biel, zewnętrzna część drewna w pniach drzew zawierająca żywe komórki miękiszowe, mająca zdolność przewodzenia wody i jaśniejszą barwę od wewnętrznej martwej twardzieli

15) Wilgotność drewna i wpływ na właściwości materiału i zmiany wymiarów

Wilgotność- zależy od warunków w jakich drewno się znajduje i ma znaczny wpływ na pozostałe właściwości drewna. Bezpośrednio po ścięciu wilgotność drewna wynosi 35%, ale może być znacznie większa. Drewno w stanie określonym jako powietrzno-suche ( wyschnięte na wolnym, powietrzu) ma wilgotność około 15-20%, przechowywane w suchych pomieszczeniach- ma wilgotność 8-13%. Duża wilgotność drewna bywa powodem paczenia się wyrobów, stwarza warunki sprzyjające rozwojowi grzyba. Gdyby drewno zostało wysuszone do wilgotności 0% stałoby się materiałem łatwo pękającym i kruchym. Praktycznie nie byłoby to można wykonać z takiego drewna żadnej konstrukcji czy przedmiotów użytkowych.

Drewno zawsze wchłania wilgoć lub oddaje ją do pomieszczenia tak długo, aż osiągnie stan równowagi pomiędzy własną wilgotnością a wilgotnością otoczenia. Drewno stosowane w miejscach o dużej wilgotności powinno być zabezpieczone przed jej wchłanianiem.

16) Przewodność cieplna

Przewodność cieplna- drewno źle przewodzi ciepło, zatem jest dobrym izolatorem. Oczywiście współczynniki przewodności zależą od rodzaju drewna i stopnia wilgotności drewna.

17) Ciepło spalania

18) Izolacja akustyczna

19 ) Tworzywa Polimerowe

otrzymywanie metoda polimeryzacji , kopolimeryzacji , stan skupienia w zależności od temperatury

POLIETYLEN , (-CH2-CH2-)n

polimer syntetyczny termoplastyczny, otrzymywany w wyniku polimeryzacji etylenu; stała, przezroczysta, bezbarwna lub mlecznobiała masa o charakterystycznym parafinowym połysku i dotyku; odporny na niskie temp. (-50ºC), działanie stężonych kwasów i zasad oraz większości rozpuszczalników org. (z wyjątkiem węglowodorów i tłuszczów); struktura i własności p. zależą od sposobu prowadzenia procesu polimeryzacji; rozróżnia się p. niskociśnieniowy, twardy o dużej gęstości, oraz wysokociśnieniowy, miękki o małej gęstości; jeden z najtańszych i najpospolitszych termoplastów; stosowany do wyrobu folii, powłok kablowych, art. gosp. domowego, zabawek, pojemników i butelek na wodę i chemikalia, rur (do wody pitnej i ścieków); w Polsce produkowany jest tylko p. wysokociśnieniowy pn. handl. politen i petrolen.

POLIPROPYLEN

syntetyczny polimer termoplastyczny, otrzymywany w wyniku katalitycznej polimeryzacji niskociśnieniowej propylenu; własnościami zbliżony do polietylenu; białożółtawa, przejrzysta, twarda masa o b. dobrych własnościach mech. i dielektr.; palny; w temp. pokojowej odporny na działanie chemikaliów; stosowany do produkcji części aparatów narażonych na korozję, wykładzin, butelek, folii, opakowań i naczyń odpornych na sterylizację wrzątkiem.

POLICHLOREK WINYLU , PCV, (-CH2-CHCl-)n

syntetyczny polimer termoplastyczny otrzymywany w wyniku polimeryzacji chlorku winylu; biały, niepalny proszek, bez smaku i zapachu; temp. mięknienia 70ºC; odporny na działanie kwasów, zasad, alkoholi, benzyny, olejów mineralnych; nie jest toksyczny; stosowany bez dodatku plastyfikatorów (p.w. twardy) do wyrobu płyt, rur, armatury sanitarnej, przyborów kreślarskich, pomp, materiałów chemoodpornych w budowie aparatury chem. i powłok antykorozyjnych; z dodatkiem zmiękczaczy (p.w. miękki) - węży do wody i chemikaliów, uszczelek, wykładzin podłogowych i tapicerskich powłok ochronnych, folii ubraniowej i galanteryjnej, ponadto sztuczna skóra oraz cewniki, dreny, sondy używane w różnych schorzeniach; również jako surowiec do otrzymywania klejów i lakierów, polimerów włóknotwórczych, tworzyw piankowych; nazwy handl.: winidur (p.w. twardy), polwinit, igelit (p.w. miękki), pianowin (p.w. spieniony); dawn. oznaczany PCW.

POLIOCTAN WINYLU

syntetyczny polimer termoplastyczny, otrzymywany w wyniku polimeryzacji octanu winylu; zależnie od stopnia polimeryzacji jest miękki, żywicowaty lub kruchy; palny; pęcznieje w wodzie i alkoholach; wykazuje dobrą przyczepność do wielu materiałów; w handlu występuje (pn. winacet) zwykle w postaci emulsji; stosowany do wyrobu klejów, apretur, jako spoiwo farb emulsyjnych, szpachlówek oraz do dalszej przeróbki (poliacetale).

POLIMETAKRYLAN METYLU

syntetyczny polimer termoplastyczny, otrzymywany w wyniku polimeryzacji (metodą perełkową) ciekłego metakrylanu metylu; bezbarwna masa o doskonałej przezroczystości (przepuszcza promieniowanie nadfioletowe), dobrych własnościach mech. i dielektr.; odporny na działanie światła, chemikaliów, starzenie; nieodporny na wiele rozpuszczalników; w handlu dostępny w postaci przezroczystych, bezbarwnych lub barwionych płyt, bloków, rur, prętów i granulatu; stosowany do wyrobu szkła bezpiecznego, kopuł samolotowych, soczewek, art. dentystycznych.

POLISTYREN

syntetyczny polimer termoplastyczny, produkt polimeryzacji perełkowej styrenu; bezbarwne, przezroczyste, kruche ciało stałe o małej odporności cieplnej (ok. 70ºC); palny; odporny na działanie alkaliów, olejów mineralnych i roślinnych, kwasów, wody; posiada dobre własności dielektr.; stosowany do produkcji materiałów izolacyjnych, części samochodowych, lodówek, naczyń, pojemników, zabawek, galanterii; p. piankowy (styropian) stosuje się jako materiał izolacyjny w przem. chłodniczym, okrętowym, budownictwie.

Polimery to związki o bardzo dużej masie cząsteczkowej i jednocześnie regularnej powtarzalnej budowie. Polimery są zbudowane z długich łańcuchów utworzonych ze stale powtarzających się jednostek zwanych merami. Polimery naturalne są jednym z podstawowych budulców organizmów żywych. Polimery syntetyczne są podstawowym budulcem tworzyw sztucznych, a także wielu innych powszechnie wykorzystywanych produktów chemicznych takich jak: farby, lakiery, oleje przemysłowe, środki smarujące, kleje itp. Polimery syntetyczne otrzymuje się w wyniku łańcuchowych lub sekwencyjnych reakcji polimeryzacji ze związków posiadających minimum dwie grupy funkcyjne zwanych monomerami.

polimery syntetyczne - są to polimery pochodzące w 100% z syntezy chemicznej zaczynającej się od prostych monomerów

polimery naturalne - są to polimery wytwarzane w 100% przez organizmy żywe; są to m.in. celuloza, białko, kwas nukleinowy.

polimery modyfikowane - są to polimery naturalne, które jednak zostały sztucznie zmodyfikowane chemicznie, zwykle w celu zmiany ich własności użytkowych np: octan celulozy, białko modyfikowane, skrobia modyfikowana.

Stopień polimeryzacji to liczba określająca z ilu merów jest przeciętnie zbudowany łańcuch danego polimeru.

Np: we wzorze ogólnym polietylenu:

CH₃-[-CH₂CH₂-]_nCH₃

CH₃ to grupy końcowe, [-CH₂CH₂-] - to pojedynczy mer, a n to stopień polimeryzacji.

Ze względu na to, że wiele polimerów stanowi statystyczną mieszaninę łańcuchów merów o różnej ich liczbie, mówi się o średnim stopniu ich polimeryzacji. Stopień ten wyznacza się dzieląc ich średnią masę cząsteczkową pomniejszoną o masę grup końcowych przez masę cząsteczkową jednego meru. W przypadku polimerów o bardzo dużej średniej masie cząsteczkowej masę grup końcowych można zignorować, bo ma ona pomijalnie mały wpływ na końcowy wynik.

Jeśli za podstawę tych obliczeń przyjmie się średnią liczbowo masę cząsteczkową otrzymuje się średni liczbowo stopień polimeryzacji. Jeśli podstawą obliczania jest średnia wagowo masa cząsteczkowa, otrzymuje się średni wagowo stopień polimeryzacji.

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. Reakcja polimeryzacji przebiega według schematu:

n R-CH = CH₂ --> -[-CHR - CH₂-]- n

Powstający polimer ma budowę łańcuchową. Jeżeli jednak w cząsteczce monomeru znajduje się więcej niż jedno wiązanie podwójne, to w określonych warunkach mogą powstawać produkty usieciowane przestrzennie, które charakteryzują się tym, że są nietopliwe i nierozpuszczalne. Monomery są związkami stosunkowo trwałymi. Reakcja polimeryzacji przebiega dopiero wówczas, gdy cząsteczki monomeru zostaną zaktywowane przez wprowadzenie do układu reakcyjnego wolnych rodników, powstałych przez układ odpowiednich inicjatorów (nadtlenki organiczne) lub naświetlanie promieniami ultrafioletowymi. Możliwe jest również zainicjowanie polimeryzacji monomeru określonymi katalizatorami.

Polimeryzację monomeru można prowadzić w masie (metodą blokową), w zawiesinie wodnej (metodą suspensyjną), w emulsji lub w roztworze. W zależności od warunków prowadzenia polimeryzacji można otrzymać polimery o różnej masie cząsteczkowej i różnych właściwościach, a tym samym o różnym przeznaczeniu praktycznym. Do najważniejszych przykładów polimerów powstałych przez polimeryzację monomerów należy polietylen, polipropylen, poli(chlorek winylu), poli(octan winylu) i poli(metakrylan metylu), polistyren.

Polikondensacja jest to proces syntezy polimeru polegający na reakcji cząsteczek związków chemicznych ze sobą, zawierających reaktywne grupy, przy czym wydzielają się małocząsteczkowe produkty uboczne, jak np. woda. Reakcja polikondensacji w przeciwieństwie do reakcji polimeryzacji jest reakcją stopniową przebiegającą wolniej, a często prowadzącą do ustalenia się stanu równowagi, który można przesunąć na korzyść powstawania polimeru przez usuwanie ze środowiska reakcji powstającego małocząsteczkowego produktu ubocznego. Klasycznym przykładem reakcji polikondensacji jest reakcja poliestryfikacji. W wyniku reakcji kwasów dikarboksylowych z alkoholami diwodorotlenowymi (glikolami) powstają odpowiednie poliestry oraz woda.

n HOOC-R-COOH + n HO-R'-OH --> (n-1)H-[OOC-R-COO-R']_n-OH +(n-1) H₂O

Użycie do reakcji kwasu organicznego o większej liczbie grup karboksylowych lub alkoholu o większej liczbie grup hydroksylowych (wodorotlenowych) prowadzi do powstania produktu o budowie usieciowanej. Metoda polikondensacji znalazła duże zastosowanie do syntezy poliestrów, poliamidów, polisulfonów, fenoplastów, aminoplastów i silikonów.

20 ) Wtryskiwanie i wtryskarka

Wtryskiwanie- polega na cyklicznym wyciskaniu tworzywa ciekłego z układu uplastyczniającego do zamkniętego gniazda formującego zestaleniu bądź utwardzeniu a następnie wyjęciu przedmiotu nazywanego wypryską wtryskową. Proces wtryskiwania odbywa się we wtryskarkach gdzie narzędziem jest forma wtryskowa posiadająca gniazdo lub gniazda formujące.
Wtryskarka składa się z trzech układów :
- układ uplastyczniający
- układ napędowy
- układ narzędziowy
Każda wytłaczarka zakończona jest głowicą wytłaczarską. Proces wtryskiwania jest procesem cyklicznym , fazy procesu wtryskiwania:
- zamykanie
- wtrysk
- docisk
- uplastycznienie
- otwieranie
- przerwa

21) wytłaczanie i wytłaczarka

WYTŁACZANIE - proces technologiczny formowania półproduktów lub gotowych wyrobów polegający na wciskaniu uplastycznionego tworzywa dyszę wytłaczarki, która nadaje gotowy kształt formowanemu przekrojowi. Dysza znajduje się w głowicy wytłaczarki, do której ślimak podaje uplastycznione tworzywo.

WYTŁACZARKA - maszyna, w której przebiega proces wytłaczania. Jej zadanie polega na dostarczeniu do głowicy odpowiednio ujednorodnionego tworzywa - przy określonym natężeniu przepływu (wydajności procesu), ciśnieniu i temperaturze. Wytłaczarka składa się z układu napędzającego (silnika, przekładni), układu uplastyczniającego (zasobnika, cylindra, ślimaka, grzejników, wentylatorów) oraz układu sterowania (mocy, temperatury itp.) Wytłaczarki można ogólnie podzielić na: jednoślimakowe, dwuślimakowe i specjalnej konstrukcji.

22) prasowanie tworzyw sztucznych ( tłoczenie i przetłoczenie )

prasowanie matrycowe - kształtowanie wyrobu w metalowej formie, ogrzewanej gorącą wodą, parą lub oporowo do 200oC pod ciśnieniem do kilkuset MPa; wywierane ciśnienie musi działać przez pewien czas, aby umożliwić ujście z formy powietrza i gazów wywiązujących się w wyniku zachodzących reakcji, zazwyczaj do 2,5 min na 1 mm grubości ścianki wyrobu. Stosowane jest głównie dla polimerów termoutwardzalnych i przeprowadzane jest w formie złożonej z matrycy i stempla, w której tłoczywo podlega uplastycznieniu, sprasowaniu i utwardzeniu; stosowane do produkcji zautomatyzowanych urządzeń części maszyn np. koła zębate, elementy gwintowe, nakrętki i inne.
• prasowanie płytowe - kształtowanie półwyrobów w postaci płyt lub kształtek między płytami prasy; umożliwia otrzymywanie tworzywa o zróżnicowanej gęstości przez odpowiednie ułożenie materiału na płycie prasy i następnie sprasowanie do jednakowej grubości; stosowane np. w konstrukcji śmigieł.
- wytłaczanie do formy,
- prasowanie z jednoczesnym ogrzewaniem mieszanki elastomerze środkiem wulkanizującym.
Inne metody formowania polimerów to:
- kalandrowanie - podstawowa metoda produkcji folii; masa zsypuje się
z ogrzewanego zasobnika pomiędzy obracające się walce nadające folii wymaganą grubość; dodatkowe naprężenia rozciągające wywołane przez zwijarkę polepszają właściwości mechaniczne folii; kalandrowanie umożliwia produkcję folii o grubości 0,08-0,6 mm;

23) Szkło

SZKŁO, materiał powstały w wyniku przechłodzenia stopionych surowców, gł. miner. i in. surowców nieorg., bez krystalizacji składników; dobrze przepuszcza promieniowanie widzialne (ok. 90%), wykazuje dużą wytrzymałość na ściskanie, lecz małą na zginanie i rozciąganie, jest kruche; odporne na wpływy atmosf., na działanie kwasów (z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego), znacznie mniej na działanie zasad; gęst. typowego sz. sodowo-wapniowego wynosi ok. 2,5 g/cm3 (niektórych sz. specjalnych dochodzi do ok. 8 g/cm3); większość sz. odznacza się małym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej i stosunkowo małą przewodnością cieplną; wszystkie zwykłe sz. w temp. pokojowej mają b. dobre właściwości elektroizolacyjne i są dielektrykami.

ZASTOSOWANIE SZKŁA
Szkło dzięki swoim cechom znajduje zastosowanie we wszystkich dziedzinach życia.
Jest ono stosowane jako:
optyczne - pryzmaty, soczewki czyli specjalnie uformowane kawałki szkła
okienne - szyby okienne
laboratoryjne - sprzęt laboratoryjny
budowlane - wata szklana, płyty wykładzinowe, izolacja cieplna (szkło piankowe)
stołowe - szklanki, kieliszki, wazony, talerze, ozdobne dzbanki
elektrotechniczne - żarówki, izolatory
butelkowe - butelki
na opakowania - słoiki i inne szklane opakowania, przydatne w różnych dziedzinach życia
Tworzywa sztuczne wzmacnia się włóknami ze szkła. Powstaje wtedy materiał zwany kompozytem, stosowany do budowy karoserii samochodowych.
Materiały ceramiczne są odporne na wysokie temperatury. Płytki ceramiczne chronią wnętrze statku kosmicznego przed nagrzaniem podczas wchodzenia w atmosferę.

RODZAJE SZKŁA
Szkło bezpieczne jest to rodzaj specjalnego szkła, które w wyniku hartowania po rozbiciu rozpada się na małe kawałki o zaokrąglonych, nie kaleczących krawędziach.
Jednym z rodzajów tego szkła jest szkło zbrojone. Jest ono walcowane z wtopioną siatką metalową, co zapobiega rozpryskiwaniu się szkła przy pęknięciu. Szkło to jest głównie stosowane w budownictwie i motoryzacji (szyby samochodowe)

Szkło wodne jest to syropowatej gęstości ciecz będąca wodnym roztworem krzemianu sodu lub potasu. Stosowane jest do ochrony przeciwogniowej tkanin, papy, drewna i do wyrobów kitów i farb ognioochronnych.

Szkło ołowiowe jest łatwo topliwe i ma duży współczynnik załamywania światła. Z tego powodu służy do wyrobu kryształów i soczewek.

Szkło potasowe składa się głównie z K2O(tlenku potasu), CaO(tlenku wapnia) i SiO2(tlenku krzemu). Jest to szkło trudno topliwe, więc znalazło sobie zastosowanie w laboratoriach chemicznych. Jest ono niezastąpione, gdyż nawet na lekcjach chemii często ogrzewamy probówki do wysokich temperatur. Zwykłe szkło w tych warunkach odkształciłoby się i niemożliwe byłoby przeprowadzania doświadczeń laboratoryjnych.

Szkło sodowe ma natomiast niską temperaturę topnienia. Składa się głównie z tlenku: sodu, wapnia i krzemu. Ma bardzo duże zastosowanie w życiu codziennym. Z pewnością sami nie zdajemy sobie sprawy, jak często się z nim spotykamy. Szkło to służy do wyrobu sprzętów codziennego użytku takich jak: szklanki, naczynia i szyby okienne. Również stosujemy je do produkcji opakowań szklanych; butelek i słoików.

Szkło kwarcowe składa się głównie z tlenku krzemu. Jest trudno topliwe. Ma dużą odporność na zmiany temperatury. Cechuje je też dobra przepuszczalność promieni widzialnych. Szkło kwarcowe znalazło sobie zastosowanie w produkcji naczyń laboratoryjnych i elementów aparatury optycznej. Jednak głównie służy do produkcji lamp kwarcowych.

Szkło artystyczne kształtuje się na gorąco z masy płynnej. Wyroby szklane dekoruje się emaliami i złoceniem, szlifowaniem,

---