Informacje ogólne.

 

Tworzywo to materiał do produkcji różnego rodzaju przedmiotów użytkowych.

1. Tworzywa naturalne

Organicznym tworzywem naturalnym jest drewno. Do tworzyw naturalnych można zaliczyć także włókna celulozowe: bawełniane, konopne, oraz tworzywa białkowe: włókna jedwabiu naturalnego i wełny. Właściwości tych tworzyw znane są z życia codziennego, gdyż wykonuje się z nich tkaniny ubraniowe.

2. Tworzywa sztuczne

Jedwab celulozowy, octan i azotan(V) celulozy -to tworzywa powstałe w wyniku przetworzenia celulozy . Celuloidem i jedwabiem wiskozowym -to też celulozowe tworzywa sztuczne. Do tworzyw sztucznych zaliczymy także wytwarzany z lateksu kauczuk.

2. Tworzywa syntetyczne

Do tworzyw syntetycznych zaliczymy polietylen i poli(chlorek winylu), tzw. PCW (PVC).Rozpowszechnione są także włókna syntetyczne. Elana, torlen i bistor to tzw. włókna poliestrowe, otrzymane w wyniku polimeryzagi estrów. Do włókien syntetycznych poliamidowych zaliczamy, na przykład, nylon, stylon -tworzywa niezbędne przy produkgi pończoch, dzianin bieliźnianych, płaszczy przeciwdeszczowych. W zależności od zachowania się polimerów w podwyższonej temperaturze dzielimy je na:
-termoutwardzalne i chemoutwardzalne (np. żywice poliuretanowe, epoksydowe), czyli takie, które pod wpływem wysokiej temperatury lub związków chemicznych (utwardzaczy) nieodwracalnie twardnieją i po utwardzeniu nie miękną w podwyższonej temperaturze;
-termoplastyczne [np. poli(chlorek winylu), polistyren, polietylen], czyli takie, które po ogrzaniu miękną, a po oziębieniu twardnieją.
Raz uformowany przedmiot z tworzywa termo- i chemoutwardzalnego nie może być przerobiony na inny. Natomiast nieużyteczny przedmiot z tworzywa termoplastycznego można stopić i przerobić na inny. Na wyrobach codziennego użytku często spotykamy znaki wskazujące, że materiał, z którego są one wykonane, można wykorzystać jako surowiec wtórny.
Powszechne stosowanie tworzyw sztucznych i syntetycznych, szczególnie opakowań jednorazowego użytku, stworzyło poważny problem ekologiczny zanieczyszczenia środowiska odpadami. Enzymy wytworzone przez bakterie nie rozkładają tworzyw syntetycznych, które przez wiele lat zanieczyszczają otoczenie. Jedynym wyjściem jest produkcja tworzyw ulegających biodegradacji -łatwo się rozpadających w środowisku naturalnym bez wytworzenia substancji trujących. W przypadku użycia glicyny (jednego z alninokwasów) do produkcji poliamidu uzyskuje się tworzywo rozkładalne przez bakterie w ciągu niespełna dwóch tygodni.
Optyczna identyfikacja tworzywa jest niemożliwa ze względu na podobieństwo ich właściwości fizycznych oraz na to, że przedmioty nie są wykonywane z czystych polimerów, ale zawierają również wypełniacze, barwniki itp. W celu ustalenia, z jakim tworzywem mamy do czynienia, jego próbkę poddajemy spalaniu. Na podstawie wyglądu płomienia oraz właściwości otrzymanych produktówokreślamy rodzaj tworzywa.

NAZWA TWORZYWA ZAPŁON CARAKTERYSTYKA PŁOMIENIA WŁAŚCIWOŚCI PRODUKTU
Celuloza łatwy żółty zapach palonego papieru
Celuloid łatwy żółty spalanie całkowite
Jedwab naturalny, wełna nie pali się, lecz topi - brunatna substancjao zapachu palonego białka
Polietylen łatwy dolna częśc płomienia żółta, wierzchołek - niebieski, a sam polietylen topi się przy płomieniu - spływa kroplami zapach parafiny
Polistyren łatwy bladożółty, kopcący słodkawy, kwiatowy zapach
Poli(chlorek winylu) trudny, gaśnie po wyjęciu z płomienia żółty, na brzegach zielonkawy czarna postać po spaleniu, białe dymy, zapach chlorowodoru
Poliamidy trudny, płonie po wyjęciu z płomienia lekko niebieski zapach palonego białka
Poliestry trudny, gaśnie po wyjęciu z płomienia jasnożółty, iskrzący i mocno kopcący słodkawy, kwiatowy zapach

Barwienie tworzyw

Oprócz związku wielkocząsteczkowego tworzywo sztuczne zawiera zwykle składniki dodatkowe, które nadają mu korzystne właściwości użytkowe. Składniami tymi mogą być:
a) Barwniki, substancje naturalne lub syntetyczne, używane do barwienia różnorodnych materiałów (tkanin, papieru, skór, drewna, tworzyw sztucznych, żywności, kosmetyków).
W cząsteczkach barwników znajdują się ugrupowania chromoforowe, dzięki którym związki te selektywnie absorbują promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym, oraz auksochromy, nadające barwnikom powinowactwo do materiałów barwionych.
Ze względu na metodę wykonania barwienia barwniki dzieli się na: bezpośrednie, kwasowe, zasadowe, lodowe, kadziowe, zaprawowe.
Klasyfikacja chemiczna oparta jest na rodzaju ugrupowania chromoforowego. Rozróżnia się (w nawiasie podano chromofor i przykład barwnika danej grupy): - barwniki azowe (-N=N-, oranż metylowy),
- barwniki chinoidowe (O=C6H4=O, alizaryna),
- barwniki dwufenylometanowe ((Ar) 2C=N, oranż akrydynowy NO),
- barwniki iminochinoidowe (N=C6H4=O lub N=C6H4=N, błękit indofenolowy),
- barwniki azynowe (błękit metylenowy),
- indygoidy (indygotyna),
- barwniki nitrowe (-NO2, kwas pikrynowy),
- barwniki nitrozowe (-NO, trwała zieleń O),
- barwniki polienowe ((-C=C-)n, żółcień chinolinowa),
- barwniki pironowe (pyronina G),
- barwniki trójfenylometanowe ((Ar)2C=Ar, zieleń malachitowa).
b) Pigmenty, substancje barwne, w stanie rozdrobnienia stosowane do wyrobu farb oraz barwienia tworzyw sztucznych, włókien syntetycznych, wyrobów ceramicznych, gumy, papieru.
Pigmenty nieorganiczne, zwane mineralnymi, dzieli się na naturalne (farby ziemne) i sztuczne (sole i tlenki metali otrzymywane sztucznie). Do pigmentów nieorganicznych zalicza się także pigmenty otrzymywane z metali nieżelaznych np. glinu, miedzi i ich stopów.
Pigmenty organiczne, również dzieli się na naturalne i syntetyczne. Naturalne występują w organizmach żywych, np. chlorofil, hemina, sepia, indygo. Natomiast syntetyczne (stanowiące najliczniejszą i najważniejszą grupę pigmentów ze względu na zastosowanie) są najczęściej nierozpuszczalnymi barwnikami: azowymi, antrachinowymi, lakami barwnymi.
Do najważniejszych pigmentów nieorganicznych należą:
§ Pigmenty białe: biel cynkowa (ZnO), biel ołowiana, biel tytanowa.
§ Pigmenty czarne: sadze.
§ Pigmenty żółte: żółcień kadmowa (CdS+BaSO4), żółcień chromowa (PbCrO4), żółcień cynkowa (ZnCrO4Zn(OH)2).
§ Pigmenty czerwone: czerwień kadmowa (CdS+CdSe), cynober, glejta ołowiana, minia ołowiana, czerwień żelazowa (Fe2O3).
§ Pigmenty zielone: zieleń chromowa (Cr2O3),
§ zieleń szwajnfurcka (3Cu(AsO2)· Cu(CH3COO)2).
§ Pigmenty brunatne: ochra, umbra. Pigmentów błękitnych: ultramaryna, lazur miedziowy (2CuCO3Cu(OH)2).
Niektóre pigmenty oprócz właściwości barwienia substancji wykazują także inne cechy: świecenie - pigmenty świecące (luminofory) lub zmianę barwy wraz ze zmianą temperatury - pigmenty termoczułe. Mają zastosowanie do produkcji farb świecących i termometrycznych.


Celuloid

przykładowa próbka

Celuloid jest mieszaniną azotanu celulozy (zwanego potocznie, choć niepoprawnie nitrocelulozą) i kamfory. Jest to ciało stałe, elastyczne, przezroczyste (lub sztucznie barwione). Żółknie pod wpływem światła. Nie jest odporny na ścieranie,. łatwo daje się zadrapać i zarysować. Przy obróbce mechanicznej należy pracować w miękkich rękawiczkach. Cienkie arkusze kroić nożycami, grubsze piłą do metali po uprzednim ogrzaniu w gorącej wodzie. Do innych (poza cięciem) metod obróbki stosuje się narzędzia do drewna. Celuloid można polerować woskiem ale również dobre efekty uzyskuje się przez krótkotrwałe zanurzenie w acetonie. Celuloid ma właściwości termoplastyczne. Pod obciążeniem mechanicznym odkształca się już w temp. 40°C. Temperatura kształtowania w formach wynosi 70-110°C. Jest bardzo łatwo palny. Próbka wprowadzona do płomienia palnika spala się gwałtownie jasnym płomieniem wydzielając dużo sadzy i brunatne dymy tlenków azotu. Przy spalaniu można wyczuć zapach tlenków azotu i kamfory. Ogrzewany w probówce rozkłada się gwałtownie (niebezpiecznie przy większych próbkach). Celuloid jest odporny na działanie rozcieńczonych kwasów i zasad (stężone roztwory rozkładają go), węglowodorów, smarów, olejów i tłuszczów. Rozpuszcza się w ketonach i estrach. W alkoholach pęcznieje. Klejenie przedmiotów z celuloidu można przeprowadzić roztworem otrzymanym przez rozpuszczenie 5 g celuloidu W 45 g acetonu i dodanie 2 g octanu etylu. Sklejane powierzchnie smaruje się cienko i dociska. Klejenie samym acetonem daje spoinę nieprzezroczystą (mleczną). Typowe zastosowania: zabawki, galanteria, skala przyrządów pomiarowych, przybory kreślarskie, szkło bezodpryskowe (dawniej błony filmowe). Ze względu na łatwopalność wypierany jest przez octan celulozy.


Celuloza

przykładowa próbka

CELULOZA błonnik , strukturalny polisacharyd, zbudowane. z ok. 7000 reszt celobiozy dł. ok. 7 µm Czysta celuloza jest białą, nierozpuszczalną w wodzie substancją odporną na działanie czynników chemicznych. Występuje powszechnie w roślinach, tworząc podstawowy zrąb ściany komórkowej, nadaje tkankom roślinnym wytrzymałość mechaniczną i elastyczność. W komórce występuje z innymi substancjami podporowymi, np. ligniną, pektyną, hemicelulozą. Najwięcej celulozy zawierają włókna bawełny (ok. 92-95%)j na skalę przemysłową otrzymuje się ją z drewna. Ma duże znaczenie jako surowiec w przemysłach: włókienniczym. (włókna bawełniane, lniane konopne), papierniczym oraz w produkcji lakierów, materiałów wybuchowych, nitrocelulozy jedwabiu sztucznego, tworzyw sztucznych (celuloidu) zwierzęta roślinożerne trawią celulozę za pośrednictwem celulaz.


Guma

przykładowa próbka

GUMA [łac.] , produkt wulkanizacji kauczuku naturalnego, kauczuku syntetycznego lub ich mieszanin, odznaczający się zdolnością do dużych odwracalnych odkształceń (do 1 000%) ; Właściwości g. zależą od rodzaju i ilości składników mieszanki gumowej, zwł. od rodzaju kauczuku; do innych składników mieszanki gumowej należą: 1) środki wulkanizujące, np. siarka, tlenki metali, nadtlenki org. 2) przyspieszacze wulkanizacji, np. sulfonamidy, ditiokarbaminianyj 3) aktywatory przyspieszaczy wulkanizacji, np. tlenek cynku, stearyna 4) wypełniacze -składniki nadające g. określone właściwości mech. lub obniżające koszt mieszanki gumowej, np. sadza, krzemionka, kreda; 5) zmiękczacze -składniki ułatwiające przetwórstwo oraz polepszające elastyczność g. w niskich temperaturach, np. produkty przeróbki ropy naft. lub węgla kam., niektóre estry; 6) substancje przeciwstarzeniowe i przeciwzmęczeniowe, np. pochodne amin, fenolu, woski ochronne. Przez dobór składników mieszanki gumowej można otrzymać g. o rożnych właściwościach, np. g. do produkcji opon, g odporną na niską lub wysoką temperaturę, odporną na działanie olejów, materiałów pędnych, rozpuszczalników itp., trudno palną, odznaczającą się właściwościami wymaganymi od materiałów stosowanych w przemyśle spoż., w medycynie itd. Technologia wytwarzania większości wyrobów gumowych polega na: 1) przygotowywaniu surowców; 2) sporządzaniu mieszanek gumowych -tzn. dodawaniu w określonej kolejności do uplastycznionego kauczuku składników danej mieszanki; 3) wytwarzaniu półwyrobów z mieszanki gumowej -wyciąganiu płyt na kalandrze, wytłaczaniu kształtek, gumowaniu tkanin; 4) dęciu półwyrobów na części wchodzące w skład gotowych wyrobów; 5) konfekcjonowaniu (scalaniu) wyrobów z przygotowanych części składowych; 6) wulkanizacji wyrobów, polegającej najczęściej na ich ogrzewaniu w temp 140-200.C pod odpowiednim ciśnieniem przez określony czas; 7) wykańczaniu wyrobów (obcinaniu wylewów, malowaniu itp.) Guma , dzięki dużej elastyczności, wytrzymałości mech., małej rozpuszczalności, dobrym właściwościom dielektr. jest jednym z najważniejszych materiałów stosowanych w przemyśle samochodowym, lotniczym., maszyn., chem; kl. Gumę otrzymał po raz pierwszy 1839 Amerykanin C.N. Goodyear.


Poli(alkohol winylu)

przykłdowa próbka

Polska nazwa handlowa: WINAKOL (z odpowiednim symbolem cyfrowym). Ponieważ monomer -alkohol winylowy -nie istnieje (jest związkiem nietrwałym), otrzymywanie polialkoholu winylowego prowadzi się w sposób pośredni przez hydrolizę poliestrów winylowych. Zasadniczą cechą, odróżniającą polialkohol winylowy od większości polimerów, jest rozpuszczalność w wodzie. Istnieją jednak metody, między innymi hartowanie formaliną, uodporniające go na działanie wody. Polialkohol winylowy jest termoplastem i stanowi materiał konstrukcyjny o bardzo dużej wytrzymałości mechanicznej. Spala się powoli, żółtym płomieniem przy czym mięknie, nie gaśnie po wyjęciu z płomienia. Spalaniu towarzyszy charakterystyczny zapach. Polialkohol winylowy rozpuszcza się w wodzie (z której może być wytrącony niższymi alkoholami) i w wyższych alkoholach. Nie rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych. Typowe zastosowania: folia i przewody olejo- i benzyno odporne, materiał włóknotwórczy, składnik klejów i lakierów, w przemyśle farmaceutycznym jako zagęszczacz do kremów.


Poli(chlorek winylu)

przykładowa próbka

Polichlorek winylu otrzymuje się przez polimeryzację chlorku winylu (CH2=CH-Cl). Tworzywo to jest białym proszkiem, który dzięki właściwościom termoplastycznym -może być przemieniony w przedmiot o pożądanym kształcie. Przed wprowadzeniem do formy dodaje się zmiękczacza (ftalan lub adypinian dioktylu) i po starannym wymieszaniu ogrzewa w formie w 150-160°C przez godzinę. W zależności od ilości dodanego zmiękczacza otrzymuje się PCV twardy, zwany winidurem (ok. 5% zmiękczacza) lub PCV miękki, zwany igelitem lub skajem (do 50% zmiękczacza). Bez zmiękczacza otrzymuje się przedmiot kruchy, a ponadto nie da się go wyjąć z formy, ponieważ przykleja się do każdego metalu. Twardy PCV może być obrabiany mechanicznie za pomocą narzędzi do drewna lub metali. Przy obróbce wydzielają się nieznaczne ilości chlorowodoru, które w obecności wilgoci powodują korozję narzędzi. PCV można polerować ale należy unikać przegrzania powierzchni, gdyż wtedy pojawia się zmatowienie. Podczas ogrzewania PCV mięknie przy 60- 70°C, topi się w 140-170°C i wytrzymuje krótkotrwałe ogrzewanie do temp. 200°C bez rozkładu. Wprowadzony do płomienia zapala się po kilku sekundach dając żółty, na brzegach zielonkawy płomień. Jednocześnie wydzielą się chlorowodór. Po wyjęciu z płomienia próbka gaśnie od razu, ale chlorowodór wydziela się jeszcze przez pewien czas. Miękki PCV może się palić dalej i iskrzyć (przebieg spalania zależy od rodzaju plastyfikatora). PCV jest odporny na działanie kwasu solnego i siarkowego, rozcieńczonego azotowego, 20% NaOH i KOH, amoniaku, roztworu sody, olejów mineralnych, alkoholi, benzyny. Rozpuszcza się w ketonach (aceton, cykloheksanon itp.), estrach, tetrahydroOuorenie, dioksanie, pirydynie, toluenie, ksylenie, chlorku etylenu, dwusiarczku węgla i dimetyloformamidzie (nieplastyfikowany tylko w cykloheksanonie i tetrahydrofuranie). W celu sklejenia twardego PCV rozpuszcza się 5 g żywicy PCV (typ F) w mieszaninie 25 g acetonu i 20 g toluenu (lekko ogrzewając w ciepłej wodzie). Przed użyciem klej należy ogrzać. Można również rozpuścić 7 g drobno sproszkowanego winiduru w 40 cm3 trichloroetylenu (tri) na 500 łażni wodnej stale mieszając. Po ochłodzeniu należy dodać 50 cm3 acetonu i starannie wymieszać. Niezależnie od rodzaju kleju powierzchnie przeznaczone do klejenia nal~ży oczyścić papierem ściernym i odtłuścić benzyną lub acetonem. Bezpośrednio po nałożeniu warstwy kleju, powierzchnie należy złączyć i pozostawić pod naciskiem 1- 3 min. Dopiero po 24 godz. spoina nabiera pełnej wytrzymałości. Klej do klejenia miękkiego PCV uzyskuje Się przez rozpuszczenie 15 g skrawków folii igelitowej lub 10 g żywicy PCV (typ F) w 90 g cykloheksanonu (na zimno, mieszając od czasu do czasu). Oczyszczone jak wyżej powierzchnie smaruje się cienką warstwą kleju, łączy i pozostawia na 20- 30 min. Pod naciskiem. W sprzedaży znajdują się gotowe kleje do PCV.Z twardego PCV produkuje się rury dla przemysłu chemicznego, przewody wodociągowe i kanalizacyjne, rynny, przybory kreślarskie, płyty, opakowania (pudełka), profile budowlane i meblowe, instalacje wentylacyjne, pompy, zbiorniki itp. Z miękkiego PCV produkuje się: węże (ogrodnicze, dla przemysłu chemicznego, do izolacji elektrycznej), okładziny poręcz, uszczelki, płyty dachowe i podłogowe, aparaty do przetaczania krwi, folie ubraniowe i galanteryjne, sztuczną skórę.


Poliamidy

przykładowa próbka

Poliamidy (nylony). Polskie nazwy handlowe: POLAN, TARLON, TARNAMID (wszystkie dotyczą poliamidu 6 czyli polikaprolaktamu). Poliamidy otrzymuje się przez: (1) polikondensację dwukwasów (np. adypinowego HOOC- --",,-(CHJ6-COOH) z diaminami (np. heksametylenodiaminą NH2-(CHJ6-NHJ, (2) polikon- densację (v-aminokwasów (np. (v-aminokapronowego NH2-(CH2)s-COOH), (3) polimeryzację laktamów (np. kaprolaktamu NH-(CH2)s-CO). W nazwach zwyczajowych typu poliamid 6, poliamid 6,6, poliamid 6,10 itd. jedna cyfra sygnalizuje, że poliamid jest produktem polikondensacji (V-aminokwasu lub polimeryzacji laktamu i oznacza liczbę atomów węgla w łańcuchu aminokwasu (indeks k we wzorze II). Dwie cyfry arabskie sygnalizują, że poliamid jest produktem polikondensacji dwukwasu z dwuaminą. Pierwsza cyfra (indeks i we wzorze I) oznacza liczbę grup metylenowych w dwuaminie, druga -liczbę atomów węgla w dwukwasie (indeks j plus 2 we wzorze I).Poliamidy są w znacznym stopniu krystaliczne, bezbarwne lub kremowe, dają się łatwo barwić. Są trudno ścieralne, wytrzymałe mechanicznie, niełamliwe. Wydłużają się o 50% zanim ulegną zerwaniu. Poliamidy dobrze obrabiają się mechanicznie narzędziami do metali (z wyjątkiem pilnika). Wszystkie poliamidy są termoplastami. Mają wysoką temp. topnienia (180- 270°C w zależności od typu) przy czym obszar mięknięcia -poprzedzający topnienie -wynosi zaledwie 5°C. W czasie spalania poliamidy wydzielają charakterystyczny, duszący zapach przypominający zapach palonego rcgu lub palonych włosów. Barwa płomienia jest niebieskawa z żółtym obrzeżem. Tworzywo topi się w czasie palenia i gaśnie po wyjęciu z płomienia. Poliamidy są odporne na działanie większości rozpuszczalników organicznych (węglowodory, chloroform, alkohole, ketony, etery, estry). Nie są odporne na działanie kwasów i stężonych zasad. Poliamid 6 rozpuszcza się w m-krezolu, chlorofenolu, kwasie octowym, mrówkowym, stężonym kwasie siarkowym i bezwodniku octowym. Przedmioty wykonane z poliamidów można kleić roztworem otrzymanym przez rozpuszczenie 4 g poliamidu w 20 cm3 kwasu mrówkowego lub bezwodnika octowego (na gorąco). Przed klejeniem powierzl.:hnie przeciera się gruboziarnistym papierem ściernym, następnie powleka się je klejem i ściska na dwie doby. Niewielkie powierzchnie wystarczy zwilżyć kwasem mrówkowym lub octowym, odczekać 10-15 min, zwilżyć ponownie ipo upływie 5 min silnie docisnąć. Klej do poliamidów można też sporządzić przez rozpuszczenie 2 g drobno pokrojonego poliamidu w 20 cm3 15% kwasu solnego (na gorąco). Spoina schnie 12 godzin i wymaga starannego wypłukania wodą. Z poliamidów produkuje się: koła zębate, łożyska, części maszyn, rury ciśnieniowe do cieczy, folie opakowaniowe, żyłki wędkarskie, sztuczne kości i ścięgna, włókna itp.


Polietylen

przykładowa próbka

POLIETYLEN polimer , otrzymywany przez polimeryzację etylenu (etenu). Polimeryzację etylenu można prowadzić w trojaki sposób: a) pod wysokim ciśnieniem 127-245 MPa (1300-2500 at), w temp. 150-250.C, w obecności tlenu lub nadtlenków organicznych jako inicjatorów polimeryzacji (p o małej gestości, tzw. PE-LD); b) b) pod ciśn. średnim 2,5-9,8 MPa (25-110 at), w temp. 75-300.C, w obecności katalizatorów molibdenowych lub chromowych (polietylen o dużej gęstości, tzw. PE-HD); c) pod ciśn Poniżej 1 MPa (10 at). w temp. poniżej 100.C, w obecności metaloorg. katalizatorów Zieglera .i Natty (również p. o dużej g~tości, tzw. PH--HD). Polietylen jest tworzywem o doskonałych właściwościach dielektrycznych, znacznej elastyczności i udarności, dobrych właściwościach mechanicznych, dużej odporności na działanie kwasów, zasad, soli i większości związków organicznych. Właściwości i zastosowanie polietylenu zależą w znacznym stopniu od jego odmiany: PE-LD o gęstości 0,910-0,935 g/cm jest bardziej elastyczny, lecz mniej odporny na wysoką temperaturę oraz działanie czynników chemicznych niż PE--HD o gęstości 0,936-0,960 g/cm. Polietylen stosuje się gł. do produkcji folii, powłok kablowych do prądów dużej częstotliwości, płyt, rur(do wody pitnej, ścieków i dla przemysłu chemicznego), elementów sprzętu gospodarstwa domowego, zabawek oraz używa się go do powlekania papieru.


Polistyren

przykładowa próbka

Polska nazwa handlowa: POLISTYREN (specjalne gatunki: STYRYPOL, STYROPIAN). Polistyren otrzymuje się przez polimeryzację styrenu. Jest to tworzywo przezroczyste, przepuszcza 90% światła widzialnego, ale dzięki licznym możliwościom barwienia, gotowe wyroby z polistyrenu nie są najczęściej przezroczyste. Ze względu na kruchość i bardzo małe przewodnictwo cieplne polistyrenu, należy unikać obróbki mechanicznej. Możliwe jest tylko krótkotrwałe użycie bardzo ostrych narzędzi (nawęglanych) i równoczesne chłodzenie wodą z mydłem. W przypadku rozgrzania i nadtopienia rejonu obróbki, powstają naprężenia powodujące po pewnym czasie pękanie przedmiotu. Polistyren można polerować, unikając lokalnych przegrzań. Polistyren jest termoplastem, mięknie począwszy od 70°C. W temp. 100- 110°C może być formowany pod warunkiem, że wytwarzany przedmiot będzie miał niewielkie rozmiary (detale galanteryjne). W większych przedmiotach powstają naprężenia wewnętrzne, które można usunąć przez tzw. sezonowanie wyrobu, tj. ogrzewanie go w temp. 70- 80° w ciągu kilku godzin, potem powolne ochłodzenie do temp. 60°C i bardzo szybkie do 20"C.Polistyren wprowadzony do płomienia palnika zapala się gwałtownie i pali się również po usunięciu źródła ciepła, żółtopomarańczowym, silnie kopcącym płomieniem (odróżnienie od polimetakrylanu metylu). Dymy mają zapach hiacyntów. Polistyren jest odporny na działanie kwasów (z wyjątkiem azotowego), zasad, węglowodorów nasyconych, alkoholi, olejów mineralnych i roślinnych. Rozpuszcza się w benzenie, toluenie, styrenie, tetrawodorofuranie, dioksanie, cykloheksanie, dwusiarczku węgla i trichloroetylenie. Do klejenia polistyrenu stosuje się 15% roztwór polistyrenu w trichloroetylenie (tri); czas rozpuszczania 4-6 godzin przy częstym mieszaniu. W celu uzyskania elastycznej spoiny należy dodać do kleju 2- 3%rozpuszczalnika nitro. Sklejone powierzchnie smaruje się dwukrotnie, za każdym razem odczekując 30 min dla odparowania nadmiaru rozpuszczalnika. Następnie dociska się obie powierzchnie i utrzymuje pod naciskiem 2 godz. Pełną wytrzymałość osiąga się po 24 godz. Zamiast tri można użyć benzenu lub toluenu. W wielu przypadkach wystarczy zwilżyć rozpuszczalnikiem krawędzie i w chwilę potem docisnąć je. W sprzedaży znajdują się gotowe kleje. Z polistyrenu produkuje się materiały elektroizolacyjne, części lodówek, naczynia, pojemniki, zabawki, galanterię itp.


Poliuretan

przykładowa próbka

Polska nazwa handlowa: POLES lub IZOCYN(z odpowiednim symbolem cyfrowym lub literowym).Poliuretany są produktami poliaddycji dioli z diizocyjanianami (patrz s. 401). Dobierając odpowiednio substraty można otrzymywać tworzywa o bardzo różnorodnych właściwościach od typowych dla mas wtryskowych, poprzez tworzywa piankowe i włókna sztuczne aż do klejów i lakierów. Niektóre poliuretany są termoplastyczne, inne -termoutwardzalne. Poliuretany palą się powoli, żółtym płomieniem nie gasnącym po usunięciu palnika. Spalaniu towarzyszy charakterystyczny zapach izocyjanianu. Typowe zastosowania: włókna odzieżowe, oplot przewodów, detale galanteryjne i elektrotechniczne, zabawki, lakiery do malowania podłóg (utwardzane), guma do opon, podeszwy butów, materiały spienione (izolacje cieplne i akustyczne), elementy nadwozi samochodowych.


Silikon

przykładowa próbka

Polskie nazwy handlowe: SILOL, SILPASTA; SILAK, SILFORM, SJLPAP, SILPIAN, SILSKÓR, SILSPA W, SILTEX (z odpowiednimi sy~bolami literowymi i cyfrowymi). Silikony otrzymuje się drogą polikondensacji siloksanoli (związków z grupą -Si-OH). Są to tworzywa ciekłe lub elastyczne. Wykazują dużą odporność na niski~ i wysokie temperatury (niektóre typy od ~ 110 do + 350°C), odporność na działanie tlenu, wilgoci, kwasów, dużą hydrofobowość, nieczynność fizjologiczną. Silikony nie ulegają zmianom podczas ogrzewania w probówce lub bezpośrednio w małym płomieniu. W silnym płomicniu palą się bladym płomieniem i gasną po usunięciu palnika. Po spaleniu pozostaje biały popiół (SiOl), Typowe zastosowanie: oleje hydrauliczne i smarowe, materiały elektroizolacyjne, ciecze do wymienników ciepła i pomp dyfuzyjnych, środki do hydrofobizacji budynków, tkanin, skóry, papieru itp.,środki przeciw pienieniu, kauczuki do wyrobu uszczelek, kabli, węży,


Żywica epoksydowa

przykładowa próbka

Polska nazwa handlowa: EPIDIAN (z odpowiednim symbolem cyfrowym) Nieutwardzone żywice epoksydowe otrzymuje się w reakcji polikondensacji epitlenku (np. epichlorochydryny) z fenolem dwu wodorotlenkowym (najczęściej dianem). Proces utwardzania jest poliaddacją. w której rolę utwardzacza spełnia poliamina. Cechą charakterystyczną żywic epoksydowych jest doskonała przyczepność do wszystkich prawie tworzyw, szczególnie metali, dobre właściwości mechaniczne i elektryczne. Kleje z żywicy epoksydowej stanowią spoiny o wytrzymałości dorównującej nitom i spawom. Odporność termiczna pod obciążeniem, utwardzonych Epidianów, waha się w granicach 55°- -120°C w zależności od rodzaju utwardzacza. Bez obciążenia przekracza 150°C. Zachowanie się w płomieniu utwardzonej żywicy epoksydowej jest zbliżone do zachowania się laminatów poliestrowych. Próbka zapala się trudno, po czym płonie kopcąc. W odróżnieniu od poliestru silnie pachnie podczas spalania. Żywice epoksydowe są rozpuszczalne w acetonie, dioksanie i ketonie metylowoetylowym. Przed utwardzeniem również w węglowodorach aromatycznych. Żywice epoksydowe służą do produkcji lakierów, klejów jak też do zalewania i uszczelniania sprzętu elektrotechnicznego oraz wyrobu laminatów.


Żywica poliestrowa

przykładowa próbka

Polska nazwa handlowa: POLIMAL (z odpowiednim symbolem cyfrowym). Poliestry są to polimery otrzymane z wielozasadowych kwasów (np: HOOC- Rl -COOH) i wielowodorotlenowych alkoholi (np.: HO- R2 -OH) drogą polikondensacji. Jeżeli grupy R nie zawierają wiązań wielokrotnych, to mówi się o poliestrze nasyconym, najczęściej termoplastycznym, czasem jednak utwardzalnym (na przykład w przypadku użycia alkoholu trójwodorotlenowego). Gdy grupy R zawierają wiązania wielokrotne, wówczas poliester określa się jako nienasycony i ma on charakter tworzywa chemoutwardzalnego. Nienasycone żywice poliestrowe występują w handlu jako roztwory w monomerach (styrenie) lub też jako gotowe, usieciowane tworzywo w postaci półfabrykatów (laminatów -płyt wzmocnionych najczęściej tkaniną szklaną). Przed utwardzeniem żywice mają postać gęstego syropu o barwie żółtawej. Utwardzanie prowadzi się w formie, w temp. pokojowej, po dodaniu inicjatora (zwykle nadtlenku benzoilu lub wodoronadtlenku cykloheksanonu) w Ilości ok. 4% i' aktywatora (np. naftalenianu kobaltowego) w ilości ok. 0,4%. WłaścIwości mechaniczne utwardzonego produktu zależą od budowy wyjściowej żywicy i sposobu jej utwardzenia. Wyrób może być giętki, elastyczny lub twardy i kruchy. Twarde wyroby można obrabiać mechanicznie narzędziami do drewna. można też polerować je. Odporność termiczna pod obciążeniem, utwardzonych Polimali, waha się w granicach 55- 60°, bez obciążenia przekracza 150°C. Próbka laminatu umieszczona w płomieniu zapala się bardzo opornie. Pali się żółtym płomieniem wydzielając dużo sadzy (czarny dym). Po wyjęciu z płomienia najczęściej gaśnie. Po spaleniu pozostaje szkielet z okopconych włókien szklanych. Utwardzone poliestry są nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, w acetonie lekko pęcznieją. Z poliestrów wzmocnionych włóknem szklanym produkuje się: łodzie ratunkowe, części samochodów, meble, kadłuby szybowców i śmigłowców, płyty dachowe faliste, osłony lamp, maszty do anten, narty i kijki, wędki, kaski ochronne itp. W formie żywic lanych używa się poliestrów do zalewania części aparatury elektronicznej, mumifikacji preparatów anatomicznych, produkcji lakierów itp.

 

Powrot do strony glownej