4388728220

Na skłonność polimerów do krystalizacji mają wpływ następujące czynniki:

•    złożoność cząsteczek monomerów - najłatwiej krystalizują polimery liniowe w których nie ma dużych grup bocznych lub rozgałęzień,

•    szybkość chłodzenia - podczas powolnego chłodzenia jest więcej czasu na to, aby mogło nastąpić uporządkowanie łańcuchów,

•    wygrzewanie - nagrzanie polimeru amorficznego tuż poniżej temperatury topnienia powoduje dostarczenie energii cieplnej umożliwiającej zarodkowanie i wzrost kryształów,

•    stopień polimeryzacji - krystalizowanie polimerów z długimi łańcuchami następuje trudniej,

•    odkształcenie - powolne odkształcenie plastyczne polimeru w zakresie temperatury pomiędzy temperaturą zeszklenia (T_g) i topnienia (T_m) ułatwia krystalizację, gdyż przy zachodzącym podczas odkształcania prostowaniu łańcuchów następuje ich zbliżenie się.

Polimery takie jak duroplasty i elastomery mają budowę przestrzennie usieciowaną powstałą na skutek reakcji ze środkiem sieciującym (utwardzaczem w przypadku duroplastów i środkiem wulkanizującym w przypadku elastomerów). Reakcja sieciowania polega na łączeniu się między sobą łańcuchów makrocząsteczek za pomocą kowalencyjnych wiązań poprzecznych (rys. 3c, d). Sieciowanie wpływa na ograniczenie możliwości przemieszczania się łańcuchów względem siebie, czyli odkształcenia materiału zwiększając jego sztywność i wytrzymałość. Przykładem sieciowania jest reakcja jaka zachodzi w ciekłej żywicy, np. epoksydowej po dodaniu utwardzacza (np. klej epoksydowy dwuskładnikowy). Następuje nieodwracalne usztywnienie tworzywa.

Wpływ temperatury na właściwości mechaniczne polimerów.

Na prawie wszystkie własności polimerów duży wpływ ma temperatura. Wynika to z przyczyn:

•    przemiany fazowe polimerów zachodzą w stosunkowo niskich temperaturach, bliskich temperaturom użytkowania licznych urządzeń,

•    polimery, jako związki organiczne - odznaczają się współczynnikiem liniowej rozszerzalności cieplnej w przybliżeniu 10-krotnie większym w porównaniu z wieloma materiałami tradycyjnymi. Pod wpływem temperatury zmienia się ich gęstość i inne właściwości z nią związane,

•    od temperatury zależy również wpływ środowiska na polimery. Wzrost temperatury przyspiesza np. agresywne działanie wielu cieczy (np.: utlenianie lub hydroliza).

Stąd wynika, że temperatura nie mająca na ogół wpływu na takie materiały, jak metale, szkło, materiały ceramiczne, a nawet drewno może wywoływać w przypadku polimerów zmiany, które uwzględniać należy przy badaniu ich właściwości.

Powyżej temperatury zeszklenia (T_g), a poniżej temperatury płynięcia polimeru (T_m) leży temperatura mięknienia. Jest to temperatura, w której następuje utrata sztywności polimeru. Jej wartość (miara odporności cieplnej) zależy od metody pomiaru (Martensa, Vicata). Temperatura przejścia polimerów w różne stany fizyczne określa termiczny zakres ich użytkowania oraz obróbki plastycznej. Na przykład zakres użytkowania termoplastów zawarty jest pomiędzy temperaturą zeszklenia (T„) a temperaturą mięknienia, a zakres przetwórstwa - pomiędzy temperaturą płynięcia a temperaturą rozkładu, (patrz: Instrukcja do ćw. nr 4 z Materiałoznawstwa III)

Charakterystyka, zastosowania i rozpoznawanie wybranych rodzajów polimerów

W tabeli przedstawiono wybrane typy polimerów wraz z zastosowaniami zależnie od własności.

Rodzaj polimeru/kopolimeru, budowa	Własności użytkowe, zakres temperatur ciągłego użytkowania	Charakterystyka i zastosowania
Termoplasty
Polietylen (PE): -    LD (małej gęstości) -    HD (dużej gęstości), Budowa częściowo krystaliczna (do 90%)	od 50 do 75 C (LDPE), od 50 do 80"C (HDPE), lekki (0,92+0,96 g/cm^3), odporny chemicznie, dobry izolator elektryczności, niski współczynnik tarcia, niska wytrzymałość i sztywność (rośnie z gęstością), słaba odporność na czynniki atmosferyczne.	folie, rury, pojemniki, zabawki, filiżanki, izolacje elektryczne
Polipropylen (PP) Budowa częściowo krystaliczna	od 30 do 100 C jak PE lecz lżejszy (0,9 g/cm^3), sztywniejszy, bardziej wytrzymały, odporny cieplnie niż PE,	butelki do sterylizacji, folia do pakowania, obudowy TV, siatki na zakupy, obudowa akumulatora
Politetrafluoroetylen (PTFE) (Teflon) Budowa częściowo krystaliczna	od 200 do 250 C (2,2 g/cm^3), odporny na dość wysokie temperatury, o bardzo małym współczynniku tarcia i małej adhezji,	pokrycia antyadhezyjne (np. patelni), łożyska, uszczelki, części elektroniczne