Umowne kryterium podziału polimerów POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Wydział Mechaniczny

Przegl d tworzyw sztucznych Wła ciwo ci i zastosowanie Opracował: D.Capanidis, W.Wieleba

Polimery termoplastyczne - cechy charakterystyczne

Mi kn podczas ogrzewania a po ostygni ciu staj si sztywne, Ich przetwarzanie jest prawie całkowicie odwracalne, Nieodwracalna degradacja nast puje wówczas, gdy roztopiony polimer termoplastyczny jest ogrzewany do temperatury krytycznej, w której p kaj wi zania w ła cuchu polimerowym.

TERMOPLASTY

ELASTOMERY

Masowe polimery wysokoudarowe

Tworzywa in ynieryjne

Tworzywa specjalne

PE, PP, PVC, PS, ABS, SAN

PC, PMMA, PA, POM, PPO

PET, PSU, PPS, PTFE, PVD, PVDF PI, PEEK

DUROPLASTY polimery chemoi termoutwardzalne

Kauczuki: SBR, IR, NBR, PU, SI Termoplasty: PUR, PVC

EP, UP, PF, UF, MF, SI

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

Masowe polimery wysokoudarowe

Polietylen (PE) CH2 CH2 n Podstawowe odmiany:

Polietylen (PE)

Mer H

H H

C

C

H

H H

H H H

C C

C

Podstawowe wła ciwo ci

C

H H H

Polietylen małej g sto ci (wysokoci nieniowy) PE-LD 5 krótkich odgał zie na 1000 atomów w gla

Polietylen du ej g sto ci (niskoci nieniowy) PE-HD redni ci ar cz steczkowy 60 000–3 000 000

Polietylen o ultra du ym ci arze cz steczkowym PE-UHMW

Cena [ /kg] G sto

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

PE-LD

PE-HD

PE-UHMW

0,77 ÷ 0,80

0,74 ÷ 0,81

0,78 ÷0,80

0,91 ÷ 0,93

0,94 ÷ 0,96

0,93 ÷ 0,94

200 ÷ 400

600 ÷ 1400

750

8 ÷ 12

20 ÷ 32

33

-30 ÷ +70 ºC -30 ÷ +85 ºC -200 ÷ +80 ºC

redni ci ar cz steczkowy 3 000 000–6 000 000

Polietylen (PE) Wła ciwo ci

Łatwe przetwórstwo - wytłaczanie, wtryskiwanie, Dobra odporno Du a udarno

chemiczna PE-HD (bez karbu wg Charpy nie p ka)

Przepuszcza tlen i azot, nie przepuszcza pary wodnej Posiada wła ciwo ci elektrostatyczne (w specyficznych zastosowaniach wymagany dodatek rodków antystatycznych) Nazwy handlowe • Malen E, Petrolen (PE-LD) – Petrochemia Płock S.A. • Politen (PE-LD) – Zakłady Tworzyw POLI-CHEM Blachownia • Hostalen G (PE-HD) – Elenac, Hostalen GUR (PE-UHMW) • Vestolen A (PE-UHMW) – Hüls AG (RFN) • Lupolen (PE-HD) – BASF Aktiengesellschaft (RFN), ENSINGER

Polietylen (PE) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Polipropylen (PP)

Polipropylen (PP) Mer H C

CH2 CH CH3

n

Podstawowe wła ciwo ci

H H H H H C C C C C

H CH 3 H CH 3 H CH 3

Cena [ /kg] G sto

Odmiany Polipropylen izotaktyczny, Polipropylen wzmocniony - wysokoudarowy Kopolimer blokowy propylen-etylen

Polipropylen (PP)

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

PP (kopolimer PP/PE)

0,87 ÷ 1,23

0,87 ÷ 1,23

0,89 ÷ 0,90

0,91

1100 ÷ 1550

1100 ÷ 1550

30 ÷ 34

30 ÷ 38

-5 ÷ +105 ºC

-10 ÷ +105 ºC

-----------------------------------------------------------------------------------------

Wła ciwo ci łatwe przetwórstwo – wytłaczanie, wtryskiwanie dobra odporno chemiczna odporny na uderzenia, du a udarno (bez karbu wg Charpy nie p ka) „ZAWIAS FILMOWY” tworzy tzw. zawiasy „filmowe” (wytrzymuj miliony przegi ) Nazwy handlowe • Malen P - Petrochemia Płock S.A. • Moplen - Montell Polyolefins, Wł. • Hostalen PP – Targor, RFN • Polipro J – Mitsui, Japonia • Vestolen P - Hüls AG, RFN

[Mg/m3]

PP (homopolimer)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Strefa zorientowania makrocz steczek

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Polipropylen (PP) Zastosowanie -------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Polistyren (PS) CH2

CH n

Polistyren (PS) i jego kopolimery

Mer H

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

H C6 H 5 H C6 H 5 H C6 H 5

Odmiany Polistyren wysokoudarowy PS–HI (kopolimer styrenu z butadienem), Kopolimery styrenu: terpolimer ABS (akrylonitryl/butadien/styren) terpolimer MBS (metakrylan metylu/batadien/styren) kopolimer SAN (styren z akrylonitrylem)

Polistyren (PS) i jego kopolimery Wła ciwo ci

Łatwe przetwórstwo - wytłaczanie, wtryskiwanie, Dobra odporno chemiczna Du a udarno Mo liwo nanoszenia powłok galwanicznych (ABS) Nazwy handlowe • PS: Styropol – Zakłady Chemiczne Dwory S.A. w O wi cimiu, Styron – Dow Europe, Ultrastyr – Enichem Deutsch. GmbH • PS-HI: Owispol K, G – Zakł. Chem. Dwory S.A. w O wi cimiu Polystyrol – BASF (RFN), Styrolux – Westlake Plastics Co. (RFN), Kopolimery: • ABS: Cycolac – General Electric Plastics Europe B.V., Novodur – ENSINGER Polska Sp. z o.o., Sconater – Bauna AG, Toyolac – Toray Industries Inc. Tokyo, • SAN: Owisan S – Zakłady Chemiczne Dwory S.A. w O wi cimiu Luran – BASF Aktiengesellschaft (RFN)

Zastosowanie

Podstawowe wła ciwo ci PS Cena [ /kg] G sto

[Mg/m3]

PS–HI

0,68 ÷0,74 0,73 ÷0,78

ABS (HI)

SAN

1,65

1,09

1,04÷1,05 1,04÷1,05 1,02 ÷1,04 1,06÷1,08

Moduł spr ysto ci E [MPa]

3000 ÷3500

1800 ÷2500

1380 ÷2420

3500 ÷3800

Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa]

32 ÷ 60

26 ÷ 48

24 ÷ 45

70 ÷ 80

Temperatura u ytkowania [ºC]

-10 ÷ +90

-40 ÷ +75 -20 ÷ +80 -20 ÷ +90

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Kopolimery ABS, SAN

Polistyren (PS)

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Poli(chlorek winylu) (PVC) CH2 CH Cl

Mer H

H

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

H

Cl

H

Cl

H

Cl

n

Otrzymuje si przez polimeryzacj chlorku winylu trzema metodami:

1 – polimeryzacja emulsyjna – PVC pastotwórczy (ziarna gładkie) 2 – polimeryzacja suspensyjna – PVC suspensyjny (ziarna porowate) 3 – polimeryzacja w masie – najczystszy polimer PVC (na folie)

Odmiany: PVC twardy – zawieraj cy do 5% plastyfikatora PVC mi kki – zawieraj cy 40% do 70% plastyfikatora

Poli(chlorek winylu), (PVC) Podstawowe wła ciwo ci PVC (twardy) Cena [ /kg] G sto

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

0,79

PVC (mi kki) 0,64

1,35 ÷ 1,55

1,19 ÷ 1,28

2410 ÷ 4140

20 ÷ 50

34,5 ÷ 62

16 ÷ 28

-10 ÷ +70 ºC

-20 ÷ +42 ºC

Poli(chlorek winylu), (PVC) Wła ciwo ci

Łatwe przetwórstwo - wytłaczanie, wtryskiwanie, Dobra odporno chemiczna (bardziej na st one kwasy i zasady ni na ich wodne roztwory) Mała wytrzymało cieplna Nazwy handlowe • PVC-E (emulsyjny) – Zakł. Chem. Dwory S.A. w O wi cimiu • Tarwinyl S (PVC suspensyjny) – Zakłady Azotowe w Tarnowie • Polvinyl S (PVC suspensyjny) – firma Anwil S.A. (Włocławek) Vestolit – Hüls, RFN, Vipla – Montedision (Włochy) Hostalit – Hoechst (RFN), Vinika – Mitsubishi (Japonia) • Kopolimery PVC (chlorku winyli z octanem winylu): Winicet – Zakłady Chemiczne w O wi cimiu Vilit – Hüls (RFN), Vinylite – Bakelite Corporation (USA) Vinnol – Wacker Chemie (RFN)

Poli(chlorek winylu), PVC Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Termoplastyczne tworzywa in ynieryjne

Poliw glany (PC) – s

polimerami bezpostaciowymi (w odpowiednich warunkach krystalizuj ) zawieraj ce w ła cuchu głównym ugrupowanie: -R-O-CO-OCH3

C

R- w glowodory aromatyczne

O

CH3

C

O

O

n

PC ł cz bardzo dobre własno ci: – mechaniczne – elektryczne

– termiczne – optyczne

Poliw glany (PC) Podstawowe wła ciwo ci PC Cena [ /kg] G sto

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

2,98 ÷ 3,75 1,20 2000 ÷ 2400 65 ÷ 75 -100 ÷ +130 ºC

Przepuszczaj 90% wiatła widzialnego – zbli ona do szkła

Poliw glany (PC) Wła ciwo ci

Bardzo wysoka udarno – zwłaszcza z karbem, Mała chłonno wody i odporno na hydroliz (sterylizacja) Dobra wytrzymało cieplna Dobre własno ci dielektryczne Trudno ci w przetwórstwie (ograniczenie zawarto ci wilgoci w granulacie PC do 0,015%) Nazwy handlowe • Bistan AW (wtryskowy) – Zakł. Chem. „Zachem” w Bydgoszczy • Bistan AF (na folie) – Zakł. Chem. „Zachem” w Bydgoszczy Importowane: Makrolon – Bayer, RFN Lexan – General Electric, USA

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Poliw glany (PC) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!

Poli(metakrylan metylu) (PMMA) – otrzymuje si przez polimeryzacj monomeru metod blokow (zwykle) podczas formowania wyrobu

CH2 C

n

COOCH3 Tworzywo to znane jest najcz ciej z bardzo dobrej przepuszczalno ci wiatła widzialnego powy ej 92% - PMMA przepuszcza około 70% promieni UV, szkło zwykłe przepuszcza tylko około 5 % UV dlatego PMMA nazywany jest szkłem organicznym Popularna nazwa PMMA to „pleksi” lub „pleksiglas”

Poli(metakrylan metylu) (PMMA) Podstawowe wła ciwo ci

PMMA Cena [ /kg]

2,16 ÷ 2,67

G sto

1,17 ÷ 1,20

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

1800 ÷ 3100 48 ÷ 76 -40 ÷ +90 ºC

Poli(metakrylan metylu) (PMMA) Wła ciwo ci

Bardzo trudne przetwórstwo, Mała udarno (stała w temperaturze od -20 do +60 ºC) Najwy sza odporno na zarysowania w ród polimerów prze roczystych Powstawanie mikrop kni (przy obróbce mechanicznej)

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Nazwy handlowe • Metapleks – Zakłady Chemiczne Dwory w O wi cimiu

-----------------------------------------------------------------------------------------

odmiany: N – bezbarwny, prze roczysty (otrzymywany metod blokow ) B – barwiony (otrzymywany metod blokow ) S – płyta (otrzymywana metod wytłaczania)

-----------------------------------------------------------------------------------------

Importowane: Degalan – Degussa, RFN Plexiglass – Röhm GmbH Urtal – Montedision, Włochy Lucite – Du Pont, USA

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Poli(metakrylan metylu) (PMMA) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

"

Poliamidy (PA) – s

to zwi zki wielkocz steczkowe zawieraj ce w ła cuchu głównym ugrupowania aminowe:

-CO-NH-

Poliamidy (PA)

Podstawowe wła ciwo ci PA 6 G sto

Ze wzgl du na du ilo substancji wyj ciowych (monomerów) stosowanych do otrzymywania PA, rozró nia si wiele odmian tych tworzyw: PA 6 PA 4.6

PA 6.6

PA 11 PA 12

PA 6.10

Poliamidy s semikrystaliczne – stopie krystaliczno ci zawiera si najcz ciej od 30 do 50% w zale no ci od parametrów przetwórstwa (szybko ci chłodzenia).

Poliamidy (PA) Wła ciwo ci

Łatwe przetwórstwo - wytłaczanie, wtryskiwanie odlewanie, Dobra własno ci wytrzymało ciowe i tribologiczne Du a chłonno wody: PA6 (9-11%), PA11 i PA12 (2,5%) - zmiana wymiarów Nazwy handlowe PA 6:

Tarnamid T – Zakłady Azotowe w Tarnowie Stilamid – Zakłady Wł. Szt. „Stilon” w Gorzowie Wlkp. PA 6.6: Ultramid A – BASF (RFN), Zytel E – Du Pont (USA) Maranyl – ICI (W.Bryt.), Technyl A – Rhone Poulenc (Fr.) PA 11: Rilsan B – ATO Chimie (Francja) PA 12: Vestamid – Hüls (RFN), Rilsan A – ATO Chimie (Francja) Grilamid – Emser Werke (Szwajcaria) PA 6.10: Technyl D – Rhone Poulenc (Francja)

Poliamidy (PA) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania [ºC]

PA 6.6

PA 11

2,72÷3,44

Cena [ /kg] 1,12

PA 12 5,94

1,13 ÷1,15 1,04÷1,05 1,01÷1,02

2000

1700 ÷2000

70 ÷ 84

80 ÷ 85

1100 ÷1400

47

1270 ÷2600 35 ÷ 55

-70 ÷+100 -30 ÷+105 -70 ÷ +80 -70 ÷ +80

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

#

Poliacetale (POM)

(lub: polioksymetylen , poliformaldehyd) HO

CH2 O

Odmiany

n

C

O

H

Mer H

C

O

Cena [ /kg]

Kopolimer formaldehydu H H C C

H

H

O C O C

H H

H

G sto O

H

H

H

C

O

H

Podstawowe wła ciwo ci

H

Homopolimer formaldehydu H

Poliacetale (POM)

Komonomer H H ...

H

C

O C

H H

H

C

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

POM homopolimer

POM kopolimer

2,47 ÷ 2,98

2,17 ÷ 2,23

1,41 ÷ 1,42

1,41 ÷ 1,42

2900 ÷ 3500

2500 ÷ 3000

69 ÷ 72

60 ÷ 68

-60 ÷ +110 ºC

-60 ÷ +120 ºC

Poliacetale (POM) Wła ciwo ci

Dobre własno ci wytrzymało ciowe ( w – 40oC wytrzymało zm czeniowa zmniejsza si tylko o 20%) Dobre wła ciwo ci tribologiczne (odporno na materiały p dne) Dobra stabilno wymiarowa i dokładne odwzorowanie kształtów Mała chłonno wody (ok. 0,3%) – niewra liwo na wilgo Nazwy handlowe • Homopolimery formaldehydu: Delrin – Du Pont (USA), Du Pont Deutschland GmbH Tenac (licencja Du Pont) – Asahi, Japonia • Kopolimery formaldehydu: Tarnoform – Zakłady Azotowe w Tarnowie Hostaform – Ticona GmbH (Hoechst), Ultraform – BASF, RFN Celkon – Celanese (USA),

Poliacetale (POM) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

$

Polioksyfenylen (PPO)

inaczej: poli(tlenek fenylu) – jest polimerem termoplastycznym o budowie liniowej maj cym stosunkowo du odporno ciepln . CH3

O

CH3 n Tworzywo to pod wzgl dem wła ciwo ci u ytkowych jest konkurencyjne w stosunku do poliw glanu (PC), ma tylko mniejsz udarno – zwłaszcza z karbem. PPO wykazuje dobre własno ci mechaniczne do temperatury 150 oC.

Polioksyfenylen (PPO) Podstawowe wła ciwo ci

PPO Cena [ /kg] G sto

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

2,97 ÷ 2,98 1,06 2200 ÷ 2600 54 ÷ 66 -100 ÷ +120 ºC

Polioksyfenylen (PPO) Wła ciwo ci

Dobre własno ci mechaniczne (nawet do 150 ºC) Dobra stabilno wymiarowa (mała podatno na pełzanie) Mały współczynnik rozszerzalno ci liniowej Trudnopalno i nietoksyczno Mała g sto ( rednio 1,06 Mg/m3)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Nazwy handlowe • Biapen 100 – PPO Zakłady Chemiczne w O wi cimiu • Biapen 300 – PPO modyfikowany PS (stop polimerów)

-----------------------------------------------------------------------------------------

Importowane: Noryl (stop: 50% PPO i 50% PS) – General Electric (USA)

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Polioksyfenylen (PPO) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Termoplastyczne tworzywa specjalne Politereftalany (PET, PBT) s zaliczane do grupy poliestrów termoplastycznych

Podstawowe wła ciwo ci

Znaczenie techniczne jako tworzywa konstrukcyjne maj dwa rodzaje politereftalanów:

C O CH2 CH2

C

C

Cena [ /kg] G sto

n

2. Poli(tereftalan butylenu), PBT

O C C

C O CH2 CH2 CH2 CH2 C

PET

PBT

2,55

2,62 ÷ 3,39

1,37

1,29 ÷ 1,31

3100

2600 ÷ 2700

70

40 ÷ 60

-40 ÷ +100 ºC

-30 ÷ +120 ºC

Poli(tereftalan etylenu) Poli(tereftalan butylenu)

1. Poli(tereftalan etylenu), PET

O C

Politereftalany (PET i PBT)

n

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

Politereftalany (PET, PBT) Wła ciwo ci

Własno ci mechaniczne i cieplne PET s nieco lepsze ni PBT PET krystalizuje bardzo wolno (500 razy wolniej od PE) co powoduje trudno ci w przetwórstwie Du a twardo i sztywno Du a odporno chemiczna (na oleje, smary benzyn ) Stabilno wymiarów (mała chłonno wody 0,02%) Nazwy handlowe (PET): Elitel – Zakłady Włókien Chemicznych ELANA S.A. Elpet (na butelki), Elana (PET włóknotwórczy) Arnite – Akzo (USA), Krastine – Ciba (Szwajcaria) Ulreadur – Bayer (RFN), Supec– GE Plastics (USA) Nazwy handlowe (PBT): Valox – GE Plastics (USA), Vestodur – Hüls (RFN),

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Politereftalany (PET, PBT) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Polisulfony. Znaczenie techniczne maj trzy rodzaje polisulfonów: 1. Polisulfon, PSU CH3

O

C

O

S

O n

O O

CH3

2. Polieterosulfon, PES

S

3. Poliakrylosulfon, PPSU

O

O n

O

O

O

S

S

O

O n

G sto

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

Podstawowe wła ciwo ci Polieterosulfon PES

-

-

1,24

1,37

2 690

2 600

71

84

-50 ÷ +150 ºC

+200 ºC

Polisulfony Wła ciwo ci

Wykazuj bardzo mał skłonno do pełzania nawet w podwy szonej temperaturze (zwłaszcza PSU z włóknem szklanym) Stabilne własno ci mechaniczne i dielektryczne w szerokim zakresie temperatury Du a odporno

-----------------------------------------------------------------

Polisulfony (wzmocnione)

Podstawowe wła ciwo ci

Cena [ /kg]

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Polisulfony PSU, PES Polisulfon PSU

Poliakrylosulfony maj struktur amorficzn , s bardziej odporne termicznie ni PSU. Temperatura pracy ci głej wynosi od –240 do +260 ºC (a krótkotrwałej do +300 ºC). PPSU s trudnopalne, samogasn ce, nie kapi w płomieniu. S odporne na korozj zm czeniow oraz na promieniowanie.

chemiczna

PSU + 30% wł.sz.

PES + 30% wł.sz.

Cena [ /kg]

10,3

10,3

G sto

1,45

1,6

8 300

9000 ÷11800

125

170

-100 ÷ +150 ºC

-50 ÷ +200 ºC

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

Polisulfony Zastosowanie

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Wada – wysoka temperatura przetwórstwa (360 ÷ 400 ºC) Nazwy handlowe PSU Udel – Amoco (USA), Ultrason S – BASF (RFN) PES Radel – Amoco (USA) PPSU Astrel 360

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Poli(siarczek fenylenu) (PPS)

Poli(siarczek fenylenu) (PPS) Podstawowe wła ciwo ci

S

n

polimer o cz ciowo rozgał zionym ła cuchu (krystalizuje) PPS w stosunku do poliw glanu (PC) ma wi ksz : wytrzymało na zginanie, twardo i moduł spr ysto ci, natomiast jego udarno jest mniejsza, która jednak nie zmienia si w zakresie 140 ÷ 180 oC. w atmosferze tlenu lub azotu nie obserwuje si ubytku masy.

PPS+40% wł.szkl. Cena [ /kg] G sto

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

6,88 1,6 (1,3 dla PPS) 12000 ÷ 16000 (3300 dla PPS) 70 ÷ 152 (65 dla PPS) -50 ÷ 170 (240)oC

Poli(siarczek fenylenu) (PPS) Wła ciwo ci

Dobre własno ci mechaniczne (nawet do 240 ºC) Mały skurcz (0,2-0,3%), ale du y skurcz wtórny Mała stabilno wymiarowa – z podwy szeniem temperatury zwi ksza si wydłu enie (dodatek włókna szklanego stabilizuje wydłu enie w zakresie od -40 ºC do + 260 ºC) Jest trudno palny Ma mał chłonno wody Nazwy handlowe • Ryton-6 – Philips Petroleum (USA) • Ryton-4 – odmiana wzmocniona włóknem szklanym (40%) • Fortron – Ticona (USA) • Supec– General Electric Plastics (USA)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Poli(siarczek fenylenu) (PPS) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Polimery fluorow glowe

Politetrafluoroetylen PTFE

Ta grupa polimerów fluorow glowych zwana jest równie polimerami fluorowymi lub poliolefinami fluorowanymi. Stanowi ona do du grup polimerów termoplastycznych zawieraj cych fluor w ła cuchu głównym, do której nale mi dzy innymi: PTFE

Politetrafluoroetylen

-[CF2-CF2]n-

Polichlorotrifluoroetylen PCTFE PVF

Poli(fluorek winylu)

-[CF2-CFCl]n-[CF2-CHF]n-

Poli(fluorek winylidenu) PVDF

-[CH2-CF2]n-

G sto

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

n

Mer F F F

F

C

C

C

C

C

C

F F F F F F redni ci ar cz steczkowy 400 000 – 9 000 000

• stanowi 90 % produkcji tej grupy tworzyw i ma najwi ksze znaczenie techniczne • charakteryzuje si doskonał odporno ci chemiczn , dobr odporno ci ciepln (niepalny), • nie jest odporny na pełzanie (płynie na zimno pod niedu ym obci eniem, • Wad jest trudne i skomplikowane przetwórstwo

Wła ciwo ci

Podstawowe wła ciwo ci

Cena [ /kg]

PTFE

CF2

F

Polimery fluorow glowe

Polimery fluorow glowe PTFE

CF2

F

PVDF

Politetrafluoroetylen

Poli(fluorek winylidenu)

13,7

14,4

2,15 ÷ 2,20

1,78

410 ÷750

2100 ÷ 2900

25 ÷ 36

50 ÷ 57

-200 ÷ +250 ºC

-40 ÷ +150 ºC

Znakomita odporno chemiczna na wszelkie chemikalia porównywalna z metalami szlachetnymi Dobra odporno cieplna Dobre wła ciwo ci lizgowe (µ=0,05 ÷ 0,09 na sucho po stali) Mała odporno na zu ycie tribologiczne Stosunkowo trudne przetwórstwo i utylizacja odpadów Nazwy handlowe (PTFE): Tarflen – Zakłady Azotowe Tarnów- Mo cice S.A. Teflon – Du Pont, ENSINGER GmbH Tecaflon – ENSINGER GmbH, Hostaflon TF – Dyneon, Algoflon – Ausimont Deutschland GmbHGE Nazwy handlowe (PVDF): Solef – Solway Deutschland GmbHGE Dyflor – Hüls AG (RFN)

Polimery fluorow glowe Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Poliimidy (PI) PI stanowi du grup polimerów termostabilnych o wła ciwo ciach zarówno polimerów termoplastycznych (amorficznych), jak i chemoutwardzalnych, zawieraj cych charakterystyczne ugrupowanie imidowe: -OC-N-COW wyniku polimeryzacji otrzymuje si polimer o wzorze: O O N

C

C

C O

C O

N

Podstawowe wła ciwo ci PI (PAI) Poliimid

Cena [ /kg] G sto

O n

Do grupy tych polimerów zalicza si : a) b) c) d)

Poliimidy (PI)

Poli(amido – imidy) PAI Poli(estro – imidy) poli(etero – imidy) PEI poli(heterocykliczne imidy)

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

PI (PEI)

Poli(etero – imid)

10,32 1,43

1,27 ÷ 1,34

2 500 ÷ 4 000

3 000 ÷ 9 000

75÷ 100

105 ÷ 145

+300 ºC (400 ºC)

-50 ÷ +170 ºC

Poliimidy (PI) Wła ciwo ci

-----------------------------------------------------------------------------------------

Dobre własno ci mechaniczne nawet do 300 ºC (przez miesi c) w temp. 400 ºC (kilka godzin), w temp. 500 ºC (kilka minut) oraz w temperaturach kriogenicznych

-----------------------------------------------------------------------------------------

Mały współczynnik rozszerzalno ci cieplnej

-----------------------------------------------------------------------------------------

Bardzo dobre własno ci dielektryczne i izolacyjne Znakomita odporno

chemiczna

-----------------------------------------------------------------------------------------

S trudnoprzetwarzalne i drogie Nazwy handlowe PI: • Kapton, Pyralin, Vespel – Du Pont (USA) • Produkt 2225 – Bayer (RFN) Nazwy handlowe PEI: • Ultem – General Electric Plastics (USA) • Torlon– Amoco (USA)

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Poliimidy (PI) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Poliakryloketony (PEK i PEEK)

Poliakryloketony lub polieteroketony aromatyczne s polimerami termoplastycznymi zawieraj cymi w ła cuchu pier cienie aromatyczne poł czone mostkami eterowymi –O– i ketonowymi =C=O.

Do grupy tych polimerów zalicza si : Polieteroketon PEK - grupy eterowe i ketonowe s uło one naprzemiennie

O

C O n

Polieteroeteroketon PEEK - na dwie grupy eterowe i przypada jedna grupa ketonowa

O

O

C

Polieteroeteroketon (PEEK) Podstawowe wła ciwo ci PEEK Cena [ /kg]

73,4

G sto

1,32

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] Temperatura u ytkowania

3650 92 -50 ÷ +260 ºC

O n

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

Poliakryloketony (PEK i PEEK) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!

ELASTOMERY Elastomery wulkanizuj ce (gumy) s tworzywami elastycznymi powstałymi w wyniku wulkanizacji kauczuku naturalnego lub syntetycznego. cechuj si du odkształcalno ci dochodz ca do 1200% oraz niewielkim modułem spr ysto ci 1÷4 MPa. charakteryzuj si pami ci kształtu, nie topi si , nie zgrzewaj i nie rozpuszczaj . Mog by sp czane i wulkanizowane na gor co.

Elastomery wulkanizuj ce Wła ciwo ci zmieniaj si w szerokich granicach w zale no ci od rodzaju kauczuku, ilo ci i składu dodatków oraz warunków wulkanizacji: a) wytrzymało gumy na rozci ganie 2÷40 MPa b) wydłu enie przy zerwaniu dla kauczuków: 100÷1000 %. c) twardo gumy: 25÷95o wg Shore’a (dodatek sadzy zwi ksza twardo gumy). d) temperatura długotrwałego stosowania: 100÷210oC e) odporno na cieranie (bie niki opon, gumowe uszczelnienia ruchowe) zale y od rodzaju kauczuku i napełniacza (dodatek krzemionki i sadzy o drobnych cz stkach powoduje wzrost odporno ci na cieranie). f) odporno na odkształcenia trwałe (szczególnie wa ne dla uszczelnie gumowych) posiadaj kauczuk naturalny i niektóre kauczuki syntetyczne (zawieraj ce sadz o wi kszych cz stkach).

Oznaczenia elastomerów (kauczuków) NR – kauczuk naturalny (100oC), BR – kauczuk butadienowy (100oC), SBR – kauczuk butadienowo-styrenowy (110oC), NBR – kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (120oC), CR – kauczuk chloroprenowy (120oC), IIR – kauczuk butylowy (130oC), AU – kauczuk polieterowy (130oC), CSM – kauczuk chlorosulfonowany (130oC), EPDM – kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy 140o ACM – kauczuk akrylowy (160oC), EAM – kauczuk etylenowo-octanowinylowy (170oC), FVMQ – kauczuk metylofluorosilikonowy (180oC). MVQ – kauczuk metylowinylosilikonowy (200oC), FKM – kauczuk fluorowy (210oC),

Elastomery wulkanizuj ce wysokotemperaturowe Wła ciwo ci Kauczuk silikonowy wulkanizuj cy na zimno

wyst puje w postaci kitów, past, płynu lub pianki. Jest on odporny na działanie temperatury do 200oC, a krótkotrwale do 250 oC. Utwardzenie tego kauczuku (wulkanizacja) przebiega na wskutek dodatku utwardzacza (ok. 5 %) wci gu kilkunastu godzin.

Materiał ten znalazł zastosowanie jako formy do odlewania niskotopliwych metali, ywic syntetycznych i protez dentystycznych, uszczelki, izolacje elektryczne i kleje odporna na temperatur do ceramiki, metali itd.

Kauczuk silikonowy wulkanizuj cy na gor co

mieszanina kauczuku silikonowego z napełniaczami, pigmentami i katalizatorami, Wulkanizacja zachodzi po podgrzaniu do temperatury 120÷180oC, a nast pnie hartowaniu w temperaturze 200÷250oC przez kilkana cie godzin. Mo e by stosowny w temperaturze do 300oC. Materiał ten stosuje si na uszczelki, okładziny, izolacje kabli i elementów grzejnych i w e dla przemysłu spo ywczego i medycyny.

Elastomery Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

"

Elastomery

Poliuretany (PUR) Wła ciwo ci

Termoplastyczne

Poliuretany (PUR) Cech charakterystyczn poliuretanów jest specyficzna segmentowa, blokowa budowa ła cucha. Makrocz steczki składaj si naprzemiennie z segmentów sztywnych i elastycznych (gi tkich).

Nazwy handlowe (PUR): Desmopan, Urepan, Volkullan – Bayer (RFN) Elastollan – BASF (RFN)

Przykładowy wzór poliuretanu jest nast puj cy:

O C NH

CH2

NH C O (CH2)n

O

O

PUR sztywne wykazuj du y moduł spr ysto ci, wytrzymało na zginanie i rozci ganie oraz dobr udarno w szerokim zakresie temperatur Odporne na hydroliz oraz działanie materiałów p dnych Wyj tkowa odporno na cieranie Dobre wła ciwo ci termoizolacyjne (pianki)

n

W Polsce wi kszo ci systemów PUR producentami s : - Zakł. Chem. ORGANIKA-ZACHEM w Bydgoszczy - Zakł. Chem. ROKITA-S.A. w Brzegu Dolmym

Poliuretany (PUR) Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Poli(chlorek winylu) mi kki , PVC – zawieraj cy 40% do 70% plastyfikatora

Zastosowanie -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

#

Duroplasty - polimery chemoi termoutwardzalne

Podział duroplastów

DUROPLASTY POLIMERY TERMOUTWARDZALNE

POLIMERY CHEMOUTWARDZALNE

EP

ywice epoksydowe

ywice epoksydowe (EP) Ogólny wzór dianowej ywicy epoksydowej:

UP

ywice nienasycone poliestrowe

PF

ywice fenolowo -formaldehydowe

SI

ywice silikonowe

AMINOPLASTY MF - ywice melaminowe UF - ywice mocznikowe

ywice epoksydowe (EP)

ywice epoksydowe (EP)

Podstawowe wła ciwo ci

Wła ciwo ci

EP (EP + wł szkl.) Cena [ /kg]

(dla kompozytu z włóknem szklanym)

G sto

2,0 ÷ 2,2

[Mg/m3]

1,15

Moduł spr ysto ci E [MPa] Wytrzymało na rozci ganie na ciskanie

Rr [MPa] Rc [MPa]

Temperatura u ytkowania

(zale y od temperatury utwardzania)

Utwardzanie w temperaturze pokojowej (na zimno) - wad tego sposobu jest mała odporno cieplna EP. Utwardzania w temperaturze podwy szonej, do 80-100oC (na ciepło) Utwardzanie w wy szych temperaturach, 120-180 ºC (na gor co) Ilo utwardzacza zale y o zawarto ci grup epoksydowych.

3700 ÷17 000 (21 000 ÷52 000) 65 ÷ 79 (70 ÷1 400) 115 ÷ 165 -100 ÷ +80 (180) ºC

ywice epoksydowe (EP)

Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

Doskonała przyczepno do wi kszo ci materiałów Du a wytrzymało mechaniczna (na ciskanie i rozci ganie) Bardzo dobra odporno na starzenie (UV, woda, czynniki chemiczne) Dobre wła ciwo ci dielektryczne Nazwy handlowe • Epidian – Zakłady Chemiczne ORGANIKA - SARZYNA Epidiany o numerach 010-016, 1, 2 – maj du y ci ar cz steczkowy i s to ciała stałe, termoplastyczne o temp. mi knienia 63-105oC Epidiany o numerach 3, 4, 5, 6 – s to zwi zki małocz steczkowe, ciecze o du ej lepko ci. Epidian 11 – ywica niepalna, zawieraj ca ok. 18% bromu.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

$

Nienasycone ywice poliestrowe UP

- zawieraj w ła cuchu głównym ugrupowania estrowe –COOR i wi zania podwójne C C

Nienasycone ywice poliestrowe UP Podstawowe wła ciwo ci

Ogólny wzór poliestrów nienasyconych:

UP Cena [ /kg] (dla kompozytu z włóknem szklanym)

G sto

1,17 ÷ 1,26

[Mg/m3]

Moduł spr ysto ci E [MPa]

• -----------------------------------------------------------------

Wytrzymało na rozci ganie na ciskanie

1,6 ÷ 1,9

Rr [MPa] Rc [MPa]

Temperatura u ytkowania

14 000 ÷20 000 30 90 ÷ 250 -100 ÷ +150 ºC

•-----------------------------------------------------------------

Nienasycone ywice poliestrowe UP Wła ciwo ci

-----------------------------------------------------------------------------------------

Bardzo dobre własno ci mechaniczne i mała g sto Odporno na korozj i gnicie Łatwo

formowania du ych

-----------------------------------------------------------------------------------------

mata szklana

ywica

wyrobów o skomplikowanych kształtach

el antyadhezyjny

za pomoc prostego oprzyrz dowania Stosunkowo niska cena Du a mo liwo

regulowania wła ciwo ci (wg wymaga )

Nazwy handlowe • Polimal – Zakłady Chemiczne ORGANIKA-SARZYNA o ró nych własno ciach (numerowane od 100 do 162) • Estromal – Zakłady Tworzyw Sztucznych ERG S.A. w Pustkowie stosowane jako spoiwa do laminatów

Nienasycone ywice poliestrowe UP Zastosowanie -------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

Fenoplasty PF (

ywice fenolowo-formaldehydowe)

produkty polimeryzacji stopniowej (polikondensacji) fenolu z formaldehydem dwoma sposobami: - przez zastosowanie nadmiaru formaldehydu w stosunku do fenolu otrzymuj c produkt nazywany rezolem - przez zastosowanie nadmiaru fenolu w stosunku do formaldehydu otrzymuj c produkt nazywany nowolakiem

Fenoplasty PF ( ywice fenolowo-formaldehydowe) - sieciowanie ywic REZOL

I etap

ogrzewanie

REZITOL - stadium B

Ogólny wzór rezolu ma posta :

cz ciowo usieciowane

II etap

ogrzewanie do temp. 150-170oC

REZIT - stadium C

usieciowane przestrzennie ( kruche, nietopliwe, nierozpuszczalne )

ywice fenolowo-formaldehydowe PF

Podstawowe wła ciwo ci

PF Cena [ /kg] G sto

[Mg/m3]

÷ 1,40 ÷ 1,80

Moduł spr ysto ci E [MPa]

5600 ÷12000

Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] na ciskanie Rc [MPa]

20 ÷ 25 90 ÷ 240

Temperatura u ytkowania

-100 ÷ +110 ºC

ywice fenolowo-formaldehydowe PF

Wła ciwo ci

S stosowane jako spoiwo do laminatów (tworzyw warstwowych) oraz do tłoczyw (z napełniaczami proszkowymi) Z tłoczyw odwzorowuje si dokładne kształty metodami wtrysku lub prasowania Posiadaj br zowo-brunatne zabarwienie Nazwy handlowe • płyty warstwowe – ZTS IZO-ERG S.A. w Gliwicach – Rezokart – papierowo-fenolowe (PcFE) – Rezotekst B – tkaninowo-fenolowe (TcFE) – Rezotekst S – szklano-fenolowe • tłoczywa – ZTS ERG S.A. w Pustkowie – Polofen – z m czk drzewn , mik – Modofen – z włóknem szklanym

ywice fenolowo-formaldehydowe PF

Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Aminoplasty - otrzymuje si je w wyniku polikondensacji formaldehydu z niektórymi zwi zkami typu aminowego: a) z melamin : ywica melaminowa MF b) z mocznikiem: ywica mocznikowa UF Tłoczywa aminowe przetwarza si metod prasowania tłocznego lub przetłocznego, a tak e coraz cz ciej metod formowania wtryskowego. Do wytwarzania tłoczyw stosuje si takie napełniacze, jak: - włókna szklane - tkaniny szklane - bielona celuloza drzewna

Aminoplasty MF , UF Podstawowe wła ciwo ci MF ywica melaminowa

UF ywica mocznikowa

÷

÷

1,48 ÷ 1,50

1,50

Moduł spr ysto ci E [MPa]

÷

7000 ÷ 10500

Wytrzymało na rozci ganie Rr [MPa] na ciskanie Rc [MPa]

30 170 ÷ 310

30 200

Temperatura u ytkowania

-100 ÷ +100 ºC

-100 ÷ +80 ºC

Cena [ /kg] G sto

[Mg/m3]

Wła ciwo ci Doskonałe wła ciwo ci elektroizolacyjne, zwłaszcza na działanie łuku elektrycznego i pr dów pełzaj cych (w warunkach du ej wilgotno ci) Dobra odporno

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

na chemikalia (porównywalna do

-----------------------------------------------------------------------------------------

mechaniczna tłoczyw szybko maleje ze

-----------------------------------------------------------------------------------------

fenoplastów) Wytrzymało

wzrostem temperatury (gor ce kształtki mo na uszkodzi przy wyjmowaniu z formy) Mo liwo

barwienia na trwałe pastelowe kolory

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

(z zachowaniem prze roczysto ci lub z efektem krycia) – MF i UP napełnione celuloz

-----------------------------------------------------------------------------------------

Nazwy handlowe • Melotekt S – Z T S ORGANIKA-SARZYNA - płyty wytwarzane przez sprasowanie na gor co arkuszy tkaniny szklanej powleczonej ywic melaminow • Unilam - ZTS IZO-ERG S.A. w Gliwicach - laminaty dekoracyjne (wykładziny cian, mebli)

Zastosowanie -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

Polisiloksany SI ( ywice silikonowe) zwi zki krzemoorganiczne zawieraj ce w ła cuchuSi O głównym powtarzalne ugrupowanie siloksanowe:

Silikony termoutwardzalne – s to przede wszystkim ywice metylofenylosilikonowe, maj ce wzór o postaci np.:

W zale no ci od budowy chemicznej monomerów krzemoorganicznych i warunków reakcji silikony mog mie wła ciwo ci olejów, polimerów termoutwardzalnych, termoplastycznych lub elastomerów (kauczuków) Z atomami krzemu poł czone s rodniki organiczne np. grupy metylowe lub fenylowe

Wła ciwo ci Odporno

cieplna w zakresie do 300oC (w atmosferze

-----------------------------------------------------------------------------------------

beztlenowej nawet do 500oC) Doskonałe wła ciwo ci elektroizolacyjne (do 200oC) przy du ej wilgotno ci oraz dobra odporno

-----------------------------------------------------------------------------------------

chemiczna

Wła ciwo ci antyadhezyjne (brak przyczepno ci lepkich

-----------------------------------------------------------------------------------------

substancji) Hydrofobowo

– wła ciwo ci ochronne przed zwil aniem wod

WADA – słaba wytrzymało

-----------------------------------------------------------------------------------------

mechaniczna, sieciowanie zachodzi

podczas kilkugodzinnego ogrzewania w temp. 200 ÷ 300oC Nazwy handlowe • Silak 30 – Zakłady Tworzyw Sztucznych ORGANIKA-SARZYNA - ywica termoutwardzalna, stosowana jako lakier lub spoiwo do laminatów stosowane jako spoiwa do laminatów

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ywice silikonowe SI

Zastosowanie

-------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Definicja materiału kompozytowego

Kompozyty polimerowe

Kompozyty s materiałami wielofazowymi - zwykle wyst puj dwie fazy: Faza osnowy (matryca) • Faza ci gła, otaczaj ca inne fazy

Faza dyspersyjna •

Faza nieci gła

Matryca (jasna) Faza dyspersyjna (ciemna)

Kompozyty zwykle wykazuj wła ciwo ci obu faz. Jednocze nie posiadaj lepsze wła ciwo ci od ka dej z faz

Klasyfikacja kompozytów polimerowych

Do czego słu y polimerowa osnowa ? -------------------------------------------------------------

Dyspersyjne

Strukturalne

-------------------------------------------------------------

Włókniste Du e cz steczki

Cz steczki wzmacniaj ce

Laminaty

Ci głe

Kompozyty przekładkowe

Nieci głe

Ukierunkowane

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Losowe

Najcz ciej stosowane napełniacze Proszkowe (dyspersyjne) proszki niemetali: kwarc, talk, m czka drzewna, skrobia (polimery biodegradowalne)

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

grafit, dwusiarczek molibdenu, Proszki metali (br z, aluminium, stal nierdzewna)

Włókniste włókno szklane, w glowe, grafitowe, aramidowe (Kevlar) itp. włókna metaliczne

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Wła ciwo ci wybranych włókien ρ [Mg/m3]

Materiał

Rr [GPa]

Wła ciwo ci wybranych włókien E [GPa]

Whiskersy

Włókna krótkie (whiskersy) 3,2

5–7

350–380

tlenek glinu

4,0

10–20

700–1500

3,2

20

480

Włókna długie szklane

2,58

3,5

72,5

w glowe

1,78–2,15

1,5–4,8

228–724

aramidowe (Kevlar 49)

1,44

3,6–4,1

131

borowe

2,57

3,6

400

PE-UHMW (Spectra 900)

0,97

2,6

117

Tlenek glinu

Włókna metaliczne 7,9

2,4

210

wolframowe

19,3

2,9

407

wła ciwo ci kompozytów ?

-------------------------------------------------------------

TM

3

Kevlar

2

Azotek krzemu

PE-UHMW (Spectra 900)

Wysokowytrzymałe włókno w glowe Włókno w glowe o du ej sztywno ci

Włókno szklane

1 Włókna metaliczne

0

stalowe

Od czego zale

Wytrzymało wła ciwa Rr[GPa] / [Mg/m3]

azotek krzemu w glik krzemu

W glik krzemu

4

0

100

200

300

Moduł wła ciwy E [GPa] /

400

500

[Mg/m3]

Kompozyty strukturalne a) Typowa struktura laminatu

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

b) Kompozyt przekładkowy z rdzeniem piankowym c) Kompozyt przekładkowy z rdzeniem o strukturze plastra miodu

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------