vii predavanje tehnicki materijali ok · 2020. 3. 18. · vještački polimerni materijali se...

Prof.dr Darko BajićMašinski fakultet [email protected]

Polimeri

2

T e h n i č k i m a t e r i j a l i

Prof. dr Darko Bajić

Oblastprimjenepolimernih materijala

3



1500. GodinaPredpostavlja se da su plema Maja međuprvima (ne)svjesno koristili polimere.Njihova djeca su se igrati s kuglicama odprirodnog kaučuka koji su sakupljali.

1839. GodinaCharles Goodyear pronalazi postupakvulkanizacije - vezivanje prirodne gumesa sumporom na temperaturi od 270 C.Vulkanizirana guma postaje polimernimaterijal koji je otporniji od prirodnegume (kaučuka).

1907. GodinaNajstariji vještačkipolimer proizveo je LeoBakeland. Bakelit je tvrdmaterijal i otporan navisoku temperaturu.Koristio je kao električniizolator.

1917. GodinaOtkriće X-ray metode za analizu kristalnestrukture materijala. Osam godina kasnije,M. Polanyi ovaj postupak koristi zaotkrivanje hemijske strukture celuloze.Ovo ispitivanje otktiva da je polimer sadržidijelove dugolančanih molekula umjestomalih molekularnih vrsta.

1920. GodinaStaudinger objavljuje rad „O polimerizaciji”, slaveći svoju desetogodišnjicu intenzivnih istraživanja i predstavlja svijetu svoj rad na razvoju savremene teorije polimera.

1927. GodinaPočinje masovna proizvodnjavinil‐hlorid smola. Ovaj polimernispoj se od tada stalno koristi, adanas se proizvode PVCvodovodne cijevi i boce.

4



1970. GodinaJomes Economy je pionir u izradi visokotemperaturnog polimera (Ekonol). Ovajpolimerni materijal je bio osnova za razvojtečnih kristalnih polimera godinu danakasnije. Ekonol se najčešće koristi zaizradu komponenti elektronskih uređaja iu avio industriji.

1930. GodinaPolistiren (stiropor) jeproizveden. Ovaj polimernimaterijal se koristi za izraduvideokaseta i druge ambalaže,termoizolacije ...

1938. GodinaNajlon je proizveden. Najlon jepolimerni materijal koji se danaskoristi za izradu užadi i odjeće.

1941. GodinaPolietilen je proizveden.Intenzivna primjena polietilena zaproizvodnju cijevi, igračaka ...

1971. GodinaS. Kwolek koji je nosilac više od 37 patenata u oblasti polimera, razvio je kevlar. Kevlar je visoko čvrsti polimer koji je otporan na temperaturi do 300C, a koristi se u proizvodnji pancir prsluka i odjeće za vatrogasce.

1976. GodinaIndustrija polimernih/plastičnih masa jenadmašila industriju čelika.Polimeri postajunajkorišćeniji materijala pojedinici zapremine. Sada je uupotrebi više plastike odčelika, aluminijuma i bakrazajedno.

5



Polimerni materijali sve više zamjenjuju metalne materijale zbog:o visoke specifična čvrstoća,o velike konstruktivne i proizvodne mogućnosti,o širokog izbora boja,o providnosti i o relativno niske cijene.

U poređenju sa metalnim materijalima, polimerni materijali imaju: malu gustinu, nisku vrijednost čvrstoće i krutosti, malu električnu provodnost, malu toplotnu provodnost, veliku otpornost na hemijske uticaje visok koeficijent toplotnog širenja. radna temperatura većine polimernih materijala je max. 300 °C – vremenom

se gubi dimenziona stabilnost.

6



Svojstva polimera zavise od niza parametara:hemijskog sastava,(ne)pravilnosti u rasporedu lanaca makromolekula,vrsta i veličina supstituenata,vrsta i broj ogranaka (grana), pojava umrežavanja,prisutnosti vodoničnih veza,fleksibilnosti lanaca,molekulske mase,raspodjele molekulskih masa itd.

Polimeri su materijali koji nastaju povezivanjem molekulskih jedinki (monomera), kojise po određenoj zakonitosti ponavljaju, u velike molekule (makromolekuli ilidžinovski molekuli) u obliku dugih lanaca. Veza između monomera je kovalentna.

M M M M M M M

‐ (M)n ‐

monomerpolimer

7



Vještački polimerni materijali se dobijaju preradom prirodnih sirovina, prije svegaceluloze ili se dobijaju hemijski, postupkom polimerizacije.

Polimerni materijali se dijele na:- Prirodne (proteini, celuloza.....- Vještačke (sintetičke smole)

PRIRODNI BIOPOLIMERI

POLUSINTEROVANI POLIMERI

ORGANSKI SINTEROVANI (VJEŠTAČKI) POLIMERI

ANORGANSKI SINTEROVANI POLIMERI

8



U zavisnosti od ponašanja polimernih materijala pri njihovom zagrijavanju, iste možemo podijelitina tri grupe:

PLASTOMERI (TERMOPLASTI) – to su sintetički polimeri dugih molekula, koji predstavljajulinearne ili razgranate lance. Pri zagrijavanju postaju meki materijali, dok pri njihovomhlađenju do sobne temperature opet postaju čvrsti materijali ne mijenjajući svoja svojstva.

ELASTOMERI – to su sintetički polimeri kod kojih su molekuli međusobno povezani manjimbrojem poprečnih veza. Posjeduju izraženo svojstvo elastičnosti, a oblikovati se moguisključivo u omekšanom stanju, prije završetka procesa umrežavanja (vulkanizacije).

DUROMERI – to su polimeri sa gusto umreženim molekulima. Zagrijavanjem ne omekšavaju pa se ne mogu preoblikovati i lako se lome.

Često se u literaturi pominje i četvrta grupa: ELASTOPLASTOMERI – dobra elastična svojstva kao kod elastomera, a mogu se obrađivati

kao plastomeri.

9



Polimerni materijali su građeni od polimera i dodataka različite namjene. Formiraju se tokomreakcije hemijskog povezivanja monomera – polimerizacija.

Mer - najmanja ponovljena jedinica polimernog lanca (analogija sa elementarnom kristalnomrešetkom kod kristalne strukture metala.

nM Mn n – stepen polimerizacije

Većina monomera su organski molekuli, kod kojih su atomi ugljenika kovalentnimvezama povezani sa atomima kao što su vodonik, kiseonik, azot, fluor, hlor, silicijum isumpor.

– C – C – C – C – C – C –

H H H H H H

H H H H H H

n

Polietilen - PE

Mer

C = C

H H

H H

Zagrijavanje, visok pritisak + katalizator

10



Reakcije polimerizacije se dijele na: polikondenzovanja i adiciona polimerizacija.

Polikondenzovanja: U toku reakcije međusobno reaguju funkcionalne grupe monomera, pričemu nastaje i nusproizvod - najčešće voda. Nusproizvodi, kao što je voda, kondenzuju se, paotuda naziv kondenzacijska polimerizacija (dobijaju se plastomeri i duromeri),

Adiciona polimerizacija: U toku reakcije monomeri se vezuju preko stvorenih aktivnih centara(slobodnih radikala, katjoni, anjoni), pri čemu ne nastaje nusproizvod. Reakcija se odvijapostepeno.

Molska masa: Molska masa polimera predstavlja zbir polimernih masa monomera. Kako supolimerni lanci različitih dužina, to se molska masa polimera iskazuje kao srednja vrijednost(statistički parametar).

Molska masa: Molska masa polimera predstavlja zbir polimernih masa monomera. Kako supolimerni lanci različitih dužina, to se molska masa polimera iskazuje kao srednja vrijednost(statistički parametar).

11



24 monomera

7 monomera

14 monomera

Prosječna molska masa

M – molska masa monomera

𝑀24 7 14

3 · 𝑀 15 · 𝑀

Stepen polimerizacije:Stepen polimerizacije se obilježava sa DP(eng. degree ofpolymerization). Što je veći stepen polimerizacije, to su bolja mehanička svojstva polimernog materijala.

Atomske veze: Unutar svakog polimernog lanca postoje kovalentne ili primarne veze, a vezekoje postoje između lanaca polimera su sekundarne, Van der Valsove ili vodonične veze.Sekundarne veze su znatno slabije od primarnih veza.

𝐷𝑃𝑚𝑜𝑙𝑠𝑘𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑚𝑒𝑟𝑎

𝑚𝑜𝑙𝑠𝑘𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑛𝑜𝑚𝑒𝑟𝑎

12



Svojstva polimera zavise od: tipa monomera i razlike ustrukturi molekularnih lanaca.

U zavisnosti od mehanizma polimerizacije, građa makromolekula ili strukturna uređenostpolimera može biti:

Linearni polimeri

Osnovne jedinice polimernog lanca (monomeri) su međusobnopovezani u duge lance, koji su veoma plastični. Kod linearnihpolimera, dugi molekularni lanci međusobno su vezanisekundarnim (Van der Valsove) vezama. Linearnu strukturu imajusledeći polimeri: polietilen, polivinil hlorid, najlon.

13



Razgranati polimeri

Ovi polimeri imaju bočne lance (sekundarne lance) iste strukture kao iglavni lanac (primarni lanac). Bočni lanci se granaju iz glavnih lanaca namjestima gde bi se uobičajeno našao vodonikov atom. Bočni lanci, koji sečesto nazivanju grane, ometaju međusobno pakovanje, što uzrokuje darazgranati polimerni lanci imaju manju gustinu od linernih polimernihlanaca.Plastomeri imaju razgranatu polimernu strukturu.

Poprečno povezaniSusjedni linearni lanci povezuju se kovalentnim vezama jedan sadrugim. Veza se uspostavlja na različitim pozicijama za vrijeme sintezeili hemijskim reakcijama na povišenim temperaturama. Poprečnopovezivanje lanaca, polimeru poboljšava svojstva: tvrdoću, čvrstoću,krutost i dimenzionalnu stabilnost.Elastomeri imaju razgranatu polimernu strukturu.

14



Umreženi polimeri

Svaka osnovna jedinica polimernog lanca – monomer, ima tri aktivnekovalentne veze, pa formiraju 3D – mrežu, što im definiše dobramehanička i fizička svojstva.Visoko poprečno povezani polimeri mogu se smatratiumreženim polimerima.Razne vrste guma imaju umreženu polimernu strukturu.

Podjelapolimerasobziromnavrstumonomeraumakromolekulu

Homopolimer (grč.homois=isti) ‐ makromolekul je građen od samo jedne vrste monomera, jedne osnovne jedinice koja se ponavlja.

15



Kopolimer (lat. cum, con= s,sa) ‐ makromolekul polimera nastaje međusobnim povezivanjemdva ili više hemijski različitih monomera. Način slaganja ili raspored monomernih jedinica umakromolekulima je različit.

Kopolimer bezreda– proizvoljni NaizmjeničnikopolimerPravilnosmjenjivanjemonomernih

jedinica

BlokkopolimerRazličitemonomernejedinicese

pojavljujuubloku KalemljenikopolimerLanacjednogpolimerasekalemi(nadovezuje)nalanacdrugog

polimera

Monomerna jedinica A Monomerna jedinica B

BABBAABABBAAABBA.....

BABABABABA.....

BBBBBAAAAAAABBBBB…..

BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB....

AAAAAA

AAAAAA

AAAA

16



Struktura polimera može biti: amorfna ili kristalna.Ne postoji 100% kristalni polimer, već se istovremeno javlja amorfna i kristalna faza.Procentualni odnos ovih faza u polimernom materijalu određuju njegova termička, mehanička,električna i druga svojstva.

Za opisivanje kristalne strukture polimera postoji više modela, a jedan od njih je model micele sa resama.Prema ovom modelu, micele sa resama mogu se približiti isakupiti u mikrokristale, dok drugi dijelovi polimernog lancakoji u vidu resa izlaze iz micela obrazuju amorfne oblasti.

Amorfnimakromolekuli

(molekulsko klupko)

Amorfna oblast

Kristalna oblast

17



Polimer može imati najviše 95% kristalne strukture.Što je veći broj kristalnih područja to su mehanička svojstva polimera bolja: veća jegustina, čvršći su, otporniji su na omekšavanje kod uticajem povišenih temperatura.

Vi – zapremina i-te kristalne oblastiVp – zapremina polimera𝑠𝑡𝑒𝑝𝑒𝑛 𝑘𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎𝑙𝑛𝑜𝑠𝑡𝑖

∑ 𝑉𝑉

Sa porastom stepena kristalnosti polimera, značajno se mijenjaju i njegova mehanička svojstva:raste čvrstoća, krutost i tvrdoća,opada plastičnost,povećava se gustina iveća je otpornost na agresivne tečnosti i toplotu.

- Indeks prelamanja polimera (optička karakteristika) je proporcionalna gustini polimera.- Polimeri koji imaju amorfnu strukturu, potpuno su providni (polikarbonati, akrilati).

18



Polimerni materijali nemaju fazne transformacije kao metalni materijali.Dva značajna temperaturna nivoa faznih prelaza polimernih materijala su:

Temperatura ostakljivanja TgTemperatura topljenja (omekšavanja) Tm

Polimeri amorfne strukture doživljavaju promjenu svojih mehaničkih svojstava u jednom uskomtemperaturnom intervalu, budući da ne postoji precizno definisana tačka topljenja.Na niskim temperaturama ovi polimeri imaju visoku tvrdoću i krti su i staklasti su. Na povišenimtemperaturama polimeri amorfne strukture prelaze u gumasto stanje.Temperatura na kojoj se dešava prelaz iz staklastog u gumasto stanje polimera naziva setemperatura prelaza u staklasto stanje (Tg) ili temperatura ostakljivanja ili staklište.

19



Polimeri amorfne strukture sastoje se od dugih molekularnih lanaca međusobno povezanihsekundarnim vezama, dok se atomi unutar svakog molekula vezuju jačim kovalentnim vezama.Dakle, od sekundarnih veza zavisi i čvrstoća polimera.

Linearni i razgranati polimeri imaju slabe sekundame veze. Zagrijavanjem ovih polimerado temperature nešto veće od temperature prelaza u staklasto stanje (Tg), isti bi se omekšali imogli ih veoma lako oblikovati u željeni oblik. Hlađenjem, oni bi povratili svoju prvobitnutvrdoću i čvrstoću. Proces zagrijavanja, oblikovanja i hlađenja kod polimera amorfnestrukture možemo ponavljati neograničeno (uslovno), a da ne dođe do promjenanjihovih svojstava ‐ termoplastični polimeri.

Zašto se kaže uslovno: može doći do pojave termičkog starenja – djelimičnog pogoršanjamehaničkih svojstava.

Termoplastični materijali mogu imati i djelimično kristalnu strukturu.

20



Mehanička svojstvaTermoplastični materijali na temperaturama ispodtemperature prelaza u staklasto stanje (Tg) sustaklasti i krti i ponašaju se kao elastična čvrsta tijela.Kod grupe tvrdih i krtih polimera, zavisnostnapon/deformacija je linearna, pa pri malimdeformacijama dolazi do kidanja materijala.Kod grupe tvrdih i žilavih materijala zavisnostnapon/deformacija nije isključivo linearna.

tipični termoplastični polimeri

tipični termoplastični polimeri

Deformacija, %0 1 2 3 4 5 6 7 8

60

50

40

30

20

10

Nap

on, N

/mm

2

tvrdi i krti polimeritvrdi i krti polimeri

tvrdi i žilavi polimeritvrdi i žilavi polimeri

Formira se "vrat", napon u toj tački naziva se napon tečenja,a pojava razvlačenje ili popuštanje polimera.Na ovom mjestu lanci se orijentišu, što uzrokuje lokalnoojačavanja lanaca polimera. Nastaje otpor deformacijipolimera u toj tački, pa materijal (epruveta) nastavlja da seizdužuje u oblasti vrata duž mjerne dužine.Termoplastični polimeri izloženi dejstvu zamornog(promjenljivog) opterećenja i puzanju, ponašaju se veomaslično ponašanju metalnih materijal u tim uslovimaopterećenja.Tvrdoća polimernih metala mjeri se metodom Rokvela.

21



Početak orjentisanja molekularnih lanaca

Deformacija, mm25 50 75 100 125

Nap

on, N

/mm

2

100

80

60

40

20

00

vrat

Zona prinudnih elastičnih deformacija

22



Temperatura, C‐ 18 0 32

Polimetilmeta krilat

Polivinil hlorid

Polietilen visoke gustine

Polietilen niske gustine

Uda

rna žilavost

Deformacija, mm0 5 10 15 20 25 30

Nap

on, N

/mm

2

60

30

20

10

40

50

70 ‐ 25 C0 C

25 C

50 C

65 C

80 C

23



OrjentisanjePri deformisanju termoplastičnih polimera zatežućim silama, dugi polimerni lanci se postepenoorijentišu u pravcu dejstva sile i polimeri postaju anizotropni. Ovaj proces se nazivaorjentisanje. Orjentisanje je značajni proces jer povećava svojstva čvrstoće i žilavosti polimernihmaterijala.Orjentisanje se postiže: istezanjem hladnog materijala - istezanje na temperaturama nižim od Tg istezanjem toplog materijala - istezanje na temperaturama neposredno iznad Tg istezanjem "mokrog" materijala – kod polimere čija je temperatura Tg izuzetno visoka,

orjentisanje se postiže preradom iz rastvora.

Apsorpcija vodeVoda utiče, kao plastifikator, da se polimer ponaša plastičnije. Sa povećavanjem količineapsorbovane vode (vlage) naglo opadaju: temperatura prelaza u staklasto stanje napon tečenja modul elastičnosti

, a takođe: mijenjaju se dimenzija elementa izrađenog od polimera.

24



Termička i električna svojstvaTermoplastični polimeri imaju relativno visoku vrijednost koeficijenta linearnog širenja.Termoplastični polimeri su veoma loši provodnici toplote i električne struje, a raste sa porastomstepena apsorpcije vode. Električna provodljivost se može kod nekih polimera povećatidodavanjem metalnog praha.

• POM ima dobru čvrstoću i krutost; otporan je na puzanje, abraziju, vlagu, toplotu i hemijske uticaje.

25



PMMA ili plexiglas ima umjerenu čvrstoću, dobra optička svojstva iotporan je na uticaj atmosfere. Providan je, ali može da se izradi i kaoneprovidan; otporan je na hemijske uticaje; ima dobru električnuotpornost.PMMA je moguće 100% reciklirati.Primjena: sočiva, svjetlećih znakova, indikatora, prozorskih stakala,vjetrobrana ....

26



PA postoje kao najloni i aramidi.Najloni imaju dobra mehanička svojstva i otpornost na abrazivna dejstva, higroskopni su(smanjenje mehaničkiha svojstva i povećanje njihovih dimenzija - bubrenje).Koriste se za izradu: zupčanika, ležajeva, čaure, valjak, elemenata za vezu, električne instalacije ....

za termoprekid

Aramidi (kevlar) posjeduju veoma visoku čvrstoću ikrutost. Koriste se za izadu: vlakana za kompozitnematerijale, radijalnih automobilskih guma, kablova,pancira...

27



PVC može biti krut ili savitljiv, otporan je na vodu i veoma je jeftin materijal.Nije otporan na toplotu i njegova čvrstoća je ograničena, zbog čega se ne može koristiti za izradudijelova čija funkcija zahtijeva ove karakteristike.Kruti PVC se koristi za izradu cijevi, bužira i vjetrobrana.Savitljivi PVC koristi se za izradu izolacionih prevlaka žica i kablova, u inustriji obuće, vještačkekože, zaptivača, folija ..

28



PET imaju sledeće karakteristike: dobra mehanička svojstva, dobru električnu otpornost, otporni su na hemijske uticaje i abraziju, imaju mali koeficijent trenja.

Koriste se za izradu: zupčanika, valjaka, elektro-mehaničkih komponenti ....

29



Svojstva PS zavise od sastava.Koristi se kao materijal za izradu kanti za otpatke, kao izolacioni materijal, za izradu dijelovaelektričnih uređaja u domaćinstvu, dijelova u automobilskoj industriji, dijelova za radio i TVaparate, igračaka, dijelova nameštaja kao zamjena za drvo...

30



Termoumreženi polimeri – duromeri formiraju se tako što se dugi lanci u polimeru unakrsnoumreže po trodimenzionom rasporedu, tako da se dobija jedan džinovski molekul sa veoma jakimkovalentnim vezama.Termoumreženi polimeri nemaju oštro definisanu temperaturu prelaza u staklasto stanje.Proces polimerizovanja termoumreženih polimera izvodi se kroz dvije faze: Dobijanje molekula koji su djelimično polimerizovani u linearne lance. Odvijanje oblikovanja i umrežavanja.

Unakrsno umrežavanje se postiže zagrijavanjem, istovremenim zagrijavanjem i djelovanjempritiskom ili hemijskim reakcijama na sobnoj temperaturi.Termoumreženi polimeri se ne mogu ponovo zagrijavati i pretapati, pa škart koji se javlja uproizvodnji ne može biti ponovo iskorišćeno.Svojstva termoumreženih polimera: dobra mehanička svojstva, otpornost na puzanje i deformacije pod opterećenjem, visoka termička stabilnost, visoka dimenziona stabilnost, visoka električna i toplotna izolaciona svojstva, velika hemijska postojanost i mala masa.

Zbog temperaturne nestabilnosti, primjena

termoumreženih polimeraje ograničena – zapaljivi su!

31



Alkidne smole imaju: dobra elektroizolaciona svojstva, otpornost na udare, mala higroskopnost i dimenziona stabilnost.

Koriste se za izradu raznih komponenti u elektrotehnici i elektronici.

Karakterišu se: odličnim mehaničkim osobinama, dobrim elektroizolacionim svojstvima, dimenzionom stabilnošću, dobrom otpornošću na toplotu i dobrom hemijskim stabilnošću.

Služi za izradu:- komponenti u elektrotehnici od kojih se zahtjevaju dobra mehanička i elektroizolaciona

svojstva,- podova (industrija, sportski tereni),- raznih alata i kalupa.

Vlaknasto ojačani epoksidi poseduju izvanredna mehanička svojstva i koriste se za izradu posuda pod pritiskom i rezervoara.

32



Svojstva: veoma su krte i tvrde, vrlo su čvrste, otporne su na toplotu, otporne na hemijske uticaje i vodu, posjeduju dobra elektroizolaciona svojstva.

Koriste se u:- elektrotehnici (za izradu prekidača, utikača, telefona ...- automobilskoj industriji (dijelovi kočnica, elementi za prenos snage)- industriji (vezivno sredstvo za abrazivne čestice kod brusnih ploča)- metalurgiji (vezivni materijal u livačkom pijesku za izradu školjkastih kalupa).

33



Posjeduju dobra mehanička, hemijska i elektroizolaciona svojstva.Poliestri se, uglavnom, ojačavaju staklenim ili drugim vlaknima.Koriste se za izradu čamaca, dijelova karoserija automobila, stolica, kofera, kupaćih kada, cijevi,rezervoara i drugih dijelova gde se zahtijeva dobra otpornost na koroziju.

34



Elastomeri obuhvataju veliki broj amorfnih polimera koji imaju nisku temperaturu prelaza ustaklasto stanje.Posjeduju sposobnost elastičnog deformisanja bez kidanja.Karakterišu se umreženom strukturom, a sam postupak umrežavanja je hemijski proces -vulkanizacija.

Vulkanizacija je nepovratan hemijski proces koji se odvija na povišenim temperaturama.Zagrijanom elastomeru dodaje se sredstvo za umrežavanje (npr. sumpor). Atomi sumpora vezujususjedne lance unakrsnim umrežavanjem.Kad se jednom unakrsno umreže elastomeri, ne mogu se preoblikovati.Veoma su meki i imaju nisku vrijednost modula elastičnosti.Elastičnost gume je određena brojem unakrsnih veza ili količinom sumpora koji se dodaje. Malakoličina sumpora – guma je mekša i savitljivija; povećanjem sadržaja sumpora ograničava sepokretljivost polimera i guma postaje tvrda, črsta i krta.Dimenzije elastomera su promjenjive pod dejstvom opterećenja, a veoma brzo se vraćaju upočetno stanje kada se opterećenje ukloni.Elastomeri imaju strukturu termoplastičnih polimera, ali se ne mogu pretapati, kao što ne mogu, nitermoumreženi polimeri.

35



Miješanjem elastomera sa aditivima, možemo poboljšati njihove fizičke i mehaničkekarakteristike. Elastomeri imaju široku oblast primjene i koriste se za: zaštitu od korozije i abrazije; električnuizolaciju; zaštitu od udara i vibracije; za dobijanje površina visokog koeficijenta trenja i bezklizanja.

Osnovna sirovina prirodne gume je lateks – kaučukovo mlijeko.Кaučuk na temperaturi: - 70 °C postaje krt 80-100 °C postaje plastičan 200 °C počinje da se rasteže.

Prirodni kaučuk je amorfan, a moguća kristalizacija se javlja pri dužem stajanju ili pri njegovomistezanju, što znatno uvećava njegovu čvrstoću.U cilju dobijanja gume, kaučuk se podvrgava procesu vulkanizacije.Guma na bazi prirodnog kaučuka se odlikuje: velikom elastičnošću, velikom čvrstoćom, ne propušta vodu ni gasove, posjeduje visoka elektroizolaciona svojstva ...

36



0 100 200 300 400 500 600

deformacija , %

50

40

30

20

10

0

Nap

on, M

Pa

Radni dijagram napon-deformacija za kaučukRadni dijagram napon-deformacija za kaučuk

- Za kaučuk ne primjenjiv je Hukov zakon.- Uklanjanjem opterećenja, deformacije se brzo gube.- Dio dijagrama napon/deformacija koji odgovara fazi

rasterećenja materijala, praktično je identičan sadijelom dijagrama koji odgovara fazi opterećenjamaterijala.

- Granična deformacija pri kidanju je ekstremno visoka(5-10 puta u odnosu na početnu mjerenu dužinu).

37



Stiren‐butadien (SBR) se karakteriše:• dobrom otpornošću na habanje• dobrim fizičkim svojstvima• dobrom električnom otpornošću• slabom otpornošću na ulja i atmosferske uticaje.• manjom cijenom u odnosu na prirodnu gumu.

Primjena: za izradu automobilskih guma, zaptivača i cijevi.

Silikonska guma - osnovu ovog polimera čini silicijum i kiseonik koji su povezani u linearnomlancu. Silikonska guma je postojana u širokom temperaturnom intervalu -100 315 °C , ali sunjena čvrstoća, otpornost na habanje i uticaj ulja, znatno slabija u poređenju sa drugimelastomerima.Primjena: za izradu zaptivača, termo i elektro izolacije, kablova za svećice motora.

U ukupnoj svjetskoj proizvodnji gumenih proizvoda sintetička guma je zastupljena sa oko 70%.U poređenju sa prirodnom gumom, one imaju bolju otpornost na toplotu, benzin i hemikalije, aposjeduju veliki temperaturni opseg u kojem se mogu koristiti.Neke od važnijih sintetičnih guma su: stiren-butadien, nitril guma, polihloropren (neopren) isilikonska guma.

38



Osnovna literatura

Vitomir ĐorđevićMašinski materijali - prvi deoUniverzitet u Beogradu, Mašinski fakultetBeograd 2000

Osnovna literatura

Vitomir ĐorđevićMašinski materijali - prvi deoUniverzitet u Beogradu, Mašinski fakultetBeograd 2000

vii predavanje tehnicki materijali ok · 2020. 3. 18. · vještački polimerni materijali se...

Documents