Materiały niemetalowe

Drewno - to surowiec otrzymywany ze ściętych drzew i formowany przez obróbkę w różnego rodzaju sortymenty. Drewno zajmuje przestrzeń pomiędzy rdzeniem, a warstwą łyka i kory. Drewno należy do najstarszych materiałów używanych przez człowieka. W Polsce, w grodzie Biskupin wszystkie domy, urządzenia obronne i wiele przedmiotów wyposażenia i codziennego użytku było wykonane z drewna. Przez tysiąclecia budowano z drewna ściany, stropy i dachy. Drewna używano do wykonania narzędzi, naczyń a także do ogrzewania i oświetlania pomieszczeń (łuczywo). Obecnie drewno znajduje zastosowanie jako materiał na podłogi, boazerie, do wykonania więźb dachowych, ogrodzeń i pergoli, mebli i zabawek. W Ameryce Północnej (USA i Kanada), drewno jest ciągle ważnym materiałem budowlanym i używa się go do budowy większości niskich zabudowań mieszkalnych. Odpady powstałe przy produkcji różnych sortymentów drewna są wykorzystywane do produkcji płyt pilśniowych i wiórowych, które także są materiałem do wykonywania wielu przedmiotów spotykanych i używanych każdego dnia.
Podstawowymi pierwiastkami wchodzącymi w skład drewna są: węgiel (49,5%), tlen (43,8%), wodór (6,0%), azot (0,2%) i inne. Tworzą one związki organiczne: celulozę, hemicelulozę i ligninę, są to związki podstawowe. Ponadto w drewnie występują też: cukier, białko, skrobia, garbniki, olejki eteryczne, guma oraz substancje mineralne, które po spaleniu dają popiół. Skład chemiczny zależy od rodzaju drzewa, klimatu, gleby itp.

Wady i zalety drewna

Wady:

• sękatość

• złe ułożenie włókien (skręt włókien)

• sinienie, grzybienie

• kurczenie

• pęcznienie

• zgnilizna

• wielordzenność

Zalety:

• łatwe w obróbce (gatunki miękkie)

• izoluje termicznie i elektrycznie

• materiał ekologiczny

Właściwości fizyczne drewna:

• barwa drewna krajowego nie odznacza się tak duża intensywnością, jak niektórych gatunków egzotycznych (mahoń, palisander). Drewno z drzew krajowych ma barwę od jasnożółtej do brązowej.

• rysunek drewna - różni się w zależności od przekroju, barwy drewna, wielkości przyrostów, sęków itp.

• połysk - związany jest z twardością drewna i gładkością powierzchni. Połysk najbardziej jest widoczny w przekroju promieniowym

• gęstość pozorna drewna - zależy od jego wilgotności, rodzaju drzewa z którego jest otrzymane. Przy wilgotności 15% waha się przykładowo od 470 - 480 kg/m³ dla świerku do 810-830 kg/m³ dla grabu. (Wartości przykładowe dla innych gatunków: sosna 540-550 kg/m³, dąb 700-710 kg/m³, buk 720-730 kg/m³, jesion 740-750 kg/m³).

• higroskopijność - to skłonność materiału do wchłaniania wilgoci z powietrza. 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.

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

• skurcz i pęcznienie - drewno wilgotne podczas suszenia zawsze kurczy się, podczas nasiąkania wodą pęcznieje. Podczas skurczu drewno pęka i paczy się. Dlatego konstrukcje drewniane (więźby, ramy okienne, listwy boazeryjne itp.) powinny być przygotowywane z drewna już wysuszonego, do takiej wilgotności, w jakiej będzie ono użytkowane. (Najczęściej używa się do wykonania elementów konstrukcyjnych drewna w stanie powietrzno-suchym).

• wilgotność - zależy od warunków w jakich drewno się znajduje i ma znaczny wpływ na pozostałe właściwości drewna. Bezpośrednio po ścięciu wilgotność drewna wynosi ponad 35%, ale może być znacznie większa. Drewno w stanie określanym 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 można wykonać z takiego drewna żadnej konstrukcji czy przedmiotów użytkowych.

• zapach - każdy gatunek drewna ma swój specyficzny zapach. Pochodzi on od znajdujących się w drewnie żywic, olejków eterycznych, garbników itp. Z biegiem lat, drewno traci zapach.

Właściwości mechaniczne:

• drewno jest materiałem anizotropowym, jego wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie, zginanie zależy od kierunku działania sił w stosunku do włókien. Drewno znacznie łatwiej przenosi siły (ma większą wytrzymałość) działające wzdłuż włókien; wraz ze wzrostem kąta odchylenia tych sił od kierunku włókien wytrzymałość drewna zmniejsza się. W zależności od osiąganej minimalnej wartości wytrzymałości mechanicznej drewno dzieli się na klasy. Przykładowe wartości wytrzymałości drewna na ściskanie w zależności od klasy:

• ściskanie wzdłuż włókien - 16 MPa - 26 MPa (gatunki liściaste) i 23 - 34 MPa (gatunki iglaste)

• ściskanie w poprzek włókien od 4,3 - 6,3 MPa (gatunki liściaste) i 8,0 - 13,5 MPa (gatunki iglaste)

• twardość - jest mierzona oporem stawianym przez drewno podczas wciskania stalowej kulki o ściśle określonej wielkości. Twardość zależy od gatunku drzewa, z którego drewno pochodzi. Do gatunków twardych należą między innymi: modrzew, robinia akacjowa czyli grochodrzew (nazywany błędnie akacją), buk, dąb, grab, jesion, jawor, wiąz. Do najbardziej miękkich: lipa, olcha, osika, topola. Drewno miękkie jest znacznie łatwiejsze w obróbce, stąd często jest używane przez rzeźbiarzy (np. ołtarz w kościele Mariackim w Krakowie jest wyrzeźbiony z lipy). Przykładowa twardość mierzona metodą Janki (przy pomocy kulki metalowej o przekroju 1 cm²) przy 15 % wilgotności surowca.

• ścieralność - drewna twarde są najczęściej najodporniejsze na ścieranie. Ta cecha ma duże znaczenie przy wyborze drewna jako materiału do wykonania np. podłóg.

Wady drewna zawsze powodują obniżenie jego wartości i mogą spowodować jego dyskwalifikację jako materiału. Zależą od różnych czynników:

• związane ze wzrostem drzewa to - sęki, rdzenie położone mimośrodowo, rdzenie podwójne, zawoje, skręt włókien, pęknięcia np. mrozowe itp..

• związane z procesami gnilnymi, zagrzybieniem podczas wzrostu drzewa albo po jego ścięciu, powodują zmianę zabarwienia, siniznę, zgniliznę czyli mursz. Przykłady grzybów rozwijających się na drewnie:

• grzyby powodujące szybki rozkład drewna na dużych powierzchniach: grzyb domowy właściwy stroczek domowy (Merulius lacrimans), grzyb domowy biały porzyca inspektowa (Poria vaporaria), grzyb piwniczny gnilica mózgowata (Coniophora cerebella), grzyb kopalniany krowiak łykowaty (Paxillus acheruntius);

• grzyby występujące "gniazdowo": grzyb podkładowy twardział łuskowaty (Lentinus lepideus), grzyb słupowy siatkowiec płotowy (Lensites sepiaria)

• związane z żerowaniem owadów na drzewie lub drewnie (np. spuszczel (Hylotrupes bajulus), trzpiennik olbrzym (Sirex gigas), rytel pospolity (Hylocoetus dermestoides), drwalnik paskowy (Xyloterus lineatus), kołatek mieszkaniowy (Anobium pertinax) i meblowy (Anobium domesticus), świdrak okrętowiec (Teredo navalis), raczek (Limmonoria lignorum)).

Wymienione grzyby, owady, małże są pasożytami drewna. Do szkodników żerujących na drzewie należy też objęty ochroną gatunkową kozioróg dębosz. Do ochrony drewna, zwłaszcza w budownictwie, należą takie przedsięwzięcia jak:

• nie używanie drewna pochodzącego z rozbiórki starych domów

• nie malowanie drewna farbami olejnymi przed jego wysuszeniem

• wietrzenie pomieszczeń, w których drewno jest zastosowane

• wykonanie poprawnej izolacji przeciwwilgociowej

• wykonanie impregnacji preparatami grzybo- i pleśnobójczymi

• wykonanie zabezpieczenia przeciwogniowego

W budownictwie najczęściej używane są następujące gatunki drewna

• gatunki iglaste, stosowane są do wykonywania konstrukcji dachowych, stolarki budowlanej (okna, drzwi, schody itp.), desek podłogowych, sklejki itp.:

• jodła (Abies pectinata) - najlepsze właściwości ma drewno pozyskiwane z drzew stuletnich. Drewno jest miękkie, o średnie wytrzymałości, giętkie i łupliwe. Ma sporo sęków, które wypadają z tarcicy.

• modrzew (Larix europaea) - najlepsze właściwości ma drewno pozyskiwane z drzew w wieku 100 - 120 lat. W Polsce rzadko stosowane, jest najlepszym (z punktu widzenia techniki) i najtrwalszym gatunkiem drewna.

• sosna (Pinus silvestris) - najlepsze właściwości ma drewno pozyskiwane z drzew w wieku 80 - 120 lat. Drewno jest miękkie, łatwe w obróbce, sprężyste, o dobrej wytrzymałości mechanicznej.

• świerk (Picea excelsa) - najlepsze właściwości ma drewno pozyskiwane z drzew w wieku 80 - 120 lat. Drewno jest miękkie, o średniej wytrzymałości, sprężyste, trudne w obróbce (łatwo pęka, ma sporo sęków). Ze świerków rosnących w górach otrzymuje się lepsze drewno, niż z rosnących na nizinach.

• gatunki liściaste, najczęściej stosowane są do robót stolarskich, wykonywania podłóg i posadzek

• brzoza (Betula verrucosa) i (Betula pubescens) - drewno o dobrych właściwościach mechanicznych i małej odporności na grzyby.

• buk (Fagus silvatica) - najlepsze właściwości ma drewno pozyskiwane z drzew w wieku około 110 lat. Drewno twarde, o dużej wytrzymałości, łatwe w obróbce. Często atakowane przez owady.

• dąb (Quedrcus pedunculata) lub (Quedrcus sessiliflora) - najlepsze właściwości ma drewno pozyskiwane z drzew w wieku około 180 lat. Drewno jest twarde, o dobrych parametrach wytrzymałościowych, odporne na ścieranie. Często atakowane przez owady. W wodzie z czasem czernieje, w wyniku reakcji chemicznych pomiędzy kwasem garbnikowym znajdującym się w drewnie a solami żelaza występującymi w wodzie. Drewno łatwo pęka i paczy się.

• grab (Carpinus betulus) - drewno o dobrych właściwościach mechanicznych, trudnościeralne, ciężkie.

• jesion (Fraximus excelsior) - drewno ciężkie, wytrzymałe i elastyczne. Po ścięciu łatwo je wygiąć. Zastosowane w warunkach suchych jest trwałe, w wilgotnych łatwo ulega zniszczeniu.

• olcha pospolita (Anulus glutinosa) - drewno miękkie, łatwe w obróbce. Często atakowane przez owady. Mało odporne na zmienne warunki atmosferyczne. Przy stałym przebywaniu pod wodą, trwałe dzięki dużej zawartości garbników

• topola (Populus, ok. 30 gatunków) - jedyne drewno liściaste stosowane są do wykonywania konstrukcji budowlanych, zwłaszcza na terenach bezleśnych. W Polsce raczej jako drzewo ozdobne, opałowe, stosowane też w celu osuszania terenu.

• wiąz pospolity i brzost (Ulmus campestis), (Ulmus montana) - drewno twarde, wytrzymałe, sprężyste. Parzone łatwo daje się wyginać. Trwałe na powietrzu i pod wodą.

Tworzywa sztuczne:

Budowa tworzyw sztucznych :

Tworzywa wielocząsteczkowe, których zastosowanie w skali światowej wzrasta nieustannie, otrzymujemy w procesie polireakcji z wielofunkcyjnych związków o małej masie cząsteczkowej, zwanych monomerami (substratami). Zdolnymi do dalszego reagowania będą więc związki co najmniej dwufunkcyjne, a więc takie związki o pojedynczym wiązaniu, jak np. glikol etylenowy
OH - (CH2)2 - OH, lub takie związki o podwójnym wiązaniu, jak np. etylen: H2C=CH2. Podczas polireakcji monomery (substraty), łącząc się w makrocząsteczki, budują tworzywo o nazwie monomeru z przedrostkiem poli (np. polietylen).
Polireakcja pomiędzy monomerami dwufunkcyjnymi prowadzi do powstania tworzywa o strukturze liniowej(łańcuchowej), a pomiędzy monomerami o funkcyjności wyższej niż dwa - do powstania tworzywa o strukturze rozgałęzionej lub usieciowanej.
Masa cząsteczkowa wywiera istotny wpływ na szereg własności tworzywa. Wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej podwyższa się bowiem wytrzymałość tworzywa, udarność, temperatura mięknięcia oraz przewodnictwo i odporność cieplna. Wzrost masy cząsteczkowej tworzywa podnosi jego lepkość, co znacznie pogarsza jego warunki przetwórcze. Na własności tworzywa, obok rozmiaru cząsteczki, rzutują również w dużym stopniu pewne elementy składowe budowy samej cząsteczki. Zaliczamy do nich: kształt makrocząsteczki, sposób łączenia się poszczególnych merów oraz izomerię przestrzenną łańcucha. Biorąc pod uwagę ułożenie podstawowych elementów w łańcuchach, czyli kształt makrocząsteczki, rozróżnia się trzy podstawowe typy budowy: liniową, rozgałęzioną oraz usieciowaną.
Polimery liniowe zbudowane są z monomerów połączonych jeden z drugim w sposób liniowy, tak że tworzą łańcuch prosty. Natomiast w polimerach o budowie usieciowanej, cząsteczki powstają z jednostek monomerycznych mających więcej niż dwa wiązania aktywne, co prowadzi do powstania cząstek dwu- i trójwymiarowych. Polimery o budowie rozgałęzionej zajmują pod względem struktury i własności pośrednie w stosunku do poprzednio opisywanych typów skrajnych.

Tworzywa sztuczne mogą być otrzymywane z czystego polimeru, z kopolimerów lub
z mieszanek polimerów. Często otrzymywane są także z polimerów modyfikowanych metodami chemicznymi lub przez dodatki innych substancji pomocniczych. W każdym jednak z wymienionych przypadków składnikiem podstawowym tworzyw są polimery i dlatego też reakcje polimeryzacji uważane są za główne technologie otrzymywania tworzyw sztucznych.

Tworzywa sztuczne w zależności od swego przeznaczenia dzieli się na:

• konstrukcyjne do wytwarzania określonych wyrobów

• elastoplastyczne, czyli folie

• adhezyjne, czyli kleje

• powłokowe (farby lakiery)

• włóknotwórcze
  porowate (pianki i gąbki)

• specjalne (wymieniacze jonowe).
  
  W zależności od rodzaju użytego polimeru tworzywa sztuczne dzieli się na:

• termoplastyczne, które można wielokrotnie przerobić w podwyższonej temperaturze,

• termoutwardzalne, które w podwyższonej temperaturze, po uformowaniu określonego kształtu, stają się nietopliwe i nierozpuszczalne,

• chemoutwardzalne, które pod wpływem określonych czynników chemicznych usieciowują się przestrzennie, przy czym stają się nietopliwe i nierozpuszczalne.
  Tworzywa termoutwardzalne i chemoutwardzalne noszą nazwę duroplastów. Do grupy tworzyw termoplastycznych, nazywanych potocznie termoplastami, należą tworzywa, które w temperaturze pokojowej znajdują się w stanie zeszklenia lub w stanie wysokiej elastyczności i które po podgrzaniu mogą ponownie przechodzić w stan lekkopłynny. Umożliwia to struktura liniowa lub liniowo-rozgałęziona cząsteczek polimeru. Możliwość wielokrotnego przechodzenia polimeru ze stanu stałego w stan płynny wykorzystywana jest w procesach przetwórstwa tej grupy tworzyw.
  
  Przetwarzanie tworzyw sztucznych na określone wyroby użytkowe różni się w zależności od typu tworzywa i najczęściej wymaga specjalnej aparatury. Tworzywa termoplastyczne przerabia się najczęściej metodami wtrysku lub wytłaczania. Metody te polegają na stopieniu tworzywa i wytłaczaniu z maszyny pod bardzo wysokim ciśnieniem w postaci drutu, węża lub rękawa foliowego lub wprowadzeniu stopionego tworzywa do formy, w której zastyga na określony detal (formowanie wtryskowe). Tworzywa termoutwardzalne przerabia się najczęściej metodą prasowania w formach, w podwyższonej temperaturze, której wysokość zależna jest od rodzaju stosowanego tworzywa.
  
  Charakterystyka wybranych tworzyw sztucznych:

1.POLISTYREN otrzymuje się na drodze polimeryzacji styrenu w podwyższonej temperaturze (około 800 C). Wzór polistyrenu jest następujący:
W normalnej temperaturze pokojowej jest to tworzywo twarde i kruche, bez zapachu, bez smaku, fizjologicznie obojętne. Otrzymuje się go z etylenu i benzenu. Jest materiałem stosunkowo lekkim o dużej stałości wymiarów, co umożliwia stosowanie go w precyzyjnej aparaturze pomiarowej. Cechuje się małą nasiąkliwością wody, dobrymi własnościami dielektrycznymi, niezmiennymi w szerokim zakresie częstotliwości, a także dużą odpornością na działanie większości cieczy, nawet silnie korodujących. Nie odporny jest natomiast na działanie rozpuszczalników organicznych. Pod wpływem światła słonecznego polistyren żółknie i staje się bardziej kruchy. Jest jednym z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych, ponieważ obok własności mechanicznych i fizycznych, cechuje go łatwość formowania i niska cena. Służy do wyrobu galanterii technicznej, obudowy różnych urządzeń mechanicznych i wykładzin, a jako tworzyw parowate (styropian) - do opakowań i płyt termoizolacyjnych. Stosowany jest również w przemyśle elektrotechnicznym i radiotechnicznym.

2.POLIETYLEN Polimer ten o budowie:

Znany jest już od 1937 roku i dość rozpowszechniony w technice. Jest substancją białą, konsystencji proszku lub granulatu, przypominającą w dotyku parafinę. Powstaje w procesie polimeryzacji etylenu. Powierzchnia tworzywa daje się łatwo zarysować, lecz jest w odróżnieniu od parafiny zwarta. Jest tworzywem o doskonałych własnościach dielektrycznych i dużej odporności na działanie kwasów, zasad, soli i większości związków organicznych. W węglowodorach alifatycznych, aromatycznych i chlorowcopochodnych, polietylen pęcznieje, czemu towarzyszy pogorszenie jego własności fizycznych. Ponadto przewody (rury, kable) z polietylenu, ułożone w ziemi, mogą ulegać zniszczeniu, określanemu potocznie przez analogię do metali - korozję. Polietylen znajduje zastosowanie w produkcji folii i innych opakowań, do wyrobu rur nadających się zarówno do wody pitnej, jak i do ścieków, jako powłoki kablowe oraz do wyrobu elementów gospodarstwa domowego, za wyjątkiem pojemników lub opakowań do mleka i tłuszczów zwierzęcych.

3.POLIPROPYLEN Budowę polipropylenu scharakteryzować można wzorem:
-[-CH2-CH(CH3)-]n-
Jest to tworzywo częściowo krystaliczne o własnościach zbliżonych do polietylenu. Otrzymuje się go na skalę przemysłową przez niskociśnieniową polimeryzację propylenu wobec katalizatora. Polipropylen charakteryzuje się małą ścieralnością i dobrymi własnościami dielektrycznymi. Może być stosowany w temperaturach -35 do + 1300C. Jest gładki w dotyku, ma większą odporność powierzchni na zarysowania i uszkodzenia, nie ulega korozji naprężeniowej, ma mniejszą gęstość, większą wytrzymałość na rozciąganie i większą odporność termiczną. Jako wady polipropylenu należałoby wymienić stosunkowo dużą kruchość w temperaturach poniżej 00C i większą niż polietylen, wrażliwość na działanie tlenu. Polipropylen znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle do wyrobu różnych elementów maszyn poddawanych większym obciążeniom (wałki drukarskie, koła zębate), naczynia i elementy do sterylizacji wrzeniem oraz wyroby wymagające łączenia i współpracy z elementami metalowymi.

4.POLIAMID
Poliamidami przyjęto nazywać związki wielocząsteczkowe, które zawierają w makrocząsteczce ugrupowania amidowe -CO - NH -. Do monomerów poliamidowych zalicza się zatem związki, które zawierają w cząsteczce, lub tworzą, grupy amidowe w wyniku reakcji z innymi związkami. Poliamidy zaliczane są do typowych polimerów krystalicznych. Cechuje je dobra wytrzymałość na rozciąganie, wysoki moduł sprężystości, twardość, odporność na ścieranie itp. Poliamidy wytwarza się z pochodnych węgla, gazu ziemnego lub ropy naftowej. Poliamidy w najróżniejszych postaciach znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Niełamliwe artykuły codziennego użytku, artykuły techniczne, którym stawiane są wysokie wymagania wytrzymałościowe, włókna, lekkie tkaniny stanowią najbardziej wyróżniający się zakres zastosowań tych polimerów.


5.POLICHLOREK WINYLU Polimeryzacja chlorku winylu prowadzi, w warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury, do uzyskania tworzywa wielocząsteczkowego.
W temperaturze pokojowej są twarde, mało sprężyste, a przy obniżeniu temperatury stają się kruche. Twardy polichlorek winylu, z uwagi na jego dużą odporność chemiczną, znajduje zastosowanie przede wszystkim do produkcji rur i wykładzin, zbiorników na naczynia, na oleje i tłuszcze. Może być również wykorzystywany na płyty gramofonowe lub taśmy magnetofonowe. Daje się łatwo kleić i spawać, jest w zasadzie niepalny. Jest odporny na działanie kwasów, zasad, benzyny. Polichlorek winylu miękki stosuje się do wyrobu folii, giętkich węży do wody, powłok antykorozyjnych, wykładzin podłogowych oraz różnych przedmiotów codziennego użytku i pojemników.

6.POLIURETANY
Stopień usieciowania tworzywa może być bardzo zróżnicowany. W wyniku polimeryzacji addycyjnej pomiędzy diolem (alkohol z dwiema grupami OH) i dwuizocyjanianem (związek z dwiema grupami izocyjanianowymi - N = C = O ), wg przedstawionego schematu, otrzymuje się tworzywo o budowie łańcuchowej, nieusieciowanej.
Są to polimery termoplastyczne, a ich własności zbliżone są do poliamidów. W odróżnieniu jednak od poliamidów nie chłoną wody, mają bardzo dobre własności dielektryczne. Znajdują odpowiednio szerokie i różnorodne zastosowanie. Przykładowo można z nich wytwarzać włókna odzieżowe, oploty przewodów, folie do wyrobu worków, kształtki, lakiery do izolacji przewodów i malowania podłóg, kleje do różnych materiałów, m.in. do metali lekkich i stali, rodzaj miękkiej gumy na membrany, opony, podeszwy do butów.

7.POLIOCTAN WINYLU otrzymuje się z acetylenu, ropy naftowej i gazu ziemnego.
Zależnie od stopnia polimeryzacji polimery te otrzymuje się jako substancje oleiste, miękkie kleiste lub twarde żywice. Do różnych celów miesza się je i stosuje w postaci roztworów, mieszanek do powlekania, jak również w postaci perełek w różnych gałęziach przemysłu, jak przemysł farb, lakierów, tekstylny, papierniczy i klejów.

8.POLIWĘGLANY otrzymuje się z trującego fosgenu i dianu.
Są one tworzywami termoplastycznymi o bardzo wysokiej temperaturze mięknięcia (około 1700C). Z powodu bardzo słabej zdolności do krystalizacji polimeru czyste produkty z poliwęglanu są bezbarwne i przejrzyste. Polimer może być przetwarzany z roztworu jak również, biorąc pod uwagę jego termoplastyczny charakter, na zwykłych maszynach stosowanych do przerobu tworzyw sztucznych. Z poliwęglanów można produkować włókna, folie, rury, wyroby drążone i inne. Uwzględniając dużą odporność na ciepło, jak również bardzo dobre własności mechaniczne i dielektryczne, stosuje się poliwęglany w przemyśle elektronicznym, w medycynie i do produkcji części maszyn i urządzeń, którym stawiane są duże wymagania techniczne, jak również na przedmioty codziennego użytku.

9.OCTAN CELULOZY
Otrzymuje się go z celulozy przez modyfikację mieszaniną kwasu octowego i bezwodnika octowego. Bardzo dobrze chłonie wodę, jest polarny. Tworzywo to znajduje zastosowanie w przemyśle fotograficznym (niepalne błony filmowe), na opakowania, w przemyśle maszynowym i narzędziowym, odzieżowym i lakierniczym.

10.AZOTAN CELULOZY znana nazwa handlowa to celuloid.
Otrzymuje się przez estryfikację celulozy kwasem azotowym w obecności kwasu siarkowego. Tworzywo to, które daje się szczególnie łatwo barwić i przerabiać, pomimo jego palności, znajduje szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Azotan celulozy stosowany jest na różne wykładziny, np. w przemyśle instrumentów muzycznych, jak również do produkcji zabawek
i przedmiotów codziennego użytku, artykułów technicznych i innych. Tworzyw to znajduje również zastosowanie w przemyśle lakierniczym (lakiery nitro, lakier kolodionowy).

11.POLIIZOBUTYLEN wytwarza się z produktów pirolizy ropy naftowej lub węgla (syntez benzyny).
Zależnie od stopnia polimeryzacji różnych postaci poliizobutylenu własności jego mogą być różne i obejmują materiały od lepkiego oleju do produktów o własnościach podobnych do twardej gumy. Jako materiał konstrukcyjny tworzywo to nie może znaleźć zastosowania ze względu na to, że nawet nie jest jeszcze materiałem twardym. Niskocząsteczkowe materiały omawianego tego typu znajdują zastosowanie jako dodatki uszlachetniające, jako smary, kleje, folie, płyty i węże z poliizobutylenu stosowane są w przemyśle chemicznym, w budownictwie, w elektrotechnice, w przemyśle spożywczym, często też jako okładziny i wykładziny.

Tworzywa sztuczne produkuje się na większą skalę dopiero od 80 lat, mimo to przewyższają znane od dawna materiały pod wieloma względami. Jednak żadne tworzywo sztuczne nie jest materiałem idealnym, ich zastosowanie wymaga oceny zalet i wad. Ich zaletami są: mały ciężar właściwy, brak zapachu i smaku, duża odporność na korozję, odporność na działanie kwasów i zasad, łatwość barwienia i dobre własności izolacyjne, zarówno elektryczne, jak i cieplne. Jednakże ich rozszerzalność cieplna jest większa niż metali, a odporność na działanie wyższych temperatur - znacznie mniejsza.

Szkło - to substancja, o właściwościach mechanicznych zbliżonych do ciała stałego, powstałego w wyniku przechłodzenia stopionych surowców, głównie minerałów i innych surowców nieorganicznych. Z prostych składników, takich jak: czysty piasek kwarcowy - SiO2, soda - Na2CO3 i wapień - CaCO3, można otrzymać szkło. Brak uporządkowanej struktury w przestrzeni zbliża szkło do cieczy, natomiast sztywność i kruchość do ciał stałych. W życiu codziennym termin szkło kojarzy nam się z szybami okiennymi. Jest to dowód na to, że szkło dobrze przepuszcza promienie widzialne (ok.90%). Szkło ma kilka pożytecznych cech: nie przewodzi ciepła ani elektryczności i ma twardą powierzchnię nie reagującą z większością chemikaliów. Szkło w stanie ogrzewania stopniowo mięknie i powoli przechodzi w gęstą ciecz. W czasie oziębiania ciecz staje się coraz mniej płynna, stopniowo przechodzi w masę plastyczną dającą się formować, aż wreszcie zastyga w postaci zupełnie sztywnej.

Ani w czasie ogrzewania, ani w czasie studzenia szkła nie możemy stwierdzić określonej, stałej temperatury, w której następuje topnienie lub krzepnięcie. Wiemy jednak jak wygląda ułożenie atomów tlenu i krzemu w stanie krystalicznym oraz w stanie szklistym. W stanie krystalicznym atomy ułożone są w kształcie figury geometrycznej np. sześcianu, a w stanie szklistym uporządkowane są asymetrycznie.

Klasyfikacja szkła :

• Szkło budowlane: płaskie walcowane i ciągnione, zespolone, hartowane, barwne nieprzejrzyste, piankowe, szkła budowlane są zazwyczaj szkłami sodowo-wapniowo-potasowo-krzemianowymi.

• Szkło jenajskie zwane też szkłem boro-krzemianowym - po raz pierwszy wynalezionym w Jenie, które cechuje stosunkowo niską temperaturą topnienia (ok. 400 °C), łatwością formowania i jednocześnie wysoką odpornością na nagłe zmiany temperatury. Jest ono stosowane w sprzęcie laboratoryjnym i kuchennym. Jego odmianą jest szkło pyrex, które posiada skład znacznie ulepszony w stosunku do szkła jenajskiego.

• Szkło ołowiowe (kryształowe) - przepuszczalne dla ultrafioletu, o bardzo wysokim współczynniku załamania światła. Jest bezbarwne lub o odcieniu żółtym lub fioletowym. Gęstość 3,4 - 4,6 g/cm3. Używane do produkcji wyrobów dekoracyjnych, soczewek optycznych, przezroczystych osłon przed promieniowaniem rentgenowskim (o grubości równoważnej zwykle 2 lub 5 mm ołowiu) i promieniowaniem gamma.

Niektóre rodzaje szkła budowlanego :

• Szkło okienne - jest to szkło płaskie, najczęściej produkowane metodą float (szkło płynie w postaci wstęgi na powierzchni ciekłej cyny). Inną wykorzystywaną jeszcze metodą jest metoda szkła ciągnionego (metoda Furcault'a). Jednak tą metodą szkło produkowane jest coraz rzadziej. Szkło float może być produkowane w grubościach od 2 do 19 mm. Szkło do stosowania w budownictwie dostępne jest standardowo w grubościach od 3 do 12 mm. Przepuszczalność światła zależy od grubości oraz zawartości tlenku żelaza w masie szklanej. Szkło o niskiej zawartości tlenku żelaza nazywane jest szkłem odbarwianym lub ekstrabiałym.

• Szkło płaskie walcowane - produkowane najczęściej jako szkło ornamentowe (wzorzyste) w grubościach od 3 do 8 mm.

• Szkło płaskie zbrojone - z wtopioną metalową siatką zbrojeniową, w taflach o grubości od 5 do 8 mm.

• Szkło płaskie barwione w masie (często stosowana jest nazwa handlowa - Antisol) - szkło takie posiada cechę pochłaniania energii promieniowania słonecznego, dlatego nazywane jest też szkłem przeciwsłonecznym. Ze względu na własności absorpcji promieniowania słonecznego szkło takie w budownictwie poddawane jest procesowi hartowania, aby zwiększyć jego odporność na powierzchniową różnicę temperatur.

• Szyby zespolone - zestawy szyb złożone z dwóch, trzech lub więcej pojedynczych szyb przedzielonych ramką dystansową, które produkuje się z dwustopniowym uszczelnieniem krawędzi zespolenia.

• Szkło hartowane - o większej wytrzymałości mechanicznej i większej odporności na powierzchniową różnicę temperatur. Otrzymywane przez poddanie szkła zwykłego odpowiedniej obróbce termicznej polegającej na podgrzaniu do temperatury 620 - 680°C i bardzo szybkim schłodzeniu sprężonym powietrzem - co powoduje zmianę jego mikrostruktury - tworzy się bardzo regularna sieć drobnych kryształków krzemionki poprzedzielana niewielkimi domenami fazy amorficznej. Na skutek takiej wysoce krystalicznej struktury, przy rozbiciu szkło to rozpada się na małe kawałeczki o nieostrych krawędziach. Używane w budownictwie i do produkcji szyb samochodowych.

• Szkło refleksyjne - szkło płaskie, które w procesie on-line (metoda pyrolityczna) lub off-line (metoda magnetronowa), poddawane jest obróbce polegającej na napyleniu specjalnej selektywnej powłoki, która przepuszcza światło, ale posiada duży współczynnik odbicia promieniowania podczerwonego. Zastosowanie takiego szkła latem zabezpiecza pomieszczenia przed nagrzaniem, zimą ogranicza wypromieniowanie ciepła z wnętrza pomieszczenia. Przez możliwość naniesienia warstwy refleksyjnej o różnej barwie - daje ciekawe efekty architektoniczne na elewacjach budynków.

• Szkło elektroprzewodzące - z naniesioną powłoką z materiału elektroprzewodzącego.

• Szkło nieprzezroczyste (marblit) - w postaci płyt i płytek używanych do dekoracji ścian.

• Ponadto ze szkła produkowane są wyroby takie, jak np. pustaki szklane, wełna szklana.

Szczególnym zastosowaniem szkła jest produkcja tzw. włókna szklanego. Powstaje ono przez przeciskanie stopionej masy szklanej przez otwory o bardzo małej średnicy. W zależności od średnicy i składu włókno takie ma dwa główne zastosowania :Światłowód dzięki wewnętrznemu odbiciu impulsy świetlne w odpowiednio przygotowanym włóknie szklanym mogą bez znaczącego osłabienia pokonywać ogromne odległości. Dodatkowo jedno włókno światłowodowe może przekazywać jednocześnie wiele takich impulsów o różnych częstotliwościach, dzięki czemu przepustowość informacyjna światłowodu jest gigantyczna w porównaniu z tradycyjnymi miedzianymi przewodami. Światłowody mają ogromne i wciąż rosnące zastosowanie w teleinformatyce. Tkaniny i maty szklane służące do zbrojenia sztucznych żywic czyli produkcji tzw. laminatów. W połączeniu z żywicami poliestrowymi (tańszymi) lub epoksydowymi (droższymi, ale wytrzymalszymi i odporniejszymi) tworzą lekki, wytrzymały i odporny materiał konstrukcyjny powszechnie stosowany w lotnictwie, szkutnictwie, przemyśle samochodowym itp. W wypadku droższych i bardziej wymagających konstrukcji włókna szklane bywają uzupełniane lub zastępowane węglowymi lub aramidowymi, jednak jako podstawowy składnik laminatów długo pozostaną dominujące, zwłaszcza ze względu na stosunkowo niską cenę.

Materiały ceramiczne

Ceramiką nazywamy wyroby uformowane , a następnie wypalane lub spieczone z gliny lub mas ceramicznych .Są to nieorganiczne związki metali z tlenem, azotem, węglem, borem i innymi pierwiastkami w których atomy połączone są wiązaniami jonowymi i kowalencyjnymi.( związki chemiczne metali z niemetalami). Z greckiego CERAMOS-materiał wypalony. Ceramika należy do najstarszych materiałów w Europie . Najstarsze wyroby glinowe pochodzą z okresu paleolitu .Wiek najstarszych wyrobów z ceramiki znalezionych w dolinie Nilu ocenia się na 15 tys. lat. Na terenie Polski wyroby garncarskie i wypalanie ceramiki pojawiło się ponad 6 tysięcy lat temu.

Klasyfikacja materiałów ceramicznych:

Ze względu na strukturę wyroby ceramiczne dzielimy :wyroby o strukturze porowatej i nasiąkliwości wagowej do 22% należą do tej grupy wyroby ceglarskie , ogniotrwałe, Ceglarskie - cegły pełne , pustaki ceramiczne, pustaki wentylacyjne, akermany.

Szkliwione - płytki ścienne i kafle,Ogniotrwałe - kształtki i cegły szamotowe, kształtki krzemionkowe i termalitowe -wyroby o strukturze spieczonej i nasiąkliwości wagowej dochodzącej do 12%. Są to: cegły budowlane, klinkierowe, cegły kanalizacyjne, cegły z krzemionki , klinkier drogowy, płytki klinkierowe, kształtki, płytki podłogowe terakotowe, płytki kształtki kamionkowe ścienne i szkliwione, płytki krzemionkowe kwasoodporne , kamionkowe rury, kształtki kanalizacyjne -ceramika są to : płyty ścienne szkliwowe , wyroby fajansowe, wyroby sanitarne (umywalki , miski).

Ceramikę można podzielić na:

1.Welkotonażową ( masowo produkowana):

• materiały budowlane. Ceramiczne wyroby budowlane otrzymuje się
  przez przetwarzanie gliny z dodatkiem barwników. Przetwarzanie polega
  na przygotowaniu gliny, zmieszaniu, uformowaniu wyrobu, suszeniu
  do stałej masy temperaturze 100°C, wypaleniu wyrobu.
  

• ceramika szlachetna porcelana - wyrabiana z glinki porcelanowej i topników. Jest ona szklista, biała. Posiada twarde szkliwo mocno stopione. Wydaje czysty, metaliczny dźwięk, posiada dużą odporność na wysoką temperaturę i dużą kwasoodporność, jest twardsza od stali. Z porcelany wyrabia się różnego rodzaju zastawy stołowe, filiżanki.
  fajans - posiada porowaty czerp barwy kremowej i całkowicie nieprzeświecalny. Jest on mniej
  twardy niż porcelana i lżejszy. Na przełomie szary. Wydaje głuchy dźwięk, po pewnym czasie tworzy się na nim drobna siateczka pękań. Ma dużą nasiąkliwość i mała wytrzymałość mechaniczną. Jest najsłabszym materiałem ceramicznym.
  porcelit - materiał pośredni miedzy porcelana a fajansem; rożni się od porcelany tym, ze ma odcień szary, względnie kremowy; tworzywo spieczone, wytrzymale; nasiąkliwość ok. 3%; do produkcji stosuje się tu gliny, a nie kaoliny jak w przypadku porcelany - stąd pochodzi barwa porcelitu
  ceramika sanitarna
  

• ceramika ogniotrwała (wyłożenia pieców) - wyroby ogniotrwałe o czerepie spieczonym lub porowatym, otrzymywane z surowców mineralnych dobranych do środowiska, w którym będą zastosowane, np. wyroby szamotowe (z glin ogniotrwałych i szamotu), krzemionkowe (z kwarcytu), korundowe (z boksytu), magnezytowe (z magnezytu), dolomitowe (z dolomitu), chromitowe (z chromitu); odporne na działanie temperatury powyżej +1580°C, na obciążenia dynamiczne i działanie czynników chemicznych; stosowane w postaci cegieł, kształtek i zapraw do budowy pieców hutniczych, szklarskich, ceramicznych itp.

2. Specjalna (otrzymuje się ją z bardzo czystych związków na zasadzie syntezy chemicznej):

• materiały elektryczne - materiały ceramiczne stosowane w mikroelektronice mają wyjątkowe znaczenie, ich wartość stanowi ok. 80% ogólnej wartości produkowanych obecnie materiałów ceramicznych.
  

• materiały narzędziowe (np. szara, biała, czarna). Materiały narzędziowe są to materiały stosowane do wyrobu części roboczych lub całych narzędzi. Spiekane tlenki metali są to materiały narzędziowe ceramiczne. Podstawowym materiałem wyjściowym do produkcji płytek jest tlenek glinu (Al2O3). Ponadto zawierają niewielkie ilości innych składników jak tlenek magnezu, oraz tlenki innych metali. Produkcja tych płytek odbywa się w następujących etapach:

1. wytworzenie tlenków metali

2. wytworzenie proszków tlenków metali

3. zmieszanie tlenków w odpowiedniej temp.

4. wytworzenie kształtek (płytek) - odbywa się to w formach przez prasowanie lub odlewanie pod ciśnieniem

5. spiekanie w temp. powyżej 1700◦C. Płytki takie odznaczają się wielką odpornością na ścieranie, oraz nie tracą własności skrawających do temp. 1200◦C. Poważną wadą wytwarzanych płytek są znacznie niższe wskaźniki wytrzymałościowe, oraz skomplikowany proces technologiczny.

W przemyśle używa się 2 rodzajów spiekanych tlenków metali

1. Białe - przeznaczone do obróbki żeliwa szarego i stali miękkich dużymi prędkościami skrawania.

2. Płytki czarne - przeznaczone do obróbki twardych żeliw i stali hartowanych, oraz do obróbki wszystkich materiałów (wykończeniowej).

 szkło
Materiały odporne na ścieranie
Podgrupa tworzyw ceramicznych topionych lub transformowanych z układu zol-żel (ceramika) organicznych ( szkło organiczne) lub metalicznych ( szkło metaliczne). Ciało bezpostaciowe, którego własności ( sztywność, kruchość ) zbliżają do ciała stałego, a brak uporządkowanej struktury do cieczy. Szkło przepuszcza promieniowanie widzialne, jest dobrym izolatorem termicznym i elektrycznym, posiada mały współczynnik rozszerzalności cieplnej, odporne na działanie kwasów oraz czynników atmosferycznych. Surowcami do produkcji szkła są głównie piasek kwarcowy, boraks, skalenie sodowo - potasowe, soda, wapienie. Odpowiednio dobraną mieszaninę surowców wraz z dodatkami wytapia się w temperaturze 1300-17000C w piecach szklarskich na jednorodną masę szklaną, z której formuje się wyroby przez wydmuchiwanie (np. naczynia), prasowanie lub wytłaczanie (np. wyroby grubościenne), ciągnienie ( np. pręty, rury), walcowanie ( np. szkło taflowe i zbrojone). Rozróżnia się wiele gatunków szkła między innymi ze względu na ukształtowanie:

 naczyniowe

 taflowe

 optyczne

 piankowe

 komórkowe

 włókna i cienkie warstwy

 kompozyty - dobrą sztywność i twardość ceramiki można czasami połączyć z odpornością na obciążenia dynamiczne polimerów czy metali przez wytworzenie kompozytu. Przykładem mogą być tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami szklanymi lub węglowymi; włókna szklane lub węglowe usztywniają dość miękki polimer. Jeżeli włókno pęknie, pękniecie rozprzestrzeni się w miękkim polimerze ulega w nim zahamowaniu, nie uszkadzając reszty przekroju. Innym przykładem jest cermetal: cząstki twardego węglika wolframu są powiązane metalicznym kobaltem, tak jak żwir spojony smołą daje odporną na ścieranie nawierzchnie jezdna. Kość jest naturalnym kompozytem ceramicznym - cząstki hydroksyapatytu (ceramiki) są spojone kolagenem(polimer).

Właściwości wyrobów ceramicznych:

• twardość

• kruchość

• duża odporność cieplna

• ogniotrwałość

• duża odporność na korozję

• duża wytrzymałość mechaniczna

• duży moduł Younga

• mała wytrzymałość na zginanie

• praktycznie nie ma odkształcenia plastycznego

Guma to bardzo rozciągliwy materiał zwykle nieprzepuszczalny dla wody. Guma nie jest przeważnie odporna na wysoką temperaturę i pali się wydzielając czarny, gryzący dym. Gumę stosuje się jako materiał na uszczelki, elastyczne przewody oraz opony.

Guma ma być bardzo elastyczna w zakresie temperatur od -60 do 220 °C. Jednak w praktyce poszczególne gatunki gumy spełniają ten wymóg tylko w niewielkim zakresie temperatur. Oznacza to, że w zależności od przewidywanej temperatury pracy urządzenia należy zmieniać rodzaj zastosowanej gumy. Przykładem mogą być tutaj letnie i zimowe opony samochodowe. Guma może się rozciągnąć aż 12 razy, nim zostanie zerwana. Wytrzymałość na rozciąganie dla gumy to od 2,5 do 50 MPa. Gęstość gumy waha się w granicach o 1,1 do 1,5 g/cm³.

Przemysł chemiczny wytwarza ogromną ilość rodzajów gumy. Poprzez mieszanie szeregu polimerów tworzących osnowę oraz bardzo różnorodnych wypełniaczy można uzyskać materiały o całkowicie przeciwstawnych własnościach. W zależności od użytych surowców rozróżnia się gumę naturalną produkowaną kauczuku otrzymywanego z żywicy drzewa Hevea brasiliensis - lateksu, zawierającą cis-(poli)izopren oraz gumę syntetyczną produkowaną np. w oparciu o butadien oraz inne substancje.

Produkcja gumy

Prawie każdy gatunek gumy otrzymuje się poprzez wulkanizację. Guma przed wulkanizacją składa się z ułożonych obok siebie bardzo długich łańcuchów polimerowych. Wulkanizacja powoduje sieciowanie tych łańcuchów, co wzmacnia uzyskany materiał, nadaje mu elestyczność i uodparnia na wpływ środowiska. Współczesna guma często jest łączona z innymi materiałami np. siatkami stalowymi tworząc kompozyty. Przykładem może być tutaj opona samochodowa, która stanowi bardzo zaawansowany wyrób nowoczesnej technologii.

Wyroby gumowe

Z gumy produkuje się ogromną ilość wyrobów. Niektóre z nich to:

• gumka do ścierania, artykuły piśmiennicze,

• gumowa zatyczka.

• gumowe pokrycie lub pokrowiec,

• kołnierz gumowy,

• opona i dętka do pojazdu mechanicznego,

• przewód gumowy,

• sprzęt erotyczny - prezerwatywa,

• sprzęt medyczny - rękawiczki chirurgiczne,

• sprzęt sportowy - czepek pływacki, piłka, balon,

• ubranie i obuwie wodoodporne oraz ochronne - kalosze, płaszcz przeciwdeszczowy, strój przeciwchemiczny, maska gazowa,

• uszczelka,

Guma syntetyczna rozkłada się w naturalnym środowisku przez całe dziesięciolecia. Wyrzucanie wyrobów gumowych poza wysypiskami śmieci powoduje bardzo duże straty ekologiczne. Guma może być utylizowana przez spalanie w specjalnych piecach.

Materiały uszczelniające

Uszczelnienia są stosowane na każdym kroku, począwszy od budownictwa, poprzez motoryzację, a skończywszy na artykułach gospodarstwa domowego i opakowaniach. Uszczelnienia zarówno elastyczne, jak i twarde mogą być wytwarzane z jednego składnika, jak materiały spienione albo materiały lite. Uszczelnienia można wykonywać wcześniej w zakładach przetwórstwa tworzyw sztucznych lub na miejscu montażu.

Uszczelnienia gumowe
Guma na bazie kauczuków syntetycznych i kauczuku naturalnego jest pod stawowym materiałem stosowanym do wytwarzania uszczelnień. Składnikiem decydującym o właściwościach wulkanizatów gumowych jest kauczuk. Makrocząsteczki kauczuków pod wpływem siarki lub innych procesów chemicznych ulegają procesom sieciowania, tworząc gumę. Gumy wykazują zdolność odwracalnego rozciągania, nie ulegają jednak mięknięciu pod wpływem ogrzewania i nie można ich przetwarzać metodami stosowanymi w przetwórstwie tworzyw termoplastycznych. Do wytwarzania wulkanizatów gumowych stosuje się różne kauczuki:
• kauczuki nitrowe (NBR) - wulkanizaty tego kauczuku charakteryzują się wysoką elastycznością, wytrzymałością na zerwanie, małym odkształceniem przy ściskaniu oraz odpornością na oleje - uszczelnienia na bazie tego kauczuku stosowane są w hydraulice i pneumatyce;
• kauczuki akrylowe - wulkanizaty wykazują lepszą odporność na gorące powietrze, tlen, ozon i oleje niż wulkanizaty nitrowe. W porównaniu z elastomerami wykazują mniejszą odporność na zerwanie, ponadto charakteryzują się dużym odkształceniem trwałym przy ściskaniu. Uszczelnienia na bazie kauczuku akrylowego mogą być stosowane w zakresie temperatur od -20 do 150 st .C, są one odporne na oleje mineralne (silnikowe i przekładniowe) i w ograniczonym stopniu na wodę;
• kauczuk chloroprenowy - wulkanizaty chloroprenowe wykazują dobrą odporność na ozon, naturalne warunki atmosferyczne, związki chemiczne, nie są one odporne na paliwa, węglowodorowe aromatyczne i węglowodory chlorowane; gumę na bazie tego kauczuku stosuje się zazwyczaj do wytwarzania uszczelnień narażonych na działanie warunków atmosferycznych;
• kauczuk silikonowy - charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością na wysokie i niskie temperatury, wykazuje dobre właściwości dielektryczne i bardzo dobrą odporność na tlen i ozon, jest niepalny, wyroby można stosować w szerokim zakresie temperatur od -60-200 st. C, nie należy natomiast ich stosować jako uszczelnień części ruchomych ze względu na niską wytrzymałość na rozdzieranie i dużą ścieralność;
• kauczuk fluorowy - kopolimery głównie fluorku winylidenu i heksafluoropropylenu lub fluorku winylidenu i trifluorochloroetylenu, są to niepalne materiały o bardzo dużej odporności cieplnej i chemicznej, są odporne na tlen, a także na promieniowanie ultrafioletowe. Materiały na bazie kauczuków fluorowych można stosować w temperaturze od -25 do 200oC. Wulkanizaty fluorowe są odporne na oleje i smary mineralne, węglowodory aromatyczne i alifatyczne, oleje syntetyczne do silników samolotowych, nie są natomiast odporne na stężone roztwory mocnych zasad i kwasów, kwasy organiczne, ketony, estry i etery, a także na gorącą wodę i parę wodną;
• kauczuk butadienowo-styrenowy (SB) - wulkanizaty wykazują podwyższoną odporność na ścieranie, a także na działanie ozonu, warunków atmosferycznych i podwyższonej temperatury;
• kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy (EPDM) - mieszanki gumowe na bazie tego kauczuku stosowane są do uszczelnień pracujących w instalacjach wodnych, pralkach automatycznych i automatycznych hydraulice.

Odrębną grupę materiałów do wytwarzania uszczelnień elastycznych stanowią tworzywa termoplastyczne, niewymagające wulkanizacji.

Uszczelnienia z plastyfikowanego PVC (PVC-P)
Powszechnie znanym materiałem, do tej pory stosowanym, jest plastyfikowany poli-(chlorek winylu) (PVC-P). Uszczelnienia z plastyfikowanego PVC wytwarza się na ogół metoda wytłaczania w postaci profilu o określonym kształcie. Kształt profili dobiera się w taki sposób, aby ściśle przylegały do uszczelnianych elementów. W celu uzyskania odpowiedniej twardości uszczelki stosuje się różne zawartości zmiękczaczy spełniających określone wymagania użytkowe - coraz częściej stosuje się niskim stopniem migracji do powierzchni wyrobu, gdyż w przeciwnym wypadku ulegają one stwardnieniu. Poli-(chlorek winylu) można dowolnie modyfikować i w efekcie uzyskuje się uszczelnienie o szerokim wachlarzu zastosowań, odporne na różne media (np. oleje, tłuszcze, odporne na niskie temperatury, itd.). Uszczelnienia z poli-(chlorku winylu) są szeroko stosowane szczególnie w budownictwie ze względów głównie ekonomicznych i właściwości użytkowych.

Uszczelnienia z elastomerów termoplastycznych (TPE)
Elastomery termoplastyczne niewymagające wulkanizacji - przetwarza się wszystkimi metodami stosowanymi w przypadku konwencjonalnych tworzyw termoplastycznych. Są to układy dwufazowe: jako polimery blokowe, polimery szczepione lub kopolimery złożone z dwóch nie mieszalnych wzajemnie składników. Proces przetwórstwa elastomerów termoplastycznych jest zdecydowanie łatwiejszy w porównaniu z mieszankami gumowymi, a właściwości wyrobów są porównywalne z właściwościami wyrobów na bazie kauczuków chloroprenowych czy EPDM. Elastomery termoplastyczne są układami dwóch odrębnych faz: semikrystalicznej i amorficznej. Ogólnie elastomery termoplastyczne można podzielić na następujące klasy: kopolimery blokowe styrenu (SBS), blendy poliolefinowe (TPO), stopy elastomerowe, poliuretany termoplastyczne i polimery termoplastyczne.

Termoplastyczne elastomery oleinowe (TPO)
Najczęściej są to bledy homopolimeru lub kopolimery propylenu z kauczukiem: etylen-propylen (EP) lub etylen-propylen-dien (EPDM). Elastomery te mogą zawierać inne dodatki, np.: napełniacze, stabilizatory UV,

Termoplastyczne elastomery styrenowe
Kopolimery blokowe, najczęściej spotykane to styren/butadien/styren (SBS), styren/etylen-butadien/styren (SEBS) i styren/etylen-propylen/styren (SEPS). Charakteryzują się one przy rozciąganiu parametrami porównywalnymi do gumy, wykazują bardzo dobre właściwości dielektryczne, są odporne na kwasy i zasady, mogą być wytwarzane w szerokim przedziale twardości od 28 do 95 Sh A. Często są one stosowane do modyfikacji innych tworzyw termoplastycznych, szczególnie poliolefin. antyutleniacze itp.

Elastomery poliuretanowe
Ze względu na sposób przetwarzania można je podzielić na trzy główne grupy: elastomery lane, walcowane (sieciowane siarką, izocyjanianami lub nadtlenkami) i termoplastyczne (elastoplasty). Reaktywne układy poliuretanowe zwykle są dostępne w postaci tzw. systemów, których skład i składniki są odpowiednio dobrane.
Termoplastyczne elastomery poliuretanowe - tzw. elastoplasty - w warunkach użytkowania wykazują cechy charakterystyczne dla elastomerów, po ogrzaniu uplastyczniają się i można je przetwarzać metodami typowymi stosowanymi w przetwórstwie tworzyw termoplastycznych. Właściwości wyrobów z tworzyw poliuretanowych zależą od zastosowanych składników i w dużym stopniu od metody otrzymywania.

Farba - to substancja, która naniesiona na powierzchnię tworzy na niej powłokę ochronną, dekoracyjną lub specjalną. Podstawową funkcją farby jest ochrona pomalowanej powierzchni przed czynnikami atmosferycznymi, chemicznymi, biologicznymi, czy mechanicznymi.

Farby w swym składzie zawierają różne składniki: spoiwa, substancje błonotwórcze, żywice, pigmenty, barwniki, plastyfikatory, dodatkowe substancje (konserwujące, opóźniające wysychanie itp.) oraz składniki lotne tj. rozpuszczalniki i rozcieńczalniki. Te ostatnie nadają farbie pożądaną lepkość. Substancje błonotwórcze wiążą pigmenty i mają zdolność tworzenia powłok, żywice zwiększają twardość powłoki a plastyfikatory zwiększają jej elastyczność.
Można stosować różnego rodzaju kryteria podziału farb, np. ze względu na mechanizm schnięcia, charakter substancji błonotwórczej, spoiwa, stan fizyczny czy zastosowanie. Farbami można pokrywać różne rodzaje powierzchni: drewno, skórę, papier, beton, metale tworzywa sztuczne, pod warunkiem dobrania odpowiedniego rodzaju farby. Malować można za pomocą wałka, pędzla, przez zanurzenie, natryskiwanie oraz za pomocą metod nowoczesnych, np. natryskiwanie elektrostatyczne czy napylanie farby proszkowej.
Jeśli chodzi o wysychanie farb, to zachodzi ono na dwa sposoby - przy wykorzystaniu zjawisk fizycznych lub przemian chemicznych. Pierwszy sposób polega na odparowywaniu rozpuszczalnika - pozostałe składniki zasychają, tworząc powłokę. Proces ten zachodzi szybko i jest na ogół odwracalny, zwilżenie powłoki rozpuszczalnikiem pozwala usunąć farbę. Wysychanie chemiczne zaś zachodzi pod wpływem reakcji chemicznej a cały proces nazywany jest utwardzaniem. Jeśli utwardzanie zachodzi pod wpływem tlenu mówimy o schnięciu oksydacyjnym, dotyczy to np. farb ftalowych i olejnych. Proces schnięcia chemicznego jest powolny, utworzone w jego wyniku powłoki nie są rozpuszczalne.

Najpopularniejszy stosowany podział farb odnosi się do rodzajów użytego spoiwa.

Wyróżniamy farby:

• alkidowe (ftalowe)

• chlorokauczukowe

• winylowe (poliwinylowe)

• epoksydowe

• poliuretanowe

• akrylowe.

Farby alkidowe nazywane są często ftalowymi ze względu na fakt, iż większość używanych do ich produkcji żywic zawiera bezwodnik ftalowy. Żywice te są tłuste, średnio tłuste i chude. Właściwości farby - czas schnięcia, elastyczność, odporność na czynniki atmosferyczne, żółknięcie - zależą od ilości kwasów tłuszczowych zawartych w żywicy oraz od ich rodzaju, np. te z olejem lnianym wykazują tendencje do żółknięcia. Farby alkidowe schną oksydacyjnie, czyli pod wpływem tlenu z powietrza, dlatego też nie powinno się stosować zbyt grubych powłok tych farb. Cienka warstwa wierzchnia zastyga, tworząc powłokę, która nie dopuszcza tlenu do warstw farby znajdującej się głębiej. Farby ftalowe są łatwe do stosowania, mają dobrą rozlewność. Te na bazie tłustych żywic dobrze zwilżają powierzchnię, co pozwala nanosić je na powierzchnie oczyszczone ręcznie. Wykazują dobrą odporność na czynniki atmosferyczne. Ulegają jednak zmydleniu, miękną w wodzie, nie są odporne na rozpuszczalniki i chemikalia. Są dość odporne na warunki atmosferyczne, jednak po pewnym czasie tracą połysk i podlegają kredowaniu. Ze względu na zjawisko zmydlania nie powinno się ich stosować na powierzchnie alkaliczne, a więc świeże tynki, powierzchnie ocynkowane oraz te, pokryte farbami krzemianowymi. Nie stosuje się ich również do powierzchni, które mają kontakt z wodą. Chętnie wykorzystywane są przy renowacji. Często są modyfikowane różnymi żywicami, dzięki czemu zyskują dodatkowe właściwości. Dodatek poliwinylu poprawia odporność na wodę i chemikalia, żywice fenolowe nadają połysk i uodparniają na działanie wody oraz substancji alkalicznych. Żywice silikonowe natomiast poprawiają odporność na wysoką temperaturę i wilgoć, nadając powłoce większą trwałość i połysk.

Farby chlorokauczukowe - spoiwem jest w nich chlorowany kauczuk i plastyfikatory niepodlegające zmydlaniu. Wysychają w wyniku przemian fizycznych, czyli odparowania rozpuszczalnika. Powłoka po wyschnięciu jest odporna na wodę, kwasy i zasady. Wykazuje niską przepuszczalność pary wodnej. Ze względu na dużą odporność na działanie chemikaliów używa się ich w środowisku silnie zanieczyszczonym. Nadają się na powłoki silnie obciążone oraz podłoża mineralne. Rozpuszczają je częściowo tłuszcze roślinne i zwierzęce. Farby tego rodzaju ulegają kredowaniu, słabo też utrzymują połysk i żółkną.

Podłoże, na które je kładziemy, powinno być starannie przygotowane, nanosi się je wałkiem lub natryskuje kilkukrotnie ze względu na dużą porowatość powierzchni. Ze względu na swoje właściwości nadają się do malowania betonu, tynków wapiennych i cementowych oraz konstrukcji metalowych i żeliwnych.

Farby winylowe (poliwinylowe) - spoiwem są w tym przypadku kopolimery winylu i innych związków winylowych. Schną poprzez odparowanie rozpuszczalnika, dają grube powłoki już po jednokrotnym natryskiwaniu. Jednak przy suchej i wietrznej pogodzie mają tendencje do zbyt szybkiego wysychania, co prowadzi do powstawania niekorzystnego „suchego natrysku” oraz może powodować wady powłoki - niewielkie dziurki - co znacznie obniża odporność antykorozyjną powłoki. Są twardsze niż chlorokauczukowe i mają lepsze właściwości dekoracyjne - nie żółkną. Są też bardziej odporne na działanie chemikaliów, olejów mineralnych i rozpuszczalniki, nie są jednak odporne na estry i ketony. Stosuje się je tam, gdzie wymagana jest zwiększona odporność na korozję - do konstrukcji stalowych, mostów itp.

Farby epoksydowe - to farby dwuskładnikowe. Wysychają chemicznie w wyniku reakcji chemicznej żywicy i utwardzacza. Miesza się je tuż przed użyciem koniecznie z zachowaniem odpowiednich proporcji. Spoiwem są żywice epoksydowe - tworzywa chemoutwardzalne. Farby dają powłokę trwałą, odporną na czynniki mechaniczne i chemiczne, a także na wodę, oleje, zasady i wiele rozpuszczalników. Farby epoksydowe nie są natomiast odporne na kwasy i promieniowanie ultrafioletowe (silne nasłonecznienie). Nadają się do malowania powierzchni ścian i podłóg, szczególnie do piwnic, magazynów. Podłoże powinno być dobrze przygotowane - zabezpieczone przed przenikaniem wilgoci, suche, przeszlifowane i odpylone. Bardzo ważne jest przestrzeganie zaleceń producenta co do warunków panujących przy malowaniu. Bardzo ważne są proporcje i temperatura prowadzenia mieszanki. Farbę nakłada się wałkiem, między nakładaniem pierwszej i drugiej warstwy musi upłynąć więcej niż 10 godzin, ale mniej niż 24 godziny. Do powierzchni, które mają podwyższone wymagania co do dezynfekcji i czyszczenia stosuje się wodną farbę epoksydową, która nie zawiera rozpuszczalników organicznych. Nadaje się ona na większość powierzchni budowlanych.

Farby poliuretanowe - podobnie jak epoksydowe - to utwardzane chemicznie farby dwuskładnikowe. Jako substancji błonotwórczych używa się tu poliuretanów. Oba składniki miesza się w odpowiednich proporcjach zaraz przed malowaniem. Powłoki uzyskane przy wykorzystaniu farb poliuretanowych są odporne na działanie wody, wilgoci, środków czyszczących i chemikaliów. W przeciwieństwie do farb epoksydowych są odporne na działanie promieni UV. Używa się ich do malowania powierzchni stalowych, z metali lekkich, betonu oraz drewna. Najczęściej używa się ich do malowania i zabezpieczania parkietów, okładzin drewnianych, listew, boazerii z różnych gatunków drewna. Mają wysoką odporność na ścieranie i dużą elastyczność. Powierzchnie, na które nanosi się lakier muszą być wyszlifowane, odpylone i odtłuszczone. Na ogól nakłada się trzy warstwy lakieru w odstępach dwudziestoczterogodzinnych, szlifując i odpylając każdą warstwę. Farby poliuretanowe zawierają lotne substancje szkodliwe dla zdrowia, dlatego trzeba zachować ostrożność przy malowaniu, zapewnić odpowiednią wentylację i sezonować pomalowaną powierzchnię. Na rynku są również farby poliuretanowe jednoskładnikowe, w których rolę utwardzacza pełni wilgoć z atmosfery.

Farby akrylowe są farbami wodorozcieńczalnymi, schną przez odparowanie rozpuszczalnika. Mają dobre właściwości dekoracyjne. Tworzą powłoki odporne na warunki atmosferyczne, są odporne na działanie promieni ultrafioletowych i dobrze utrzymują połysk - nie kredują i nie żółkną. Stosuje się je głównie do podłoży mineralnych i drewna. Farby akrylowe są farbami dyspersyjnymi - emulsjami. Spoiwem jest tutaj zawiesina cząsteczek polimerów w wodzie.

Emalie produkuje się przez dodanie żywicy do farb lub dodanie pigmentów do lakierów. Zawierają one zwykle ok. 40% pigmentów. znaczną ilość żywic oraz spoiwa i rozcieńczalników. Niektóre rodzaje emalii zawierają również wypełniacze i sykatywy. Tworzą trwałe powło­ki o dużej odporności na wpływy atmosferyczne i o dużym połysku. Po­łysk ten zwiększa się przez kilkakrotne powlekanie, pośrednie szlifowa­nie i końcowe polerowanie powłoki. Są one używane do kryjącego wy­kończania elementów mebli z drewna i metalu, w tym również tapicero­wanych. Ze względu na rodzaj użytego spoiwa lub żywicy rozróżnia się emalie olejne, olejne modyfikowane, nitrocelulozowe i ehemoutwTardzalne syn­tetyczne. Nanoszenie ich przeprowadza się w różny sposób: olejne i mo­dyfikowane — pędzlem, nitrocelulozowe i chemoutwardzalne — przez natrysk i polewanie.

Lakiery

Lakierami nazywa się przezroczyste roztwory żywic naturalnych, sztucz­nych i syntetycznych w rozpuszczalnikach organicznych. Rozróżnia się lakiery: olejne, spirytusowe, nitrocelulozowe i z żywic syntetycznych. Lakiery olejne, spirytusowe i nitrocelulozowe nazywane są jedno składnikowymi, gdyż do tworzenia przez nie zeschniętych powłoki nie ma potrzeby stosowania specjalnego składnika, tj. utwardzacza. La- kiery poliestrowe i inne z żywic syntetycznych nazywane są d w u- składnikowymi, ze względu na konieczność stosowania utwardza- cza. I Lakiery mogą być bezbarwne lub podbarwiane za pomocą przezroczy­stych, uprzednio rozpuszczonych barwników. Lakiery olejno- żywiczne złożone są z pokostów i żywic naturalnych. Tworzą trwałe powłoki o wysokim połysku, dość odporne na działanie wody, zmiennych temperatur i otoczenia. Można je nanosić jedynie za pomocą pędzli, a czas schnięcia ich powłok wynosi co najmniej 24 godziny, co uniemożliwia stosowanie tych lakierów w meblarstwie przemysłowym. Dostarczane są w stanie gotowym do użycia, przeważnie w małych 0,5 i 1 kg opakowaniach blaszanych. Jako rozpuszczalniki sto­sowane są w nich oleje, pokost lniany i syntetyczny. Są lakierami coraz rzadziej używanymi'. Lakiery spirytusowe wykazują wyższą zawartość żywicy niż olejne. Do ich produkcji używa się żywicy szelakowej, kalafonii, gli-ptalu itp. składników błonotwórczych. Powłoki tych lakierów są odporne na wpływy atmosferyczne, ale mało trwałe, co jest ich wadą. Schną kró­tko, ale można je stosować jedynie przy najprostszych technikach nano­szenia, co ogranicza ich zastosowanie jedynie do zakładów rzemieślni­czych. W sprzedaży występują w małych blaszanych opakowaniach po 0,5 i 1 kg zawartości w stanie gotowym do użycia. Lakiery nitrocelulozowe stanowią roztwory nitrocelulozy w rozpuszczalniach z dodatkiem żywic i plastyfikatorów. Zawartość ciał błonotwórczych mają niewielką, wynoszącą 20—30%, co powoduje ko­nieczność kilkakrotnego nakładania warstw powłoki. Należą do lakierów szybkoschnących, czas ich schnięcia przy 20°C wynosi 15—20 minut. Tworzą powłoki połyskliwe, twarde, dość odporne na wodę i zmienne temperatury, dające się szlifować i polerować. W zależności od składu chemicznego wykazują różne właściwości i są dostosowane do różnych technologii lakierowania. Do wad nitrolakierów należą: duża toksyczność i łatwopalność, tworzenie z powietrzem mieszaniny wybuchowej przez lotne rozpuszczalniki i rozcieńczalniki, duża zawartość składników lot­nych osłabia przyczepność lakieru do podłoża. W handlu i dostawach występują w opakowaniach blaszanych o róż­nej wielkości, w postaci gotowej do użycia, ale wymagającej rozcieńcze­nia benzenem, ksylenem lub toluenem. Okres gwarancji 3—12 miesięcy w zależności od rodzaju opakowania. Ważniejsze lakiery nitrocelulozowe do drewna to: lakier nitrocelulozowy bezbarwny ogólnego stosowania, lakier nitrocelulozowy bezbarwny matowy v(do lakierowania powierz­chni mebli na mat szlachetny), lakier nitrocelulozowy bezbarwny do gorącego natrysku (do natrysku w temperaturze 70°C}, lakier nitrocelulozowy bezbarwny (do mechanicznego wykańczania na połysk). Lakiery syntetyczne produkowane są na bazie żywic polie­strowych, melaminowych, poliwinylowych, poliuretanowych i innych. Charakteryzują się dość szybkim wysychaniem pod wpływem katalizato­rów i utwardzaczy. Należą do lakierów dwuskładnikowych. W meblarstwie stosowane są następujące ważniejsze lakiery synte­tyczne, dwuskładnikowe, chemoutwardzalne. Lakiery poliestr owe bez barwne — Polimal 110 i 115 sta­nowią roztwory żywicy poliestrowej w monostyrenie z udziałem przyspie­szacza schnięcia i utwardzacza powłok. Są przeznaczone głównie do na­kładania za pomocą polewarek. Lakier matowy do drewna „Plastlak" jest zawiesiną środka matującego w roztworze nitrocelulozowym żywic aminowych i ftalowych. Rolę utwardzacza spełnia w nim alkoholowy roztwór kwasu solnego. Jest stosowany do wykończania powierzchni mebli na mat, a przeznaczony do nakładania przez natrysk pistoletem. Właściwości la­kieru: bezbarwny, o lepkości roboczej 20—30 sekund, żywotność robocza po wymieszaniu składników — do 8 godzin, czas całkowitego wyschnię­cia powłoki przy 20°C wynosi 24 godziny. Tworzy powłoki o dużej twar­dości i odporności na działanie wody, alkoholu i tłuszczów. Lakiery poliuretanowe mają dwa podstawowe składniki: ży­wice poliestrowe oraz polizacyjaniany. Tworzą powłoki w niższych tem­peraturach niż lakiery poprzednio wymienione, gdyż nawet przy 0°C. Po­włoki te są bardzo odporne na niskie temperatury i na wodę. Inne wła­ściwości powłok podobne są do poliestrowych. Ze względu na wysoką ce­nę są rzadziej stosowane w meblarstwie niż inne lakiery syntetyczne.

Rozpuszczalnik to ciecz zdolna do tworzenia roztworu po zmieszaniu z ciałem stałym, inną cieczą lub gazem. Najbardziej znanym rozpuszczalnikiem jest niewątpliwie woda.
Większość rozpuszczalników to związki chemiczne o małej lepkości i stosunkowo niskiej temperaturze wrzenia. Mała lepkość powoduje, że mogą one dość łatwo penetrować rozpuszczaną substancję, zaś niska temperatura wrzenia umożliwia ich oddestylowywanie i parowanie.
Stężeniem roztworu nazwa się stosunek ilości substancji rozpuszczanej do rozpuszczalnika. W zależności od przyjętego sposobu obliczania tego stosunku rozróżnia się stężenie molowe i stężenie procentowe. Rozpuszczalność z kolei to maksymalne stężenie jakie można uzyskać rozpuszczając związek chemiczny w danym rozpuszczalniku.

Rozpuszczalniki stosuje się do:

• przeprowadzania reakcji chemicznych - podstawowym warunkiem dla związku chemicznego pełniącego rolę rozpuszczalnika do reakcji jest jego chemiczna inertność - czyli nie reagowanie ani z substratami ani z produktami reakcji, chociaż rozpuszczalniki wchodzą zwykle w swoiste interakcje z rozpuszczonymi związkami takie jak solwatacja czy tworzenie z nimi nietrwałych związków kompleksowych, lub wiązań wodorowych.

• przeprowadzanie ekstrakcji - czyli procesu wymywania określonych związków chemicznych z np. osadów, minerałów czy roślin.

• rozcieńczanie substancji, które użyte w stanie czystym byłyby zbyt agresywne chemiczne

• czyszczenia, które polega na rozpuszczaniu nie pożądanych substancji w rozpuszczalniku a następnie usuwania całości mechanicznie.

Podstawowy podział rozpuszczalników wynika z ich własności fizycznych i chemicznych.

Ze względu na własności fizyczne rozpuszczalniki dzieli się je na dwie podstawowe grupy:

• niepolarne (apolarne) - które są tworzone przez związki chemiczne posiadające zerowy, albo bardzo mały moment dipolowy

• polarne - które są tworzone przez związki chemiczne o znacznym momencie dipolowym.

Ze względu na własności chemiczne dzieli się je z kolei na:

• protonowe - tj. posiadające w swojej strukturze tzw. kwaśne atomy wodoru, które mogą być łatwo odszczepiane od cząsteczek rozpuszczalnika i tworzyć jony H⁺ oraz wiązania wodorowe. Do rozpuszczalników tego rodzaju zalicza się wodę, alkohole, aldehydy kwasy itp.

• aprotonowe - tj. nie posiadające w swojej strukturze tego rodzaju łatwo odszczepialnych atomów.

Zasadniczo wszystkie rozpuszczalniki protonowe są też polarne, natomiast aprotonowe mogą być zarówno polarne jak i niepolarne. Daje to razem trzy główne grupy rozpuszczalników: protonowe, aprotonowe polarne i aprotonowe niepolarne.
Rozpuszczalniki ze względu na budowę chemiczną dzieli się na dwie :

• organiczne - takie jak ciekłe alkany (np: pentan, heptan, heksan, cyklohesan), areny (benzen, toluen, ksylen), chlorek metylenu, chloroform, etery alifatyczne (zwłaszcza eter dietylowy i THF), alkohole (metanol, etanol propanol, butanol, fenol), estry (np. octan etylu), ketony (głównie aceton), aldehydy (aldehyd mrówkowy, aldehyd octowy), kwasy karboksylowe (zwłaszcza kwas octowy oraz inne (np: dimetyloformamid, dimetylosulfotlenek, dioksan, disiarczek węgla)

• nieorganiczne: woda, kwas siarkowy, kwas azotowy, kwas fluorowodorowy, ciekły amoniak, ciekły azot, nadkrytyczny dwutlenek węgla.

Generalne zasady rozpuszczalności

Przewidywanie w jakim rozpuszczalniku może się rozpuszczać określony związek chemiczny są stosunkowo proste, choć czasami zdarzają się tu niespodzianki.
Ogólną zasadą jest, że podobne rozpuszcza się w podobnym. Np.: związek chemiczny, który posiada kwaśny atom wodoru, albo dużo grup hydroksylowych będzie się chętniej rozpuszczał w rozpuszczalnikach protonowych niż aprotonowych. Podobnie, związek który sam posiada duży moment dipolowy, będzie się chętniej rozpuszczał w rozpuszczalnikach polarnych niż apolarnych. Związki zawierające grupy aromatyczne, będą się chętnie rozpuszczać w arenach.
O związkach mających tendencję do rozpuszczania się rozpuszczalnikach apolarnych mówi się, że mają one własności lipofilowe lub hydrofobowe, zaś o związkach łatwo rozpuszczalnych w polarnych rozpuszczalnikach, że są one lipofobowe lub hydrofilowe. Istnieją też związki, które są z jednej strony lipofilowe, a z drugiej lipofobowe. Nazywa się je związkami amfifilowymi i mają one tendencję do formowania emulsji a nie tzw. roztworów właściwych.

Materiały ścierne

Materiałem ściernym nazywa się substancję mineralną, której elementy po jej rozdrobnieniu mają właściwości ostrzy skrawających.

Rozróżnia się materiały ścierne:

- twarde - o mikrotwardości od 1120HV/0,02 do 4500HV/0,02

- supertwarde - o mikrotwardości powyżej 4500HV/0,02

- polerskie - o różnej twardości, charakteryzujące się drobnoziarnistością

Ziarno ścierne jest to element materiału ściernego po jego rozdrobnieniu. Mikroziarno to ziarno o wielkości mniejszej niż 60 µm. Ze względu na pochodzenie materiały ścierne dzieli się na naturalne i sztuczne. Ścierniwo jest to materiał ścierny rozdrobniony na ziarna określonej wielkości. Podczas rozdrabniania powstają nieregularne ziarna ścierne o najrozmaitszych formach geometrycznych, najczęściej o różnej budowie wewnętrznej i wytrzymałości, zróżnicowanej ostrości krawędzi i różnym zaokrągleniu wierzchołków.

Ziarna ścierne klasyfikuje się ze względu na:

- wielkość

- kształt

- właściwości mechaniczne

Kształt geometryczny ziaren ściernych ma duży wpływ na ich wytrzymałość, zdolność skrawną i siłę wiązania ze spoiwem, a więc decyduje w znacznym stopniu o przeznaczeniu i jakości narzędzi ściernych. Klasyfikacji ziaren, ze względu na ich kształt, dokonuje się na podstawie stosunku wymiarów liniowych prostopadłościanu opisanego na tym ziarnie. Ziarna izometryczne (1:1:1), jako najbardziej wytrzymałe są przeznaczone do produkcji narzędzi spojonych, mieczykowate (1:0,66:0,33) są używane na narzędzia ścierne nasypowe.

Właściwości mechaniczne ziaren decydują o ich trwałości i zdolności skrawnej, a także o kości użytkowej narzędzi ściernych. Określają je następujące wskaźniki:

- mikrotwardość, mierzona metodą Vickersa i Knoopa,

- wytrzymałość statyczna na ściskanie, określona w próbie statycznego ściskania pojedynczych ziaren,

- odporność udarowa, czyli odporność na rozdrabnianie udarowe, określana metodą miotania ziarnami, za pomocą sprężonego powietrza, o twardą powierzchnię w komorze roboczej; jest to miara przydatności ścierniwa do obróbki strumieniowo-ściernej,

- wytrzymałość zmęczeniowa, określana przy zmiennych obciążeniach mechanicznych ściskających,

- wytrzymałość na zmęczenie cieplne.

Oprócz mechanicznych właściwości ziaren są określane ich właściwości użytkowe, tzn. zdolność skrawna pojedynczych ziaren. O jakości narzędzi spojonych decyduje także zwilżalność i spiekalność.

Zwilżalność ścierniwa jest właściwością ważną ze względu na procesy zachodzące między spoiwem a ziarnem podczas produkcji narzędzi ściernych. Im większa zwilżalność, tym lepsze przyleganie spoiwa do ziaren.

Spiekalność ścierniwa charakteryzuje siłę wiązania się przylegających do siebie ziaren po ich ogrzaniu do odpowiedniej temperatury, niższej niż temperatura topnienia ziaren. Stopień spieczenia ziarna wpływa na wytrzymałość i twardość ściernic ceramicznych oraz na właściwości eksploatacyjne, jak: zużycie, siły szlifowania, temperatura i chropowatość powierzchni szlifowanej. Ze wzrostem spiekalności ziarna zwiększają się siły wiązania w ściernicach.

Ścierniwo regenerowane jest wytwarzane ze złomu narzędzi ściernych spojonych przez zastosowanie specjalnych technologii odzysku ziaren(rozdrabnianie, wypłukiwanie spoiwa, suszenie, usuwanie frakcji magnetycznej bądź wypalanie spoiwa organicznego). Stosuje się je do produkcji narzędzi o spoiwie organicznym, przeznaczonych do mało precyzyjnych operacji szlifierskich, a także do wytwarzania narzędzi ściernych nasypowych.

Syntetyczne materiały ścierne

Diament syntetyczny (DS). Proces wytwarzania diamentów syntetycznych może zachodzić w specjalnych, trudno topliwych komorach przy ciśnieniu ok. 6,5 GPa i temp. ok. 2000 K w ciągu kilku minut. Komory te załadowuje się wsadem składającym się z grafitu i katalizatora (najczęściej żelazo, nikiel, kobalt). Skład chemiczny otrzymanego diamentu syntetycznego jest zbliżony do naturalnego i zawiera 99,7% węgla (pozostałe 0,3% to zanieczyszczenia). Diament syntetyczny ma powierzchnię bardziej chropowatą niż diament naturalny, o dużej liczbie krawędzi i wierzchołków o mniejszych kątach wierzchołkowych. Ziarna takie odznaczają się więc lepszymi właściwościami skrawnymi. W wyniku zmiany warunków syntezy można otrzymać odmienne gatunki diamentów, różniące się kształtem, charakterem powierzchni, wytrzymałością i kruchością, a także wielkością ziaren. Typowe diamenty mają najczęściej wymiary do 0,4 mm, natomiast specjalnie prowadzona synteza pozwala otrzymać ziarna nawet do 1,2 mm.

Regularny azotek boru (RAB). Związek chemiczny boru (43,6%) i azotu (56,4%) jest syntetycznym materiałem o właściwościach fizycznych zbliżonych do właściwości diamentu, lecz o większej odporności na wysoką temperaturę (do 2000 K). Otrzymuje się go w wyniku przemiany heksagonalnego azotku, który swoimi właściwościami przypomina grafit. Mikrotwardość regularnego azotku boru wynosi od 750 do 900 MPa (diamentu wynosi - 1000 MPa). Stosowany jest głównie na ściernice do szlifowania stali szybkotnącej i innych stali narzędziowych, nie nadaje się natomiast do obróbki twardych i kruchych materiałów, jak węgliki spiekane, szkło i ceramika. Zaletą regularnego azotku boru jest duża odporność na zużycie i duża wydajność, a także niska temperatura szlifowania, co zapewnia dobrą jakość warstwy wierzchniej oraz mniejsze naprężenia po obróbkowe. Ściernice te wykazują w szlifowaniu stali od 2 do 10 krotnie mniejsze zużycie niż diamentowe. W zależności od składu materiałów wyjściowych i parametrów syntezy można modyfikować fizykomechanicznie i eksploatacyjne właściwości sześciennego azotku boru. Dlatego też wyprodukowany przez różnych producentów różni się dość znacznie i ma też różne nazwy handlowe: borazon, kubonit lub elbor.

Ziarna diamentowe i ziarna z regularnego azotku boru poddaje się metalizowaniu. Dzięki metalowemu pokryciu kruchych ziaren diamentowych uzyskuje się znacznie lepsze ich zamocowanie w ściernicy oraz zwiększenie wytrzymałości samych ziaren. Ściernice z ziaren metalizowanych wykazują znacznie mniejsze zużycie, gdyż nawet rozkruszone ziarno jest utrzymywane w spoiwie.

Bibliografia:

Internet :

www.tworzywa.com.pl

www.malarstwo.pl

www.budownictwo.org

Wacław Żenczykowski, "Budownictwo ogólne, tom 1 - materiały i wyroby budowlane" wyd. 8; Warszawa, wyd. Arkady 1976
Wacław Parczewski "Materiały Budowlane"; Warszawa, PWN 1975

---