TWORZYWA SZTUCZNE

Otrzymywanie
Właściwości
Zastosowanie

Aleksandra Buczek
IM42

Plan prezentacji:

1.

Charakterystyka tworzyw sztucznych;

2.

Klasyfikacja ze względu na sposób otrzymywania;

3.

Otrzymywanie:



polikondenasja,



poliaddycja,



polimeryzacja;

4.

Właściwości:



właściwości sprężystoplastyczne,



zachowanie materiału pod wpływem ogrzewania,



właściwości użytkowe;

5.

Zastosowanie.

TWORZYWA SZTUCZNE

•

podstawowym składnikiem są syntetyczne, naturalne lub

modyfikowane polimery,

•

uzupełnione dodatkami innych substancji pomocniczych,

takich jak plastyfikatory, stabilizatory, i różnego rodzaju

modyfikatory;

OTRZYMYWANIE

Związki chemiczne do produkcji tworzyw
sztucznych:

• Gaz świetlny

• Smoła pogazowa

• Koks

Węgiel kamienny

Węgiel kamienny

• Propylen

• Izobutylen

• Butylen

• Etylen

Ropa naftowa

Ropa naftowa

Gaz ziemny

Gaz ziemny

Klasyfikacja tworzyw sztucznych

POLIMERY

polimeryzaty

poliaddukty

polikondensa

ty

- ze względu na sposób otrzymywania-

otrzymane z

reakcji

polimeryzacji

otrzymane z

reakcji

polimeryzacji

otrzymane z

reakcji poliaddycji

otrzymane z

reakcji poliaddycji

otrzymane z

reakcji

polikondensacji

otrzymane z

reakcji

polikondensacji

OTRZYMYWANI
E

Polimeryzacja



Reakcja łańcuchowa, polegająca na bardzo szybkim

kolejnym przyłączaniu się cząsteczek monomeru do

pierwszej cząsteczki uaktywnionej pod wpływem czynników

fizycznych lub chemicznych.

• Niezbędnym czynnikiem jest rozerwanie wiązania

podwójnego w cząsteczce monomeru, co prowadzi do

pojawienia się wolnych elektronów walencyjnych.

OTRZYMYWANI

E

Polimeryzacja

cząsteczka etylenu

cząsteczka etylenu

cząsteczka

uaktywniona (rodnik)

cząsteczka

uaktywniona (rodnik)

• Wprowadzenie do monomeru w fazie ciekłej

rozpuszczalnych w nim inicjatorów.

BLOKOWA

BLOKOWA

• Przebiega w emulsji, którą tworzy monomer rozpuszczony

w wodzie z dodatkiem emulgatora.

EMULSYJNA

EMULSYJNA

• Monomer z rozpuszczonym w nim inicjatorem zostaje

rozproszony w wodzie w postaci drobnych kropelek.

PEREŁKOWA

PEREŁKOWA

OTRZYMYWANI

E

Polimeryzacja

OTRZYMYWANI

E

Polikondensacja



Łączenie się wielu monomerów w makrocząsteczkę z

jednoczesnym

wytworzeniem

niskocząsteczkowych

produktów ubocznych.

cząsteczka

kwasu

cząsteczka

kwasu

cząsteczka

alkoholu

cząsteczka

alkoholu

produkt

kondensacji

produkt

kondensacji

produkt

uboczny

produkt

uboczny

OTRZYMYWANI

E

Polikondensacja

reakcja fenoli i

formaldehydu w alkohol

fenylowy

reakcja fenoli i

formaldehydu w alkohol

fenylowy

OTRZYMYWANI

E

Poliaddycja



Stopniowe łączenie cząsteczek, zwykle dwóch różnych

monomerów, bez wydzielania produktów ubocznych reakcji,

lecz z wystąpieniem przegrupowania atomów monomerów.

dwuizocyjan

dwuizocyjan

diol

diol

diol

diol

poliuretan

poliuretan

Składniki dodatkowe tworzyw
sztucznych



Napełniacze – podwyższają właściwości wytrzymałościowe,

zwiększają twardość oraz temperaturę użytkowania.



Nośniki – występują w postaci wstęg, pasm lub arkuszy.



Plastyfikatory – obniżają temperaturę zeszklenia, polepszają

własności adhezyjne.



Stabilizatory – uodparniają przed utlenianiem, rozkładem.



Pigmenty i barwniki – nadają odpowiednie zabarwienie.



Porofory – dodawane w celu uzyskania struktury porowatej.



Środki tiksotropujące – wpływają na zróżnicowanie własności

lepkich.

Klasyfikacja tworzyw sztucznych

POLIMERY

Plastomery

Duroplasty

Tworzywa

termoutwardzaln

e

Tworzywa

chemoutwardzal

ne

Termoplasty

Elastomery

- kryterium właściwości fizycznych -

WŁAŚCIWOŚCI

- właściwości sprężystoplastyczne tworzywa -

ELASTOMERY

PLASTOMERY

• duża zdolność do odkształceń i

wydłużeń

•

zachowanie

własności

sprężystych

• moduł Younga 1- 4 MPa

•

wydłużenie

sprężyste

nie

przekracza 100 %

kauczuki naturalne i syntetyczne

niektóre poliuretany

kopolimery butadienu i izoprenu

termoplasty

duroplasty

WŁAŚCIWOŚCI

- zachowanie się pod wpływem ogrzewania -

TERMOPLASTY

DUROPLASTY

• tworzywa które miękną do
plastycznego płynięcia a po
ochłodzeniu ponownie stają
się ciałem stałym;
• proces jest powtarzalny;

• tworzywa, które można
przeprowadzić ze stanu plastycznego
w stały tylko jeden raz;
• proces jest nieodwracalny;

CHEMOUTWARDZALNE

TERMOUTWARDZALNE

WŁAŚCIWOŚCI

- zachowanie się pod wpływem ogrzewania -

CHEMOUTWARDZALNE

TERMOUTWARDZALNE

• procesy sieciowania zachodzą

pod wpływem określonych

substancji wprowadzonych do

żywicy

• procesy sieciowania zachodzą

pod wpływem odpowiednio

wysokiej temperatury

żywice mocznikowe

żywice melaminowe

żywice fenolowo-formaldehydow

e

żywice epoksydowe

polisilikony

nienasycone żywice poliestrowe

WŁAŚCIWOŚCI

- zachowanie się pod wpływem ogrzewania -

TERMOPLASTY

DUROPLASTY

+ bardzo dobre własności
przetwórcze,
+ mała gęstość,
+ duża odporność na środki silnie
korodujące,
+ dobre własności izolacyjne i
tłumiące,
- bardzo mała odporność cieplna,
- mała stabilność wymiarów;

+ duża sztywność,
+ stałość wymiarów,
+ nierozpuszczalność,
+ nietopliwość,
+ doskonałe własności
elektroizolacyjne,
- kruchość,
- niemożliwość ponownego
przetwarzania;

Zastosowanie

PET (politereftalan etylu)

• butelki

• wypełniacze do poduszek

• tkaniny, dzianiny

PET (politereftalan etylu)

• butelki

• wypełniacze do poduszek

• tkaniny, dzianiny

PE (polietylen)

• folia do opakowań spożywczych

• powłoki kablowe

• rury

• nakrętki butelek

PE (polietylen)

• folia do opakowań spożywczych

• powłoki kablowe

• rury

• nakrętki butelek

PP (polipropylen)

• opakowania na jogurty

• torebki na chipsy

• pojemniki na śmieci

• izolacje do kabli i przewodów,

• zabawki

PP (polipropylen)

• opakowania na jogurty

• torebki na chipsy

• pojemniki na śmieci

• izolacje do kabli i przewodów,

• zabawki

Zastosowanie

PCW (polichlorek winylu)

• rury wodociągowe

• okna, parapety

• wykładziny

• ceraty

PCW (polichlorek winylu)

• rury wodociągowe

• okna, parapety

• wykładziny

• ceraty

PS (polistyren)

• tacki do pakowania jedzenia

• kubki na gorące napoje

• szczoteczki do zębów

PS (polistyren)

• tacki do pakowania jedzenia

• kubki na gorące napoje

• szczoteczki do zębów

PC (poliwęglan)

• szyby w samolotach

• butelki dla niemowląt

• płyty CD

PC (poliwęglan)

• szyby w samolotach

• butelki dla niemowląt

• płyty CD

Zastosowanie

PTFE (politetrafluoroetylen)

• powłoki przedmiotów pracujących w wysokich

temperaturach,

• powłoki i materiały hydrofobowe (gore-tex)

• składniki smarów

PTFE (politetrafluoroetylen)

• powłoki przedmiotów pracujących w wysokich

temperaturach,

• powłoki i materiały hydrofobowe (gore-tex)

• składniki smarów

PA (poliamidy)

• nylon – rajstopy, spadochrony, poduszki powietrzne

• aramidy – kevlar,

• nomex - bielizna termoodporna

• koła zębate

PA (poliamidy)

• nylon – rajstopy, spadochrony, poduszki powietrzne

• aramidy – kevlar,

• nomex - bielizna termoodporna

• koła zębate

PUR (poliuretany)

• podeszwy do butów

• opony

• amortyzatory drgań

PUR (poliuretany)

• podeszwy do butów

• opony

• amortyzatory drgań

ZASTOSOWANIE

LITERATURA:

•

Izabella Hyla „Tworzywa sztuczne”

•

Józef Koszkul „Materiały polimerowe”

•

L. A. Dobrzański „Podstawy nauki o materiałach i

metaloznawstwo”

•

Marek Hetmańczyk „Podstawy nauki o materiałach”

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ