Identyfikacja polimerów.pdf

(993 KB) Pobierz
Polimery - informacje ogólne
Polimery - organiczne związki wielkocząsteczkowe, o dużej masie cząsteczkowej (10 - 10 atomowych jednostek masy), zbudowane z wielu powtarzających
się elementów budowy, nazywanych merami.
Polimer można przedstawić schematycznie jako łańcuch powtarzających się jednostek konstytutywnych (merów):
a) -A-A-A-A-A-A-A- -> - [A]
n
-
gdzie A oznacza jednostki strukturalne czyli mery, n - liczbę merów w łańcuchu polimerowym.
b) -CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
- -> - [CH
2
-CH
2
]
n
-
W zależności od fizycznej budowy łańcucha polimery dzieli się na:
- liniowe,
- rozgałęzione,
- usieciowane.
Przykładem polimerów, których łańcuchy mają budowę liniową jest polistyren i poli(chlorek winylu), ich łańcuchy nie mają rozgałęzień, natomiast mogą
występować grupy boczne.
Polimerami rozgałęzionymi są homopolimery, na przykład polietylen o małej gęstości, jak również kopolimery szczepione, z kolei przykład polimerów
usieciowanych stanowią polimery termoutwardzalne, których łańcuchy połączone są wiązaniami poprzecznymi tworząc sieć przestrzenną. Rodzaj budowy
łańcuchów polimerowych ilustruje poniższy rysunek:
4
7
Łańcuch polimerowy o budowie: a) liniowej, b) rozgałęzionej, c) usieciowane
Liniowe bądź rozgałęzione łańcuchy polimerowe przedstawione schematycznie na powyższym rysunku rzadko występują w postaci wyprostowanej i
najczęściej przybierają ukształtowanie globularne, lamelarne lub rektalne. Postacie konformacyjne łańcucha polimerowego ilustruje poniższy rysunek:
Ukształtowanie głównego łańcucha polimerowego:
a) postać globularna (kłębek), b) postać lamelarna (sfałdowana), c) postać rektalna (zygzakowata płaska)
Tworzywa sztuczne
Tworzywa sztuczne są to materiały użytkowe otrzymane na bazie polimerów, powstałe w wyniku połączenia ich z różnymi dodatkami. Zadaniem dodatków
polimerowych jest modyfikacja własności polimeru i wytworzenie nowego materiału użytkowego.
Jako dodatki polimerowe stosuje się:
- Napełniacze - polepszają własności mechaniczne, sztywność, odporność cieplną, właściwości elektroizolacyjne lub prądoprzewodzące; obniżają cenę
gotowego wyrobu;
- Stabilizatory - poprawiają stabilność termiczną, przeciwdziałają rozpadowi polimeru pod wpływem tlenu i promieniowania ultrafioletowego;
- Zmiękczacze (plastyfikatory) - ułatwiają przetwórstwo oraz modyfikują mechaniczne i cieplne własności tworzyw;
- Barwniki, pigmenty - nadają wyrobowi barwę;
- Antystatyki - eliminują elektryzowanie się tworzywa przez modyfikację jego właściwości powierzchniowych (zwiększają przewodność powierzchniową i/lub
skrośną materiału polimerowego);
- Antypireny - opóźniacze palenia, wywołują efekt samogaśnięcia tworzywa lub w inny sposób obniżają jego palność, dymotwórczość itd.
Podział polimerów
Tworzywa sztuczne klasyfikuje się na wiele sposobów, w zależności od przyjętego kryterium podziału.
Najczęściej stosowaną klasyfikacją tworzyw sztucznych jest podział technologiczny - ze względu na własności reologiczne, które wiążą się z własnościami
użytkowymi. Głównym kryterium podziału w tej klasyfikacji jest zachowanie się polimeru w temperaturze pokojowej określone na podstawie zależności
naprężenie-odkształcenie:
Technologiczna klasyfikacja polimerów
Zgodnie z powyższym podziałem polimery dzieli się na dwie podstawowe grupy: elastomery i plastomery.
Elastomery - są to związki wielkocząsteczkowe, które w temperaturze pokojowej przy małych naprężeniach wykazują duże odkształcenia elastyczne,
odwracalne. Odwracalność odkształceń jest związana z budową elastomerów, ich długie łańcuchy są usieciowane i tworzą nieregularną strukturę. O
własnościach sprężystych elastomerów decyduje długość łańcuchów, stopień ich zwinięcia oraz ilość wiązań poprzecznych między łańcuchami polimerowymi,
przy czym zwiększenie ilości mostków, czyli wiązań poprzecznych zwiększa twardość oraz wytrzymałość, natomiast zmniejsza elastyczność elastomeru.
Temperatura zeszklenia elastomerów jest niższa od temperatury pokojowej. W zależności od podatności na proces wulkanizacji elastomery dzieli się na
wulkanizujące i niewulkanizujące.
Plastomery - pod wpływem naprężenia wykazują małe odkształcenia nie przekraczające zwykle 1%, a poddawane wzrastającemu obciążeniu odkształcają się
plastycznie, aż do mechanicznego zniszczenia. Temperatura zeszklenia plastomerów jest zazwyczaj wyższa od temperatury pokojowej (za wyjątkiem
poliolefin, m.in. PE i PP). Plastomery dzielą się na termoplasty i duroplasty.
Duroplasty - w podwyższonej temperaturze i/lub pod wpływem utwardzaczy przekształcają się w produkt usieciowany (nietopliwy i nierozpuszczalny).
Ponowne ogrzewanie może spowodować rozkład chemiczny polimeru. W zależności od sposobu utwardzania duroplasty dzielą się na termoutwardzalne i
chemoutwardzalne.
Termoplasty - w podwyższonej temperaturze przechodzą w stan plastyczny, czyli miękną i dają się kształtować. Po ochłodzeniu twardnieją zachowując
nadane im kształty i odzyskują pierwotne własności. Cykl uplastycznienia można powtarzać wielokrotnie. Ze względu na postać łańcucha polimerowego
termoplasty dzielą się na dwie podgrupy: krystaliczne i amorficzne. Łańcuch polimerów krystalicznych przybiera postać lamelarną lub rektalną, natomiast
termoplasty amorficzne mają łańcuch ukształtowany w postaci kłębka.
Porównanie podstawowych grup materiałów polimerowych: termoplastów, duroplastów i elastomerów przedstawiono na poniżdzym rysunku:
W podsumowaniu, najważniejsze polimery klasyfikujące się do grupy termoplastów krystalicznych i amorficznych oraz duroplastów termo- i
chemoutwardzalnych przedstawiono w poniższej tabeli.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin