2_polimeri

7/28/2019 2_Polimeri

1/15

1

1. POLIMERI

1.1. Osnove polimera

1.1.1. Graa polimera1.1.2. Osnovna svojstva polimera1.1.3. Izrada proizvoda od polimera

1.2. Plastomeri

1.2.1. PolietilenPE

1.2.2. Poli(vinil-klorid)PVC

1.2.3. PoliamidPA

1.2.4. Teflon-PTFE

1.3. Duromeri

1.3.1. Nezasieni poliester-UP1.3.2. Epoksid-EP1.4.Elastomeri i elastoplastomeri1.4.1. Prirodni kauuk1.4.2. Sintetiki kauuk1.5. Starenje polimera

1.1. Osnove polimera

Rije polimer je sloenica koja potjee od grkih rijei: TTOU (poli) - mnogo i o (meros) - dio.

Polimerima se nazivaju materijali formirani od organskih makromolekula, koji se dobivaju

uspostavljanjem kemijskih veza jednostavnijih molekula organskih spojeva - monomera. Na primjer,

makromolekula polietilena dobiva se spajanjem molekula etena (etilena):

n C2H4 (C2H4)n n molekula etena formira makromolekulu polietilena

Zbog vrlo velikog broja atoma sadranih u makromolekuli, polimeri imaju vrlo velike relativnemolekularne mase, koje premauju 1 000 000. Meutim, makromolekule su polimernih materijala

razliitih veliina, te se RAM izraavaju kao srednje vrijednosti, koje bi trebao pratiti i podatak o

rasipanju oko srednje vrijednosti (standardna devijacija). Veliine makromolekula polimera se mogu

opisati stupnjem polimerizacije, kao i prosjenim brojem monomera koji formiraju makromolekule

polimera.

Polimeri se mogu sistematizirati s obzirom na (a) formiranje te (b) pona anje pri zagrijavanju i

elastinim svojstvima:


2/15

2

POLIMERNI MATERIJALI

Polimerni materijali obuhvadaju vrlo razliite materijale, kao to su plastike, gume i ljepila, imaju sronugrau i spaaju u najvanije tehnike materijale. Polimeri se sastoje o puno malih molekula (monomera)vezanih zajeno u vrlo ugake lance poznate kao makromolekule. Lanane molekule organskog porijeklamogu imati molekularnu masu od 10.000 o vie o 1.000.000 g/mol. U stanovitom stadiju proizvodnje iliprerae polimeri su plastini, onosno mogu se plastino oblikovati, a u svom konanom staiju su kruti.Naziv polimer je sloenica grkih rijeipolymnogo i meros io, to bi znailo mnogo ijelova. Polimeri suupotrebljavaju za izrau: konstrukcijskih i ekorativnih ijelova, boja, ljepila, automobilskih guma, spuva,materijala za pakiranja, igraaka. Polimeri se takoer upotrebljavaju u kompozitnim materijalima kaovlakna, estice i kao matrini materijali.

PODJELA POLIMERA

Polimeri se prema mehanikim i toplinskim svojstvima ijele na:

Ponaanje Glavna struktura Skica

Plastomeri

(Termoplasli)

Fleksibilni linearni lanci

Duromeri

(Duroplasti)

vrsta trodimenzionalna mrea

Elastomeri Linearni popreno vezani lanci

Tabela 1: Tri glavne kategorije polimera

Plastomeri

Plastomeri (termoplasti) su graeni iz ugakih lanaca proizveenih vezivanjem malih molekula ilimonomera, oni se tipino ponaaju na plastian nain. Grijanjem oni omekaju postaju plastini i u tomstanju se mogu lako preraivati. Na povienim temperaturama prelaze u tekudinu visokog viskoziteta.Termoplasti se akle tale, ali zbog amorfne strukture nemaju oreenu temperaturu taljenja. Hlaenjemotvrnu i zare obiveni oblik. Plastomeri se lako recikliraju.


3/15

3

1.1.2. Svojstava polimernih materijala

Tabela 2

NAJVANIJA FIZIKALNA SVOJSTVA POLIMERA

Termofizikalna

svojstva

Prostorna svojstva: specifini obujam, spec. toplinska irljivost, linearna toplinska

rastezljivost.Kalorimetrijska svojstva: toplinski kapacitet, toplina kristalizacije i topljenja,

entalpija i entropija.

Temperature faznih prelazaka: staklite, talite, vrelite Kohezina i athezivnasvojstva: gustoda kohezivne energije, povrinska napetost.Transportna svojstva: toplinska provodnost, vlskoznost, difuznost, propustljivost.

Mehanikasvojstva

Elastina svojstva: moul stlaivosti, mo. sminosti, mo. rasteznosti (Youngovmodul), Poissonov omjer.

Dinamika mehanika svojstva: faktor gubitaka.

Granina mehanika svojstva: granina vrstoda krhkih materijala, granina vrstodaplastinih materijala, ilavost, zarezna vstoda, vrstoda puzanja, inamika

izrljivost, tvroda, zarezna tvroda, faktor trenja, abrazivnost.

Elektrinasvojstva

Ravnotena elektrina svojstva: relativna ielektrinost, ielektrini faktor gubitaka,provodnost, otpornost.

Granina elektrina svojstva: ielektrina vrstoda.

Optikasvojstva

Spektralni apsorcijski faktor, spektralni refleksijski faktor, spektralni transmisijski

faktor.

Razliitamikroflzikalna

svojstva

Relativna molekularna masa.

1.1.2.1. Specifinosti svojstava polimernih materijala

Primjereno je na ovom mjestu istaknuti specifine, prenosti i neostatke polimernih materijala u onosana drage konstrukcijske materijale (tabela 6).

S gledita konstruiranja s polirerima. posebno su zanimljiva mehanika svojstva. U nastavku de biti naveenjean o mogudih naina pojele mehanikih svojstava polimernih materijala.

Polazedi o efinicijeu kojoj se istie "utjecaj unutranjih i vanjskih inilaca na svojstva, posebna se panjaposveduje utjecaju trajanja opteredenja, a osim toga nunu panju valja posvetiti nainu djelovanja

opteredenja, brzini jelovanja opteredenja i vanjskim uvjetima (slika 1.15.).

Prirodnim polimerima pripadaju proteini, enzimi, krob i celuloza. Oni su biljnog (kauuk, pamuk) iivotinjskog porijekla (koa, svila). Danas se prironi polimeri, ali i polimeri koji ne postoje u priroi,sintetiziraju spajanjem jednostavnih malih organskih molekula (monomera).

Najede su koriteni sintetski polimerni materijali: polietilen i poli(vinil-klorid).


4/15

4

Plastomeri pri rastu temperature omekavaju (formiran koma se moe zagrijati i preoblikovati) te sepotom, pri opaanju temperature skruduju.

Duromeri pri rastu temperature ne omekavaju (formiran koma se ne moe preoblikovati).

Elastomeri imaju izraena elastina svojstva.

Elastoplastomeri imaju elastina svojstva kao elastomeri, a pri rastu/opaanju temperature seomekavaju/skruduju kao plastomeri. esto se uromeri i plastomeri nazivaju plastinim masama, aelastomeri i elastoplastomeri gumama.

Od danas koritenih polimernih materijala (preko 10 000 komercijalnih), s masenim udjelom od 80 %,ominira grupa s etiri "masovna" plastomera: PE, PP, PS i PVC. Slijei skupina konstrukcijskih polimera PA,PC i ABS, a iri se i primjena polimernih smjesa. U tablici su obuhvadeni najede korite ni polimeri.Naveene oznake polimera izveene su iz njihovih naziva na engleskom jeziku i meunarono suprihvadene.

Oznaka Naziv na hrvatskom Vrsta Oznaka Naziv na hrvatskom Vrsta

ABS akrilnitril/butadien/stiren P, K PIB poliizobutilen P

BR butadienski kauuk E PMMA poli(metil-metakrilat) (pleksiglas) P

CA celulozni acetat P POM poli(oksimetilen) P

CN celulozni nitrat (celuloid) P PP polipropilen P

CR polikloroprenski kauuk E PPO poii(fenilen oksid) P

EP epoksidna smola D PPS poli(fenil-sulfid) P

NBR akrilonitril/butadien kauuk E, K PS polistiren (polistirol) P

NR prirodni kauuk E PSU polisulfon PPA poliamid (najlon) P PTFE poli(tetrafluor-etilen) (teflon) P

PBT poli(butilen-tereftalat) P PUR poliuretan (linearni) EP

PC polikarbonat P PVC poli(vinil-klorid) P

PE polietilen P PVDF poli(viniliden-fluorid) P

PEEK poli(eter-eter-keton) P SAN poli(stiren/akrilonitril) P,K

PET poli(etilen-tereftalat) P SBR stiren-butadien kauuk E, K

PFfenol-formaldehidna smola

bakelit D TPUR poliuretan (elastoplastomerni) EP

Pl poliimid P UP nezasidena poliesterska smola D

P - plastomer, D - duromer, E - elastomer, EP - elastoplastomer, K - kopolimer

U odnosu na druge konstrukcijske materijale polimeri imaju niz prednosti i nedostataka:

Prednosti Nedostaci

male mali e

male i e0 mala tvroda

eformabilne su pri povienim temperaturama male i e0

obro guenje vibracija velike

dobra kemijska postojanost utjecaj prerade na svojstva

mali faktori trenja ovisnost svojstava o vanjskim utjecajima

obra otpornost na troenje polonost starenju

ekonomina serijska izraa proizvoa neekonomina izraa manjeg broja proizvoa


5/15

5

1.1.1 Graa polimeraPolimeri formirani od samo jedne vrste monomera nazivaju se homopolimerima, a polimeri formirani od

dvije ili vie vrsta monomera - kopolimeri. U pravilu se u nazivima polimera podrazumijevaju homopolimeri(PVC - poli(vinil-klori)), ok se kopolimeri naglaavaju (PVC - poli(vinil-klorid)-kopolimer).

Monomeri i makromolekule

Polimeri se dobivaju razliitim tehnolokim postupcima. Na primjer, kruti materijal PE obiva se izplinovitog C2H6 na pogodnom tlaku i temperaturi u prisutnosti katalizatora.

Polimeri i kopolimeri

Polimeri se na nivou makromolekula mogu razliito oblikovati, pri emu se postiu razliita svojstva.

Monomeri lanaca linearnih polimera uzajamno su povezani kovalentnim vezama dok su lanci uzajamno

povezani van der Waalsovim vezama. Pri formiranju granatih polimera dolazi mjestimino o bonogodvajanja grana kovalentno povezanih s osnovnim lanacem. Linearne i granate oblike formiraju brojni

plastomeri, na primjer: PE, PP, PS, PVC, PTFE, PMMA, PA. Ko popreno vezanih polimera, tipinih zaelastomere, susjeni osnovni lanci polimera mjestimino su povezani kovalentnim vezama. Prostornoumreene strukture polimera formiraju monomeri s tri vezna C atoma, na primjer, PF.

Svojstva se polimera mogu prilagoditi zahtjevima kopolimerizacijom:

Dalja prilagodba svojstava polimera moe se postidi mijeanjem razliitih vrsta polimera, na primjer, PC iABS.

Osim amorfnih graa se ko polimera mogu formirati i grae s pravilnim rasporeima molekula- kristalnegrade, a zastupljenost je kristalne grae 0-95%.


6/15

6

Dodaci polimerima

Jednokomponentni polimeri rijetko se primjenjuju u tehnici. U pravilu, radi bolje prilagodbe svojstava

polimera zahtjevima, te smanjenja cijene i produljenja vijeka trajanja proizvoda, osnovna se komponenta

mijea s pogonim oacima. Na primjer, za poboljanje savitljivosti oaju se osnovnoj komponentiomekala- teko hlapiva organska otapala.

Naziv skupine dodataka Primjeri

reakci jske tvari umreavala, pjenila, oaci za smanjenje jorivostimodifikatori mehanikih svo stava dodaci za ovedan e: ilavosti, vrstode i moulaelastinosti,modiflkatori povrinskih svojstava dodaci za smanjivanje neravnina, regulatori adhezivnosti,modifikatori o tikih svo stava bo ila, i menti

obol avai rerai ivosti re ulatori viskoznosti, to linski stabilizatori, odva alaobol avai osto anosti sv etlosni stabilizatori, atioksidansi, biocidi

dodaci za sman ivan e ci ene unila drvno i kameno brano ostali dodaci mirisi, dezodoransi

1.1.2. Osnovna svojstva

Za konstruktore je znaajan niz razliitih svojstava polimera:

Grupa svojstava Svojstva

mehanika vrstoda, istezljivost. moul elastinosti, tvroda, ilavost, faktor trenja

toplinskatoplinska vodljivost, toplinska rastezljivost, temperatura omekavanja (plasto-meri),postojanost oblika pri povienoj temperaturi (uromeri)

elektrinaelektrina voljivost, elektrini otpor, vrstoda proboja, faktor ielektrinih gubitaka,relativna ielektrinost

postojanostkemijska postojanost, otpornost na troenje, temperaturna granica kratkotrajneizloenosti, temperaturna granica ugotrajne primjene

ostala gustoda, propusnost svjetla, ineks loma, ujeli oataka

Fizikalna svojstva polimera ovise o njegovom kemijskom sastavu, strukturi (oblik makromolekula) i grai(raspored makromolekula i dodaci). Utjecanjem na vrijednost molekulske mase, granatost makromolekula i

ureenost grae mogu se u velikoj mjeri mijenjati svojstva polimera.

U sljededoj su tablici prikazana mehanika i toplinska svojstava najede koritenih plastome ra, te njihovekemijske postojanosti u razliitim sreinama. Mehanika i toplinska svojstva se opisuju brojanim ocjenamatoje ocjena veda, to je svojstvo bolje. Kemijske postojanosti (kolone 1-8) polimera ocjenjuju se sa "+" -otporan, "0" - jelomino otporan, "-" -neotporan. U tablici se koriste oznake:

mehanika svojstva: ak1 - udarni rad loma epruvete bez ureza, ak2


7/15

7

Oznaka Rm Ep A ak1 ak2 H tg1 tg2 1 2 3 4 5 6 7 8

ABS 3 4 2 b.l. 3 3 1 2 2 2 + + + + + + +CA 3 4 2 5 3 2 3 3 1 1 + 0 + + +GN 3 2 2 5 3 3 1 2 + - - - - + + +

EP 2 5 5 5 5 2 1 4 3 + + + + + +

PA6 3 2 3 b.l. 5 3 3 2 3 2 + - + + + + + +

PA66 4 3 3 b.l. 3 3 3 1 4 2 + - + + + + + +PA61.0 3 3 2 b.l. 3 3 3 2 2 3 + - + + + + + +PA11 2 2 3 b.l. 4 3 3 2 3 1 +PA12 2 2 3 b.l. 3 3 3 2 3 1 + - + + + + + +PC 4 4 3 b.l. 3 3 3 1 3 2 + - - - + - + +PE-HD 2 2 5 b.l. 3 3 5 3 1 + + + + + - + +PE-LD 1 1 5 b.l. b.l. 1 5 5 1 + + + + 0 - - +

PF(31) 2 5 1 2 1 5 4 1 3 2 + - - + + + +PF 77 4 5 3 3 5 5 1 + - - + + + +Pl 5 5 1 2 5 1 5 5 - + + +PMMA 4 5 1 1 1 5 1 1 2 1 + - - + 0 - + +POM 4 5 2 5 2 4 4 3 3 2 + + + + + + +PP 2 2 4 b.l. 3 3 3 4 3 2 + + + + - - +PPO 4 4 2 3 1 3 2 + + + +PS 3 5 1 1 1 3 1 1 1 1 + + + + + +PSU 5 4 2 b.l. 1 3 1 4 4 + + + + PTFE 2 1 3 b.l. 2 2 4 2 5 5 + + + + + + + +PUR-ln 3 2 3 b.l. b.l. 3 2 5 2 1 + - 0 + + + + +PVC-H 3 5 2 b.l. 1 3 1 1 2 1 + + + + + - + +SAN 4 5 1 1 1 4 1 1 2 1 + + + + + - + +SBR 3 4 2 3 2 3 1 2 1 1 + 0 + + - - +UP 2 5 3 2 5 5 1 4 4 + 0 - - + - + +

Oznaka Rm Ep A ak1 ak2 H tg1 tg2 1 2 3 4 5 6 7 8

Karakteristike polimeraU sljededa su va ijagrama prikazane usporene karakteristike polimera - cijene i vla-ne vrstode, tegustode i vlane vrstode.

PAI - poliamid-imid

Pl -poliimid

PA6 - poliamid tip 6

PEEK - polietereterketon


PEs - poliester

PS - polistiren

PP -polipropilen

PG - prirodna guma

FEP - fluorinirani etilen-propilen

PVC - poli(vinil-klorid)

BK- butil kauukEPK - etilen propilen kopolimer

ESIL4122 - silikon Eccosil 4122


8/15

8

PAI - poliamid-imid

PEs - poliester


PI - poliimid

ABS - akrilnitril/butadien/stiren

PENGS - polietilen niske/srednje gustodePPKP - polipropilen kopolimer

EPKP - etilen-propilen kopolimer

EPBP - epoksid bez punila

PTFE - poli(tetrafluor-etilen)

NBR - akrilonitril/butadien kauukBRBP - butaienski kauuk bez punilaESIL4954 - silikon Eccosil 4954

ESIL4122- silikon Eccosil 4122

Materijal butadien

kucuk bez

punjenja

akrilonitril

butadien

kauuk

polietilen akrilonitril

butadien

stiren

poliester

(kruti)

epoksid bez

punjenja

BR NBR PE ABS - EP

paljenje vrlo slaba vrlo slaba slaba slaba slaba dobra

UVzrake dobra dobra slaba srednja vrlo dobra dobra

slatkuvodu vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobramorsku vodu vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra

jake kiseline srednja srednja dobra dobra srednja srednja

jake luzine srednja srednja dobra srednja srednja vrlo dobra

slabe kiseline vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra dobra vrlo dobra vrlo dobra

slabe luzine dobra vrlo dobra dobra dobra sredn a vrlo dobraorganska otapala srednja srednja srednja slaba srednja dobra


9/15

9

1.2. Plastomeri

1.2.1. Polietilen - PE

Polietilen, PE, najjednostavniji je polimerni materijal. Homopolimer se dobiva se

polimerizacijom monomera etena (starije naziv etena "etilen" "polietilen"), uz

raskidanje dvostrukih veza atoma ugljika:

n H2OCH2(C2H4)nFormirani PE je djelomino kristalne strukture (zamuen).

Odgovarajudim se tehnologijama proizvodi vie vrsta pohetilena, a najvaniji su:

, kg/dm3 Rm, N/mm2 Rmt, N/mm2 E, N/mm2 A, % Kc, N/mm3/2 HV C, kn/kg

PE-LD 0,92-0,93 11 -17 13-26 170-280 100-650 38-110 2,7-4,4 9,9-11

PE-HD 0,95-0,97 19-25 22-31 1070-1090 1120-1290 48-58 7,9-9,9 8-9

PE-UHMW 0,93-0,95 26-33 38-48 890-960 350-530 54- 160 6,4-8,3 19-23

tmax,C tt,C tmin,C c, J/kgK , W/mK , nm/mK U, V/um , Zcm

PE-LD 80-95 100-115 -120- -75 1840-1920 0,32-0,35 180-400 18 40 3-30

PE-HD 110 -130 130-135 -120- -75 1800-1870 0,46-0,50 110-200 18-20 3-30

PE-UHMW 105-125 125-140 -120- -75 1820-1890 0,19-0,20 230-360 27-29 3-60

Otpornost na troenje i kemijska postojanostse PE povisuju s porastom gustode.

PE-HD je postojan u kipudoj voi i relativno postojan prema UV zraenju, goriv je i potreban mu je oatakantistatika. Ekolokim oacima postie se razgraivost.

PE-UHMVV ima samopodmazujuda svojstva (nizak faktor trenja) i otporan je na troenje. Izvrsna mu jeinamika izrljivost. istoda mu je ovoljna za primjenu u prehrambenoj inustriji.

Polietilen se koristi za izradu:

PE-LD - cijevi, boce, igrake, spremnici, kugle, brtve, izolatori voia, kemijski otporne ispune.PE-HD cijevi, folije, vredice, igrake, posue, boce, cisterne, spremnici, kugle.

PE-UHMVV - ploe za potrebe kemijske inustrije i inustrije papira, ijelovi za potrebe prehrambeneinustrije (ijelovi pumpi, ijelovi filtara, zupanici), dijelovi vozila i poljoprivrednih strojeva.

1.2.2 Poli(vinil-klorid) - PVC

Poli(vinil-klorid), PVC, (starije naziv etena bez jednog H atoma "vinil" vinil-klorid).Vinil-klorid je plin koji na 8 C prelazi u tekudinu. Polimeri-zira uz raskidanje C=C veze:

n H2C=CHCl (C2H3Cl)nGraa PVC -a je amorfna proziran je.

Koristi se za izradu razliitih opteredenih strojarskih ijelova: kotaa, zupanika, lananika, ijelova mjenjaai spojki vozila, leaja i kliznih staza (nije potrebno oravanje), opreme za omadinstva.Razlikuju se:


10/15

10

Tvrdi poli(vinil-klorid) je vrst i krut, a ispo temperature o -5 do -25Cpostaje krhak. Osjetljiv je na ureze. Meki poli(vinil-klorid) se dobiva

oavanjem omekala.

Svim PVC-ima se moraju dodavati stabilizatori, koji je ine otpornima na UV zrake i tplinu. PVC se oaju ipunila i ojaala kako bi se postigla eljena svojstva. PVC je mogude obojiti.

Karakteristike su tvrdog PVC -a (karakteristike savitljivog PVC -a u velikoj mjeri ovise od koliine oanogomekala):

, kg/dm3 Rm, N/mm2

Rmt, N/mm2

Ep, N/mm2

A, % Kc, N/mm3/2

HV C, kn/kg

PVC 1,3-1,6 55-90 41-52 2400-4100 40-80 64-128 12-13 8-12

tmax,C tt,C tmin,C c, J/kgK , W/mK , nm/mK U, V/um , Zcm

PVC 50-60 - -125- -75 1360-1410 0,15-0,21 90-180 14-20 0,1-10

Poli(vinil-klorid) je najsvestraniji i po koliini najvie koriteni polimer. Kemjski je otporan (kiseline, luine ivelik broj organskih otapala), ima samogasivn svojstva, otporan je na troenje, ne upija vou i ne proputaplinove.

Tvrdi PVC koristi se za izradu: vodovodnih (p = 6, 10 i 16 bar) i kanalizacijskih cijevi oluka, spojnih komada za

cijevi (dijelovi se spajaju lijepljenjem) dijelova crpki, spremnika, elektrino izolacijskih ijelova, folija, boca,ambalae za prehrambenu inustriju.

Meki PVC koristi se za izradi;: podnih, podloga, umjetne koe - '"skaja", cijevi za zali jevanje vrtova, izolacija

elektrinih voia, filmske folije, igraaka, razliitih profila, obloga metala.

1.2.3 Poliamid-PA

Danas je mogude proizvesti vrlo veliki broj(preko 3000) razliitih poliamida (PA), anajvie se koriste: PA6, PA66, PA610,PA11 i PA12. Brojevima se opisuje broj

ugljikovih atoma u monomeru.

PA se esto naziva "najlon". Velikeje ilavosti i izrljivosti na troenje. Dobra klizna svojstva mogu se

poboljati oavanjem moliben-disulfida (kruto vezivo). Vlanu vrstodu mu je mogude povedatiizvlaenjem, onosno usmjeravanjem PA vlakana.


11/15

11

U odreenoj mjeri PA upija vou i ne koristi se za izrau elektrino izolacijskih dijelova. Poboljanjeotpornosti na UV zrake i toplinu postie se oavanjem stabilizatora. Otporan je na djelovanje vedineorganskih otapala i slabih luina.

1.2.4 Teflon-PTFE

Teflon je uobiajeni naziv za polipolimer (tetrafluoretilen), PTFE. Izuzetne jekombinacije pogonih svojstava. Pri sobnoj je temperaturi mek, veoma ilav ivelike istezljivosti. Vrlo je malog faktora trenja, izuzetno je otporan-kemijski

(najotporniji meu polimerima) i na UV zrake. Talite mu je visoko, maksimalnaradna temperatura 260 C, a ostaje duktilan skoro do 0 K

Veliki dio svojstva PTFE je posljedica njegovog kemijskog sastava - kemijske su veze ugljika i fluora, te ugljika

i ugljika meu najjaim vezama u organskoj kemiji.

PTFE se koristi za izradu samopodmazivih kliznih leaja, brtvi i brtvila, klipnih prstena, spremnika, cijevi iventila za opasne kemikalije, elektrinih izolatora voia izloenih jelovanju visokih temperatura, prevlakaunutarnjih ijelova kuhinjskog posua i ijelova stroja za pranje sua, zamjenskih ijelova ljuskog tijela.

1.3. Duromeri

Proizvod izraeni o uromera moe se promatrati kao jena ogromna molekula. Duromeri su vrdi i krtijio plastomera i mogu ponijeti vie rane temperature. Po otvrnjavanju se uromer ne moe rastaliti, alise moe otopiti pomodu ogovarajudih kemikalija. Teko se recikliraju.

1.3.1 Nezasieni poliester - UP

Nezasidena poliestarska smola, UPsmola, se proizvodi iz

ugljikohidrata, alkohola i

organskih kiselina. UP smola je

tekudina i moe se lijevati bezpunila. Na sobnoj temperaturi, priatmosferskom tlaku, po dodatku

pogodnog katalizatora dolazi do

manje ili vie brzog skrudivanja UP smole.

Proizvodi od UP smola su otporni na atmosferske utjecaje, otopine soli i slabe kiseline. Sama UP smola

nema zadovoljavajuda mehanika svojstva za konstrukcijske namjene. Zaovoljavajuda svojstva se postiuformiranjem kompozita s matrice o UP smole ojaane sa staklenim vlaknima, koji se koristi u brojnerazliite konstrukcijske namjene. UP smola se koristi za oblaganje povrina rveta, a takve su oblogeotpornije na udare, te na djelovanje vode i drugih medija od lakova.


12/15

12

Lijevanjem UP smola izrauju se elektrino-izolacijski ijelovi, te ijelovi opreme za kudanstvo i uree.

1.3.2. Epoksid - EP

Epoksidne smole, EP smole, duromeri su s epoksidnim grupama. Skrudivanje se ovija na sobnojtemperaturi i atmosferskom tlaku uz vrlo mali postotak skupljanja.

EP smole imaju izuzetno izraena svojstva lijepljenja i zbog toga se koriste kao lijepljenje ijelova i oblaganjepovrina. Formirane su obloge ilave i otporne na kemikalije. Koriste se za izrau lakova i otopina zaelektrinu izolaciju ijelova oblaganjem.

Kompoziti s epoksidnom matricom, ojaani razliitim vrstama vlakana, imaju vrlo obra mehanika svojstva.

1.4. Elastomeri

Visoko elastinim se nazivaju materijali koji po vlanim opteredenjem mogu povedati uinu najmanjevostruku i to bez zaostalih eformacija po prestanku vlanog opteredenja. Elastini se materijali estonazivaju gumama.

Postoji samo mali broj makromolekularnih materijala s visokom elastinodu. Da bi materijal bio visokoelastian, meumolekulske veze ne smiju biti prejake i ne smiju se formirati kristalna zrna.

1.4.1. Prirodni kauuk

Molekule su u prirodnom kauuku formirane polimerizacijomizoprena (2-metil-1,3-buten - CsHg). Prironi se kauuk obivazasijecanjem tropskog rva kauukovca (latinski je naziv Heveabraziliansis, a omoroaki naziv "ka hu i" znai rvo koje plae) iprikupljanjem mlijenog soka - lateksa, koji istjee iz zasjeka.

Lateks je koloidna vodena otopina (disperzija) produkata metabolizma kauukovca, koja sari 30 4- 40 %kauuka. Iz lateksa se prironi kauuk obiva:

Svojstva prirodnog kauuka vulkanizacijom se prilagoavaju potrebama povedane vrstode, elastinosti iotpornosti na bubrenje. Vulkanizacijom se umreava strukture poprenim vezama lanaca makromolekula,na mjestima dvostrukih veza atoma ugljika, preko atoma dodanog sumpora - "sumpornih mostova". Prije

vulkanizacije elastomeri su plastini i mogu

Duroplasti

Duroplasti su graeni iz ugakih lanaca molekula, koje su snano popreno vezane jena uz rugu a bi sestvorila troimenzionalna mrena struktura. Ovi polimeri su snaniji, ali krtiji nego termoplasti. Oni ne


13/15

13

omekavaju na povienim temperaturama. Poslije otvrnjavanja tvra plastika se moe ili rastaviti ilirastaliti, ali moe se i otopiti na povienim temperaturama pomodu oreenih kemikalija. Tvrda plastika sene moe lako reciklirati.

Elastomeri

Elastomeri (ukljuujudi gume) imaju strukturu (izmeu ove vije gore naveene grupe) u kojoj se nekepoprene veze lanaca mogu pojavljivati. Elastomeri imaju mogudnost ogromne elastine eformacije bezpermanentnog mijenjanja oblika.

Potrebno je naglasiti da ne postoji jasna granica izmeu ove tri kategorije polimera. Koliina i vrstodapoprenog vezivanja aje svakoj vrsti specijalna svojstva.

Tablica 3: Najee koriteni polimeri

Oznaka Naziv na hrvatskom Vrsta Oznaka Naziv na hrvatskom Vrsta

ABS akrilnitril/butadien/stiren P, K PIB poliizobutilen P

BR butadienski kauuk E PMMA poli(metil-metakrilat) (pleksiglas) P

CA celulozni acetat P POM poli(oksimetilen) P

CN celulozni nitrat (celuloid) P PP polipropilen P

CR polikloroprenski kauuk E PPO poii(fenilen oksid) P

EP epoksidna smola D PPS poli(fenil-sulfid) P

NBR akrilonitril/butadien kauuk E, K PS polistiren (polistirol) P

NR prirodni kauuk E PSU polisulfon P

PA poliamid (najlon) P PTFE poli(tetrafluor-etilen) (teflon) P

PBT poli(butilen-tereftalat) P PUR poliuretan (linearni) EP

PC polikarbonat P PVC poli(vinil-klorid) PPE polietilen P PVDF poli(viniliden-fluorid) P

PEEK poli(eter-eter-keton) P SAN poli(stiren/akrilonitril) P,K

PET poli(etilen-tereftalat) P SBR stiren-butadien kauuk E, K

PFfenol-formaldehidna smola

bakelitD TPUR poliuretan (elastoplastomerni) EP

Pl poliimid P UP nezasidena poliesterska smola D

*P - plastomer, D - duromer, E - elastomer, EP - elastoplastomer, K - kopolimer

DOBIVANJE POLIMERNIH MATERIJALA

Dobivanje polimernih materijala zasniva se na sintezi makromolekula koja se provodi postupcima:

polimerizacije, polikondenzacije i poliadicije.

Polimerizacija

Polimerizacija kemijski proces koji se sastoji u spajanju velikog broja malih nezasidenihmolekula (monomera) u velike makoromolekule uz djelovanje topline, pritiska i nekih katalizatora.

Polimerizacija poinje s proizvonjom ugakih lanaca u kojima su atomi snano vezani kovalentnimvezama.Procentualni sastav elemenata u

Vanjsko omekavanje ne uzrokuje nikakvu kemijsku reakciju. Omekiva proire izmeu molekula plastike islabi bivalentne veze (Van er Waalsove sile). Omekivai nabreknu polimer tako a se pokretljivost izmeumolekula povedava. Vanjski omekivai se ne upotrebljavaju kod duroplasta, ali imaju veliku upotrebu u


14/15

14

termoplastici, specijalno kod PVC-a. Kao primjer vanjskog omekivaa moe se spomenuti dietilftalat zacelulozu i poliviniacetat i diotilftalat za polistiren i PVC.

Materijali za armiranje i punjenje

Materijali za armiranje se dodaju da bi se poboljala mehanika svojstva plastinih materijala. Uobiajeni

materijali za armiranje su staklena i sintetika vlakna. Noviji materijali za armiranje, koji se upotrebljavaju uvisokokvalitetnim plastinim materijalima, su kristalna vlakna aluminijevog oksida, silicij karbida, karbonskavlakna ili borova vlakna. Armiranjem se postie vrlo visoka vrstoda armiranih plastika, no, cijena ovihmaterijala je vrlo visoka.

Materijali za punjenje su uglavnom u prakastom obliku. Aktivni materijali za punjenje se upotrebljavaju zapoboljanje vrstode, obraivosti i ragih svojstava. Neaktivni materijali za punjenje se koriste za povedanjevolumena plastike kako bi ona postala jeftinija. Uobiajeni materijali za punjenje su aa, kaolin, kreda,silicijev ioksi, piljevina, azbestna praina, cinkov oksi i kalcijev silikat.

Stabilizatori

Dodaju se nestabilnim polimernim materijalima radi stabilizacije. Na primjer, temperatura prerade i

temperatura razlaganja PVC-a vrlo su blizu, pa mu se dodaje stabilizator da se prilikom prerade ne

raspadne. Stabilizatori se dodaju polimernim materijalima koji su osjetljivi na svijetlo. Najpoznatiji takav

stabilizator je aa.

Akcelatori

Akcelatori (ubrzivai) se oaju polimernim materijalima da se ubrza njihovo otvrdnjavanje za vrijemeprerae. Uobiajeno sew oaju u proizvonji boje i ljepila.

Boje i pigmenti

Dodaju se radi ljepeg izglea, unose se u smjesu ili je mogude i povrinsko bojanje. Upotrebljavaju seorganske i anorganske topive boje i pigmenti.

Sredstva za podmazivanje

Sredstva za podmazivanje vana su za prerau, oajuse polimernim materijalima rai lakeg teenja ispreavanja lijepljenja i prijanjanja za stijenke alata. Koristi se : lako strjno ulje, parafin, vazelin, stearin,lanolin i sl.

IZRADA PROIZVODA OD POLIMERA

Najedi su postupci prerae polimernih materijala:

Naziv postupka prerade Primjena Naziv postupka prerade Primjena

in ekci sko rean e PiD* ekstrudiran e Prean e D viekom onentno rean e P

puhanje P injekcijsko puhanje Protacijsko lijevanje PiD kalandriranje Ptoplo oblikovanje P zavrna obrada PiD

* P - plastomeri D - duromeri

S obzirom na oblik plastini materijali su graeni na tri razliita naina:Plastini lanci bez razgranavanja


15/15

15

Atomi su vezani jedan za drugog u dugaki lanac (vii sliku 15.6). Oblik oreene molekule moe varirati savremenom, zavisno od rotacije atoma.

Plastini razgranati lanci

Ove molekule imaju jedan broj grana u razliitim pravcima i zbog toga su troimenzionalne, kugliaste

molekule. Rotacija se moe esiti ko jenostavnih atoma.Kontinuirane trodimenzionalne molekule

U ovim molekulama atomi su vezani zajedno s glavnim valentnim vezama i stvaraju mre asti uzorak. Lancisu vezani s poprenim vezama i nazivaju se mreaste lanane molekule. U ovim molekulama nije mogudarotacija. Plastika sa ovakvom strukturom moe se smatrati kao jena ogromna molekula.

Slika 15.5 Lanane molekule

1) ravna,

2) razgranala (termoplastika)3)mreasta ili kontinuirana trodimenzionalna(tvrda plastiku i guma).

Reprezentativne strukture

Svi polimeri imaju kompleksne trodimenzionalne strukture koje je teko prestaviti slikom. Slika 15.6prikazuje tri naina prikazivanja jenog segmenta polietilena, koji je najjenostavn iji plastomer. Polimernilanac sastoji se o kraljenice sa atomima ugljika, va voikova atoma su vezani jean uz rugog sa svakimatomom ugljika u lanac. Lanac se uvija kroz prostor. Jednostavni dvodimenzionalni model na slici 15.6

sarava bitne elemente polimerne strukture i upotrebljava se za opisivanje razliitih polimera. Pojedinane linije izmeu ugljikovih atoma (---------) i izmeu ugljikovih i vodikovih atomapredstavljaju pojedinanu kovalentnu vezu. Dvije paralelne linije (====) predstavljaju dvostruku kovalentnuvezu izmeu atoma. Brojni polimeri sare prstenaste strukture, kao to je prsten benzena pronaen umolekulama stirena i fenola. Ovi aromatski prsteni sare est ugljikovih atoma vezanih s promjenjivim

jednostrukom i dvostrukom kovalentnom vezom. Zbog toga da se ne prikazuju svi atomi benzenskog

prstena, upotrebljava se esterokut s krugom za prikazivanje ove prstenaste strukture.

2_polimeri

Documents