Przykładowe zagadnienia na egzamin z PPP, ZiIP, ZiIP, R2, SI, polimery


Przykładowe zagadnienia na egzamin z Podstaw Procesów Polimerowych :

1. Charakterystyka wybranego tworzywa ( polichlorku winylu , polietylenu, polistyrenu lub polipropylenu ) - zastosowanie, rodzaje itd.

  1. Polietylen (PE)

otrzymuje się poprzez bezpośrednią polimeryzację etylenu w stanie gazowym. Jego budowę chemiczną przed-stawia wzór

-(CH2-CH2)-n

Liczne metody polimeryzacji etylenu dzieli się na trzy grupy, w zależności od ciśnienia stosowanego w czasie polimeryzacji:

- wysokociśnieniowa (130÷350 MPa), 1930r. (firma: Imperial Chemical Industries - Anglia),

- średniciśnieniowa (2 ÷ 9 MPa),

- niskociśnieniowa (około 1 MPa), 1963r.

Różnice gęstości są kryterium podziału PE:

I. Właściwości PE-LD :

- doskonałe właściwości przetwórcze

- bezbarwny, bez zapachu, ,

- duża udarność, giętkość,

- bardzo mało chłonie wilgoć,

- fizjologicznie obojętny,

- w temperaturze pokojowej jest całkowicie nierozpuszczalny,

- odporny na kwasy, ługi, rozpuszczalniki, alkohole, benzyny, oleje,

- pęcznieje w węglowodorach zwłaszcza chlorowanych, w których rozpuszcza się po ogrzaniu do temperatury 80 st.C,

- wrażliwy na korozję naprężeniową.

Zastosowanie PE-LD:

Do produkcji artykułów galanteryjnych, zabawek, 50% to folie: opakowaniowe, termokurczliwe, rolnicze (miękkie, przezroczyste i wytrzymałe), na worki i torby, opakowania: żywności, leków i wyrobów medycznych, izolacja przewodów elektrycznych, powłoki na papier i kartony do płynów spożywczych, bariery wilgoci dla budownictwa, artykuły gospodarstwa domowego, pojemniki oraz rury osłonowe.

II. PE-LLD

- lepsze właściwości użytkowe, tańszy od PE-LD.

Zastosowanie: opakowania nieprzepuszczalne dla zapachów, opakowania medyczne, izolacja przewodów, opakowania otwarte: pudełka, pokrywki.

III. PE-HD

- jest bezbarwny, w porównaniu z PE-LD ma:

- korzystniejsze właściwości mechaniczne i cieplne,

- lepszą odporność chemiczną,

- gorsze właściwości elektryczne,

- gorsze właściwości przetwórcze,

jest sztywniejszy.

PE-HD jest tworzywem półkonstrukcyjnym, wykorzystywanym w niektórych częściach maszyn (np. łożyska ślizgowe) i tam gdzie wymagana jest duża sztywność oraz odporność cieplna a także mała przenikliwość gazów.

Jest wykorzystywany do produkcji opakowań, butelek, pojemników, beczek, kanistrów, złączek, zbiorników paliwa, kanałów powietrznych, opakowań na chemikalia, arkuszy, płyt, folii, rur gazowych i ciśnieniowych, prowadnic i różnych elementów technicznych.

PE przetwarza się w szczególności metodami wtryskiwania, wtryskiwania z rozdmuchiwaniem, wytłaczania, wytłaczania z rozdmuchiwaniem, kalandrowania i spajania, kształtowania foli (rozciągania).

  1. Polipropylen (PP)

Polipropylen jest otrzymywany wskutek niskociśnieniowej polimeryzacji propylenu w obecności katalizatorów metaloorganicznych

Zależnie od rodzaju katalizatora i warunków polimeryzacji otrzymuje się polimery o różnej budowie przestrzennej i właściwościach: PP izotaktyczny, ataktyczny, syndiotaktyczny.

Ma małą odporność na działanie tlenu, promieniowanie ultrafioletowe i podwyższoną temperaturę, odznacza się dużą kruchością w niskiej temperaturze (pękanie na mrozie), krótkotrwała temperatura użytkowania to 140 st.C, długotrwała 100 st.C.

Polipropylen jest popularnym tworzywem półkonstrukcyjnym.

Zastosowanie PP:

Różne elementy techniczne zwłaszcza narażone na działanie czynników chemicznych. PP ma duże i stale wzrastające zastosowanie: artykuły gospodarstwa domowego, części pralek i zmywarek, wytwarza się z niego opakowania też do żywności, wentylatory, tuby do farb, części do armatury sanitarnej, części do mebli, walizki, obcasy, zabawki, butelki, pojemniki na kosmetyki, płyty, folie też wielowarstwowe i orientowane, taśmy, a w medycynie jest stosowany do produkcji strzykawek.

Rury ciśnieniowe z tego tworzywa są stosowane do transportu wody pitnej, ścieków, cieczy agresywnych oraz gazów, wytwarza się pojemniki, skrzynki, transportery, beczki, pudła, zderzaki samochodowe, obudowy akumulatorów, meble ogrodowe, obudowy pomp i zbiorniki kwasów.

Włókna z PP charakteryzują się dobra odpornością chemiczną, dużą wytrzymałością na zerwanie, elastycznością i mała gęstością. Z nich wytwarza się sznury, sieci rybackie, taśmy opakowaniowe, tkaniny ubraniowe w połączeniu z wełną i bawełną oraz dywany.

PP jest przetwarzany najczęściej metodami wtryskiwania, wytłaczania, wytłaczania z rozdmuchiwaniem, prasowania, i kształtowania próżniowego, natrysk płomieniowy, fluidyzacja

  1. Polistyren (PS)

PS otrzymuje się poprzez blokową (zwaną również polimeryzacją w masie), emulsyjną lub suspensyjną polimeryzację styrenu.

PS jest bezpostaciowy i przezroczysty, charakteryzuje się małą udarnością, niezbyt korzystnymi właściwościami cieplnymi, małym wydłużeniem, małą odpornością na mikropęknięcia, dobrymi właściwościami dielektrycznymi.

PS rozpuszcza się w aromatycznych i chlorowanych węglowodorach, estrach i ketonach.

PS nie jest rozpuszczalny w węglowodorach alifatycznych, niższych alkoholach, eterze, fenolu, kwasie octowym i wodzie.

PS jest powszechnie stosowany na różne wytwory techniczne, izolacje elektryczne, obudowy agd, opakowania do leków, zabawki, galanterię, cewki, izolatory, ramki, elementy maszyn biurowych i liczących, rolki i szpulki filmów oraz taśm magnetofonowych, opakowania narzędzi, szkła zegarków, klosze lamp świetlówek.

PS można łatwo przetwarzać wszystkimi metodami stosowanymi w przetwórstwie termoplastów.

PS porowaty, nazywany w Polsce styropianem, znajduje powszechne zastosowanie jako materiał izolacyjny i tłumiący dźwięki np. w budownictwie, jako materiał wypełniający nienasiąkliwy oraz w produkcji opakowań ochronnych.

PS porowaty jest otrzymywany w procesie formowania rozrostowego.

Polistyren wysokoudarowy (PS-HI)

PS-HI otrzymuje się metodą polimeryzacji blokowo-suspensyjnej styrenu w obecności polibutadienu.

Jest bezpostaciowy, ma większą udarność, mniejszą wytrzymałość na zerwanie i nie jest tak bardzo przezroczysty jak PS.

  1. Polichlorek winylu (PVC)

PVC otrzymuje się poprzez polimeryzację chlorku winylu metodą emulsyjną, suspensyjną lub blokową (masową).

PVC emulsyjny zawiera zanieczyszczenia (do 4%), które pogarszają właściwości, głównie dielektryczne, ziarno ma najmniejsze wymiary. Służy do sporządzania past, z których wytwarza się wytwory powlekane (wykładziny, sztuczną skórę), płytki separatorów akumulatorowych.

PVC z procesu suspensyjnego zawiera mniej zanieczyszczeń i ma większe ziarna, a PVC z procesu polimeryzacji blokowej jest najczystszy oraz ma korzystniejsze właściwości. Z niego wytwarza się wytwory twarde i plastyfikowane w sektorze budownictwa (rury, profile okienne i drzwiowe), elektrotechnice (izolacje kabli), folie miękkie i twarde, granulaty obuwnicze, dreny, cewniki, pojemniki na krew.

PVC ma stopień krystaliczności na ogół od 5 do 10%. Sam polimer nie nadaje się do przetwórstwa i użytkowania. Wprowadza się więc do niego cały szereg składników dodatkowych, np. plastyfikatorów, których ilość w polimerze jest kryterium podziału na: PVC twardy, zmiękczony i pastę.

PVC twardy nie zawiera plastyfikatorów i jest tworzywem półkonstrukcyjnym, ma małą udarność. Stosuje się go na rury kanalizacyjne, płyty, pręty, kształtowniki, pojemniki na krew, strzykawki, dachówki.

PVC zmiękczony zawiera do 50% plastyfika-tora i wykazuje właściwości zbliżone do ela-stomeru. Stosuje się go do izolacji kabli elektrycznych, do produkcji odzieży ochronnej, sztucznej skóry, powlekania tkanin, na wykładziny podłogowe, pojemniki, wzierniki, folie opakowaniowe, tapety.

PVC pasta zawiera około 50% plastyfikatora i stosuje się ją do powlekania innych materiałów.

Właściwości PVC:

Odporny na korozję, chemikalia, oleje, ekstremalne czynniki atmosferyczne,

łatwe przetwórstwo, spajanie, barwienie i drukowanie, samogasnący, bardzo dobre właściwości izolacyjne, przejrzysty, elastyczny, nie przepuszcza tlenu i zapachów, obojętny fizjologicznie.

PVC ma złą przetwarzalność wynikającą z jego małej odporności cieplnej.

PVC przetwarza się głównie metodami:

- wytłaczania,

- wytłaczania z rozdmuchiwaniem,

- wtryskiwania,

- kalandrowania,

- spajania,

- kształtowania próżniowego.

2. Układ uplastyczniający wytłaczarek i wtryskarek

a) Budowa układu ( a także ślimaka i cylindra )

Układ uplastyczniający ślimakowy:

Strefy ślimaka klasycznego:

Powierzchnia walcowa cylindra:

c) Zasada działania

d) Funkcje układu uplastyczniającego

1. Nagrzewanie

2. Sprężanie

3. Mieszanie

4. Transportowanie

3. Cykl procesu wtryskiwania :

I. Zamknięcie formy

II. Dosunięcie układy uplastyczniającego

III. Wtrysk i docisk tworzywa ( wypełniające początkowo całą formę tworzywo po ochłodzeniu ulega nieznacznemu skurczeniu. Powstałe w wyniku tego ubytki usuwa się właśnie poprzez docisk )

IV. Uplastycznianie

V. Odsunięcie układu uplastyczniającego

VI. Otwarcie formy wtryskowej

4. Charakterystyka procesu wtryskiwania, odmiany wytłaczania, podobieństwa i różnice między wtryskiwaniem i wytłaczaniem.

Różnice:

Wytłaczanie -> ciągły ruch obrotowy układy ślimakowego

Wtryskiwanie -> cykliczny ruch obrotowy postępowo - zwrotny układu ślimakowego



Wyszukiwarka