Podstawy chemii, ćwiczenia laboratoryjne6

odwracalny proces natury chemicznej. Do tej grupy należą np. galalit, fenoplasty i aminoplasty.

Tworzywa chemoutwardzalne (reaktywne) osiągają swoją ostateczną postać w wyniku reakcji chemicznej z dodanymi specjalnie utwardzaczami. W tym przypadku również tw'orzą się cząsteczki o budowie przestrzennej, a trójwymiarowe usieciowanie jest nieodwracalne. Tworzywa chemoutwardzalne w podwyższonej temperaturze nie ulegają deformacji. Otrzymuje się je z „żywic” syntetycznych, reaktywnych, które po dodaniu czynnika usieciowującego w podwyższonej temperaturze stopniowo tracą plastyczność, przechodząc w substancję twardą, sztywną, nietopliwą, odporną chemicznie.

Przykładem tworzyw chemoutwardzalnych są żywice epoksydowe poliestrowe i poliuretanowe.

ogrzewanie    ,    , ,

Żywica syntetyczna + utwardzacz -> tworzywo chemoutwardzalne

nieodwracalne

8.3. Wpływ budowy chemicznej na właściwości użytkowe tworzyw sztucznych

Czynnikami podnoszącymi właściwości użytkowe tworzyw sztucznych (odporność chemiczną, temperaturę topnienia, wytrzymałość mechaniczną) są:

a)    uporządkowanie podstawników w łańcuchu

b)    usieciowanie łańcuchów

c)    występowanie elementów struktury krystalicznej

Tworzywa zbudowane z polimerów, których łańcuchy posiadają podstawniki rozmieszczone w sposób regularny wykazują większą gęstość i wyższą temperatu rę mięknięcia, mniejszą rozpuszczalność i większą wytrzymałość mechaniczną niż ich odpowiedniki zawierające łańcuchy nieuporządkowane.

Tworzywa zawierające łańcuchy polimerów liniowych, które nic są połączo ne siłami wiązań kowalencyjnych, lecz dużo słabszymi siłami van der Waalsa w wyższych temperaturach dają się częściowo upłynnić lub uplastycznić, są mniej odporne termicznie i chemicznie.

Tworzywa słabo usieciowane, zawierające łańcuchy liniowe są częściowo połączone siłami wiązań kowalencyjnych, a częściowo siłami przyciągania ciek trostatycznego. Tworzywa takie w wyższych temperaturach miękną, ale w stanie zmiękczonym zachowują swój pierwotny kształt.

Tworzywa zbudowane z łańcuchów silnie usieciowanych, z większą ilością wiązań kowalencyjnych poprzecznych i sferycznych należą do grupy materiałów nieodwracalnych o trwałej strukturze. Są mało reaktywne, a co za tym idzie wyka żują znaczną odporność na działanie czynników chemicznych. W wyższych tętn peraturach nie miękną, lecz ulegają rozpadowi. Poszczególne możliwe struktury łańcuchów tworzyw sztucznych przedstawiono na rysunkach 8.1, 8.2, 8.3.

Rys. 8.1. Budowa łańcuchowa tworzyw termoplastycznych odwracalnych: a) s/tabki według teorii Sztaudingera, b) splot cząsteczek łańcuchowych według Houwinka

Rys. 8.2. Struktury tworzyw sztucznych słabo usieciowanych: a) łańcuchy liniowe z wiązaniami poprzecznymi w wulkanizowanym kauczuku postać nicrozciągnięta, b) kauczuk wulkanizowany w stanie rozciągniętym

Rys. 8.3. Struktura tworzyw sztucznych nie odwracalnych: cząsteczki łańcuchowo szcze pionc du/ą liczbą poprzecznych wiązań nlo litowych