26782

2

Materiałoznawstwo - materiały konstrukcyjne niemetalowe - tworzywa sztuczne

Polimeryzacja jest to proces polegający na łączeniu się ze sobą cząsteczek monomeru w makrocząsteczki polimeru. Cechą charakterystyczną polimeryzacji jest brak produktów ubocznych. Może on zachodzie w różnych warunkach może być inicjowany przy pomocy temperatury, promieniowania czy środków chemicznych. Gdy do polimeryzacji stosujemy różne monomery to otrzymujemy tzw. kopolimery o nowych, częściowo odmiennych własnościach. Do typowych produktów polimeryzacji należą min.: polichlorek winylu, polipropylen, poliizobuten, polistyren, polietylen, polimetakrylen metylu.

Polikondensacja polega na łączeniu się monomerów w makrocząsteczkę z jednoczesnym wydzieleniem produktów ubocznych (np. woda, amoniak, dwutlenek węgla, metanol). Np. połączenie fenolu i formaldechydu w żywicę fenolową, gdzie produktem ubocznym jest woda. Typowymi produktami polikondensacji są np.: żywice i tłoczywa fenolowo-formaldechydowe, mocznikowo- i melaminowo- formaldehydowe, żywice poliestrowe, poliwęglany i poliamidy.

Poliaddycja jest procesem podobnym do polikondensacji, ale nie wydzielają się produkty uboczne. Często jednak towarzyszy powstaniu wielkocząsteczki przegrupowanie atomów monomeru, przez co budowa meru w polimerze różni się od budowy monomeru. Produktami poliaddycji są poliuretany, żywice epoksydowe.

Ogólnie tworzywa sztuczne dzielą się wg struktury polimeru (własności reologiczne) na:

-    elastomery, czyli tworzywa, które po dużym odkształceniu wykazują zdolność prawie

natyclimiastowego powrotu do postaci pierwotnej lub zbliżonej i które mogą być modyfikowane (wulkanizacja) do stanu nierozpuszczalnego we wrzących rozpuszczalnikach organicznych. Ich wydłużenie przy rozerwaniu sięga kilkuset procent. Należą tutaj kauczuk naturalny, kauczuki syntetyczne, polietylen i niektóre odmiany zmiękczonego polichlorku winylu. W elastomeracli między łańcuchami powstaje usiedowanie za pomocą pojedynczych atomów np. siarki, które zabezpieczają przed wzajemnym przesuwaniem się łańcuchów. Elastomery nie topią się, nie zgrzewają i nie rozpuszczają ale można je spęczać i wulkanizować na gorąco.

plastomery, wszystkie pozostałe tworzywa polimerowe (terpomlasty i duroplasty). Ich wspólną cechą jest niewielka gęstość, mała przewodność cieplna i konduktancja, odporność na działanie czynników chemicznych, dobre własności mechaniczne, łatwość formowania w stanie plastycznym, spawalność (termoplasty), możliwość klejenia, duża gładkość powierzchni. Wydłużenie przy rozerwaniu sięga od 1 do 200%. Mogą być łatwopalne jak np. nitroceluloza lub niepalne - silikony.

Stosując kryterium zachowania się tworzyw sztucznych przy zmianach temperatury możemy je podzielić na dwie grupy:

tworzywa termoplastyczne, które posiadają cechę mięknienia pod wpływem podwyższonej temperatury, aż do stanu plastycznego, a po ochłodzeniu twardnieją, przy czym zjawisko to jest powtarzalne. Spowodowane jest to brakiem poprzecznego usieciowania. Własności te są wykorzystane przy przetwórstwie tych tworzyw, powodują jednak ich ograniczenie jako materiałów konstrukcyjnych.

duroplasty (tworzywa utwardzalne) odznaczają się tym, że przechodzą nieodwracalnie ze stanu plastycznego w stan utwardzony. Nie dają się więcej zmiękczyć bez rozkładu. Spowodowane jest to poprzecznym sieciowaniem. Stan plastyczny jest osiągany pod wpływem podwyższonej temperatury (tworzywa termoutwardzalne) lub pod wpływem czynników

Jan Wrona