Polymerní materiály
Polymerní materiály
Použití polymerů
Výhody:
-
náhrada jiných materiálů a jiné
vlastnosti
-
nedostatek výchozích surovin a
ekonomická náhrada drahých materiálů
-
snadné zpracování na finální tvar,
nízké náklady na výrobu i zpracování
-
malá měrná hmotnost, dobré
izolační vlastnosti, odolnost proti korozi
-
velká variabilita vlastností,
izolace
Nevýhody:
-
teplotní použitelnost,
komplikovaná regenerace
-
tvorba a přetrhávání
elektrostatického náboje
-
neekonomičnost oprav užívaných
výrobků, relativné nízká tuhost výrobků
aditiva zpracování
vnější vlivy
polymer ® plast
® výrobek ® použitý výrobek
Plasty a jejich dělení
Technické vlastnosti:
-
eleastomery
-
plastomery tj. plasty
Změny vlastností s teplotou:
-
termoplasty
-
reaktoplasty
Modul pružnosti:
Eleastomery –
vysoká elasticita a nízký modul pružnosti
Plasty
s nízkým modulem pružnosti do 1 GPa – ohebné
Vhodnost použití:
-
plasty na výrobu spotřebních dílů
– různá tuhost až po konstrukční výrobky
-
plasty pro vysoce elastické
předměty od -80 až +140°C
-
polymery na výrobu vláken
-
polymery pro výrobu nátěrových
hmot
-
polymery pro speciální účely
Číselné kódy polymerních materiálů:
PET
|
01
|
PE-HD
|
02
|
PVC
|
03
|
PE-LD
|
04
|
PP
|
05
|
PS
|
06
|
Suroviny pro výrobu polymerů:
- fosilní zdroje – uhlí, ropa, zemní
plyn
- recentní zdroje – dřevo tj. celulóza,
tuky tj. esterové změkčovadla, oleje
- POLYOLEFINY
Polymery
s největší spotřebou – dostupnost surovin, dobrá zpracovatelnost a velmi
výhodné užitné vlastnosti – poměr cena / výkon
R – H –
polyethylen, – CH3 – polypropylen, – C2H5 –
poly-1-buten
A.I.
POLYETYLENY
PE je bílá, mléčně
zakalená hořlavá látka bez chuti a zápachu. Má vzhled parafínu a voskovitý
omak, za pokojové teploty tuhý, v tenčí vrstvě ohebný.
Monomer: etylén (CH2
= CH2), plyn s bodem varu - 103,7°C, získává se
z benzínové frakce, zemního plynu, koksárenský plyn, hydrogenace acetylénu
A.I.1. LDPE
nízkohustotní,
rozvětvený, vysokotlaký polyethylen
typ polymerace: radikálová, iniciátor O2
podmínky: teplota 200°C, tlak 150-300 MPa – tj. vysokotlaká polymerace
stupeň konverze: určen množstvím O2, který se spotřebuje – 10 – 35%
molární hmotnost
Mw: obvykle 30 – 300 tis.
stupeň
polydisperzity: 3 – 4
Vlastnosti: Tm=105 – 115°C, r = 0,915 - 0,925 g/cm3 při 23°C, krystalinita 50 – 75%,
E = 200-400 MPa, s=9-15 MPa, tokové vlastnosti dobré, houževnatý do -70°C
Použití: obalové a zemědělské
fólie, trubky, trubičky, desky, lahve atd.
Nevýhody: náchylnost ke korozi
za napětí v tenzoaktivním prostředí, poměrně nízké mechanické vlastnosti
(není konstrukční materiál)
Výrobce:
Slovnaft BRATISLAVA
– BRALEN, BASF – LUPOLEN,
ESCORENE LD – EXXON
CHEMICAL
A.I.2. HDPE
vysokohustotní,
lineární, nízkotlaký polyethylen
typ polymerace:
iontová, katalyzátor: Ziegler-Nattovy katalyzátory, organické peroxidy
Provedení:
a)
suspenzní postup – srážecí polymerace
v rozpouštědle monomeru, v němž je polymer nerozpustný (hexan)
podmínky:
teplota 60-75°C, tlak 0,2-0,6 MPa, kat. ZNK
firmy:
Hoechst, Solvay
b)
roztokový postup – M i P rozpuštěny ve
společném rozpouštědle
podmínky:
teplota 150-240°C, tlak 3 – 6 MPa, kat. ZNK
firmy:
Dow Chemical, Dupont
c)
polymerace v plynné fázi – M
v plynné fázi
podmínky:
teplota 85-110°C, tlak 2 MPa, vysoce účinný na bázi Cr (1 díl na 1 mil. dílu
etyléhu)
firmy:
Union Karbide, Chemopetrol
d)
roztokový postup s Philipsovým kat. – M i
P rozpuštěny ve společném rozpouštědle
podmínky:
teplota 125-160°C, tlak 3-3,5 MPa, kat. Phil. (Cr na aluminosilikátovém nosiči)
firmy:
Philips Petroleum
molární hmotnost
Mw: obvykle 100 – 200 tis.
vlastnosti: Tm=125 – 136°C, r = 0,954 -
0,970 g/cm3 při 23°C, krystalinita 65 – 95%,
E = 700 - 1400 MPa,
s=20-33 MPa, tokové vlastnosti dobré, výborné dielektrické vlastnosti.
Oproti LDPE vyšší mechanické vlastnosti, odolnost vůči rozpouštědlům (HCl, HF)
a vůči vroucí vodě.
použití: vstřikované výrobky denní spotřeby (nádobí, koše, láhve), trubky,
desky, velkoobjemové nádoby, folie i velmi tenké – mikroten, orientované pásky,
pytle atd.
zpracování: vstřikováním, vytlačováním, vyfukováním
nevýhody: náchylnost ke korozi za napětí v tenzoaktivním prostředí, poměrně
nízké mechanické vlastnosti (není konstrukční materiál)
výrobce: Chemopetrol Litvínov, PCD Daplen
A.I.3.
LLDPE
Lineární
nízkohustotní polyethylen
typ polymerace: shodná s HDPE, možné všechny 4 typy, jedná se o kopolymeraci s a-olefiny v množství 5-12%, obvykle se jedná o 1-buten.
molární hmotnost
Mw: obvykle 30 – 300 tis.
vlastnosti: Tm=120 – 125°C, r = 0,920
g/cm3 při 23°C, krystalinita 65 – 95%, s=26 MPa, oproti LDPE je houževnatější, tužší, pevnější a odolnější
proti šíření trhlin. Má dobré zpracovatelské vlastnosti, umožňuje výrobu velmi
tenkých folií, které však mají vyšší zákal než u HDPE i LDPE.
použití: především na folie
A.I.4.
UHMW-PE
ultra high molekula
weight polyethylen
typ polymerace: iontová, katalyzátor: ZNK, suspenzní postup jako u HDPE
molární hmotnost
Mw: obvykle 3 – 6 mil
vlastnosti: Tm=135 – 140°C, r = 0,940
g/cm3, oproti HDPE je podstatně houževnatější za nízkých teplot, má
vysokou odolnost proti oděru (umělý led), nelze jej zpracovat obvyklými
technologiemi
použití: kluzné kloubové ložisko pro vagóny, náhrady kloubů
VÝHODY
PE
|
NEVÝHODY
PE
|
nízká cena
|
nízký bod měknutí
|
snadná zpracovatelnost
|
sklon k oxidaci
|
výborné elektroizolační vlastnosti
|
zákal v hlubších vrstvách
|
dobrá chemická odolnost
|
vosk. vzhled a nízká odolnost k poškrábání
|
tuhost a vláčnost i při nízkých teplotách
|
nízká pevnost v tahu
|
průhlednost tenkých fólií
|
vysoká permeabilita plynů
|
zdravotní nezávadnost
|
hořlavost
|
nízká permeabilita vodních par
|
A. II.
POLYPROPYLEN
Obecný vzorec:
Struktura
řetězce: izotaktická, syndiotaktická, ataktická
Monomer: propylen CH2 = CH-CH3 , vzniká při zpracování ropy
Polymerace: iontová – srážecí, bloková, v plynné fázi kat. – modifikované
ZNK, kat. 2. a 3. generace
Molární hmotnost
Mw: 100 – 600 tis.
Index izotakticity
– množství izotaktického podílu v hmot.%, výrazný vliv na vlastnosti a
použití polymeru
Vlastnosti: Tm=~170°C, r = 0,908 – 0,912 g/cm3 při
23°C, krystalinita 50 – 75%,
Index izotaktických
obchodních typů – 94-98%, s=34-38 MPa,
E=1100-1500 MPa. Křehký pod 0°C, má výborné elektroizolační vlastnosti, dobrou
chemickou odolnost (vůči K i Z). Oproti HDPE má nižší hustotu, vyšší Tm –
tj. vyšší tepelnou použitelnost, dobře odolává vroucí vodě a sterilizaci,
krátkodobě lze použít do 135°C, má vyšší pevnost v tahu, tvrdost, větší
citlivost na termooxidaci, menší propustnost pro plyny a páry.
Zpracování: vstřikováním, vytlačováním, lisováním, při teplotách do 280°C
Použití: trubky, folie, desky, předměty domácí spotřeby s vyšší tuhostí a
tepelnou odolností, orientované pásky, obaly, automobilový průmysl – výplně
dveří, palubní desky, ventilátory, nárazníky, vlákna, kompozity.
Zvlákňování: Melt-Blown – extr. tekutost, netkaná rouna z vláken
Vstřikování: PP-H, PP-B – nukleonové typy s řízenou reologií, hromadná výroba
kelímků, malé spotřebiče
Vyfukování: nádoby s hladkým vnějším povrchem, tenkostěnné skořepiny
Vytlačování: PP trubky – domovní rozvody studené a teplé vody, desky – vany pro
chemické lázně
Aplikace: medicína, stříkačky
Výrobci :
Chemopetrol
Litvínov, a.s. – MOSTEN
Slovnaft
Bratislava, a.s. – TATREN
A. III.
KOPOLYMERY ETHYLENU
Nedostatky PE –
zákal fólií, špatná odolnost vůči světelnému záření, nemožnost lepení
Komonomer – obsah
polárních skupin Tg a Tm
Snížení
krystalinity – transparentnosti
A. III. E/VAC
KOPOLYMERY
% vinilacetátu
|
Oblast použití
|
Do 10%
|
Podobný PE-LD,
mrazírenské a smršťovací folie vstřikovacích ohebných výrobků
|
10-30%
|
Podobá se PVC,
termoplast – mimořádně měkký a ohebný
|
30-40%
|
Elastický
materiál – zvýšená lepivost, součást lepidel
|
40-50%
|
Podobají se
kaučuku, lze síťovat, tavné lepidlo
|
- STYRENOVÉ
POLYMERY
12-14% světové
produkce plastů
dělení:
homopolymery –
průzračné, křehké
zpěnovatelné plasty
– lehké, izolační
houževnaté se
sníženou křehkostí – mléčně zakalené s mechanicky dispergovaným nebo
roubovaným kaučukem
kopolymery
s AN (SAN)


B.I.
POLYSTYREN
Ataktický, amorfní,
málo ohebné řetězce = organické sklo (bez zjevného uspořádání)
Monomer: styren, příprava z benzenu a acetylénu
Polymerace: suspenzní radikálová (iniciátor DBP), bloková, emulzní
Vlastnosti: Mw = 100 – 400 tis., ataktický, nerozvětvený, TG=90-100°C,
E=3200 MPa, s=31 MPa, použitelný do 75°C, má sklon ke
korozi za napětí, je tvrdý, ale značně křehký, málo nasákavý, rozpustný
v organických rozpouštědlech, průhlednost 90% světla
Zpracování: vstřikováním při 180-240°C
Použití: spotřební předměty, obaly, hračky, potravinové misky, kelímky, součást
osvětlovacích těles, elektrotechnické součástky
Výrobce: Kralupy nad Vltavou – Krasten
B.II.
HOUŽEVNATÝ POLYSTYREN (HIPS)
Řeší problém
křehkosti standardního PS. Jsou možné tři způsoby přípravy:
-
polymerace styrenu
v přítomnosti kaučuku (90% produkce – v suspenzi, emulzi i bloku)
-
společnou koagulací
butadienstyrenového a styrenového latexu
-
mechanickým smícháváním PS
s 5-15% kaučuku na vyhřívaných válcích, v mixerech, extruderech za
přídavku monomeru a iniciátoru
Struktura
polymeru: heterogenní systém s částicemi kaučuku
2-3 mm – zajištění houževnatosti i pod 0°C
Vlastnosti: r=1,050 g/cm3, E=2000 MPa, s=19 MPa, použitelný do +70°C, rázová houževnatost 40-80KJ/m2
(běžný PS 20KJ/m2), malá odolnost proti povětrnosti – ne venkovní aplikace,
mléčný zákal.
Zpracování: vstřikování, vytlačování, vakuové tvarování, vyfukování
Použití: obalová technika, hračky, potřeby pro domácnost, nábytek,
elektrotechnika
B.III. KOPOLYMER STYREN-AKRYLONITRIL (SAN)
Výroba: bloková kopolymerace s 22-27% AN
Vlastnosti: oproti PS o 30-40% vyšší houževnatost (28-32 KJ/m2),
tvrdost, pevnost, r=1,070 g/cm3, E=3300 MPa,
transparentní, odolný vůči olejům, vyšší nasákavost vody než PS, má sklon ke
žloutnutí.
Použití: technické výrobky v automobilovém průmyslu (kryty polohových a
brzdových světel), používá se jako organické sklo, obaly na potraviny,
kosmetika, kryty přístrojů.
B.IV.
KOPOLYMERY ABS
Kombinace monomerů
akrylonitril, butadien, styren (AN, B, S), přičemž kaučukovitá složka se
připravuje polymerací vždy zvlášť.
Složení: 45-70% S, 10-30% AN, 15-50% B
2 způsoby
přípravy:
- mísením (dispergací) PBS kaučuku se
SAN
- roubováním S a AN a smícháváním
produktu se SAN – nejkvalitnější produkt.
Struktura: heterogenní – ve spojitém prostředí SAN se nachází částice kaučuku
(roubovaného-dobrá adheze). Nutná přítomnost antioxydantů a UV stabilizátorů.
Vlastnosti: r = 1,05 g/cm3, s=31-37 MPa, E=2000 MPa, neplave, rázová houževnatost >70 KJ/m2,
použití od -40 do 80°C. Při plnění skelným vláknem r = 1,36 g/cm3, s=123 MPa,
E=7100 MPa, rázová houževnatost 59 KJ/m2. Odolný vůči chemikáliím,
tvrdý, lesklý, povrch je možno pokovovat=levný konstrukční materiál.
Zpracování: vstřikováním, válcováním, vytlačováním, tvarováním, vyfukováním, lze
jej lepit, svařovat, galvanicky pokovovat, vstřikovat s nadouvadly.
Použití: není vhodný na venkovní použití – nutná stabilizace (nejlépe přídavkem
sazí). Na náročnější technické operace – vnitřní a vnější díly automobilů
(přístrojové desky, ozdobné mřížky masek), vysavače, mixéry, pračky, zavazadla,
telefony, nábytek, potrubí, atd.
Firmy: Kralupy nad Vltavou – FORSAN.
- VINYLOVÉ POLYMERY
Řadíme zde
polymery, mající v hlavním řetězci skupinu:
Jejichž monomer
nese název vinyl-
Jsou buď zcela amorfní nebo mírně
syndiotaktické s náznakem krystalické struktury PVC.
Řadíme zde: PVC, PVAI, PVAc, PVB
C.I. POLYVINYL CHLORID – PVC
Mírně větvená
struktura s malým podílem krystalinity 3-10%, tvorba micel, (Tm=205°C)
Monomer: vinylchlorid CH2 = CHCL, b.v. -13,9°C
Příprava: reakcí acetylénu s HCl, chlorací etylénu,
Molární
hmotnost: Mw=30-150 tis., vyjadřuje se pomocí
k-hodnoty, tato hodnota téměř lineárně závisí na viskozimetricky stanovené
molekulové hmotnosti.
K =
50
|
®
|
M =
40 000
|
K =
60
|
®
|
M =
62 000
|
K =
80
|
®
|
M =
129 000
|
Polymerace: radikálová, iniciátor – redoxní systémy nebo organické peroxidy –
provedení suspenzní 82%, bloková 7%, emulzní 11%.
Vlastnosti PVC
(obecně):
a)
Tvrdý typ: K = 55-65, r = 1,36 g/cm3, s=35 MPa,
E=2500 MPa, Tg=82°C, vynikající odolnost vůči vodě i organickým chemikáliím,
nízká permeabilita vodní páry, kyslíku, vysoká tvrdost, odolnost proti oděru a
mechanická pevnost, dobré elektroizolační vlastnosti, vysoký lesk, čirost,
samozhášivost.
Zpracování: oproti PE, PP a PS velmi pracné z důvodu velmi nízké teplotní
odolnosti a špatných tokových vlastností taveniny (nutnost použít maziva,
stabilizátory, změkčovadla).
Použití: trubky a armatury na odpadní vodu, profily ve stavebnictví (okna) a v nábytkářství,
fólie a desky, duté výrobky (lahve na kosmetiku a čistící prostředky)
b)
Měkčené PVC: K = 65-80, složení PVC (100 dílů), stabilizátor (0,5 dílku),
změkčovadlo (10-60 dílku), maziva, pigmenty, plniva.
Zpracování: válcováním, vytlačováním, přetlačováním, máčením, natíráním.
Použití: folie a desky (ubrusy, obaly), izolace elektrických vodičů,
podlahoviny, koženky, hračky, těsnění, rukavice atd.
C.II.
POLYVINYLALKOHOL – PVAL
Bílá práškovitá
hmota krystalického charakteru.
Vlastnosti: rozpustný ve vodě, pevnost vláken až 400MPa, Tg=85°C, Tf=228°C
Použití: na vlákna, vnitřní výstelka benzinových hadic, chirurgické nitě –
rozpustí se
C.III.
POLYVINYLBUTYRAL – PVB
Amorfní polymer
s dlouhými větvemi.
Výroba: polykondenzací
Vlastnosti: rozpustný v alkoholech, esterech, ketonech, Tf=107-135°C,
Mw=30-270 tis., výborná adheze ke sklu
Použití:
- Nízkomolekulární typy – laky, folie,
vypalovací laky, lepidla
- Vysokomolekulární typy – ve formě
folií na výrobu bezpečnostních skel (změkčovadlo estery kys. máselné)
Firmy: Butacite – Dupot
- AKRYLOVÉ POLYMERY
Řadíme zde polymery
kyseliny akrylové, metakrylové, jejich esterů.
D.I.
POLYMETYLMETAKRYLÁT – PMMA
Materiál některými
aplikacemi patřící mezi konstrukční plasty.
Monomer: metylmetakrylát
Polymerace: radikálová v bloku, suspenzí i emulzí
Vlastnosti: r = 1,18 g/cm3, s=67-70 MPa, E=1400 MPa, Tg=100°C, rázová houževnatost 15 KJ/m2
sklovitě čirý, částečně propouští UV, velmi odolný proti povětrnosti,
tvarovatelný při 130-140°C. Velmi dobré elektroizolační vlastnosti,
pokovovatelný, odolává vodě, K i Z, použitelný do 80°C, dobře se
mechanicky obrábí.
Zpracování: vstřikováním, vytlačováním, tvarováním, mechanickým opracováním
Aplikace: desky, trubky, tyče, profily, kryty, kopule letadel, zubní technika
Obchodní názvy: Umapkex, Plexglass, Akrylon
D.II. POLYAKRYLONITRIL
– PAN
Monomer: akrylonitril CH2=CH-CN
Polymerace: radikálová srážecí ve vodě
Vlastnosti: jsou podstatně ovlivněny H-můstky, malá termoplasticita – obtížně
zpracovatelný, použitelný v rozsahu -60°C až +180°C, r = 1,18 g/cm3, s=350-500
MPa, E=6000 MPa.
Aplikace: vlákna – výborné mechanické vlastnosti, měknou mezi 235-330°C, podobné
vlastnosti jako vlna, příprava C-vláken (cyklizací při vyšších teplotách)
Zpracování: zvlákňování z roztoku
E.III. POLYVINYLIDENFLUORID
– PVDF
Lineární, vysoce
krystalický polymer, vedle ETFE nejpoužívanější fluorovaný polymer.
Monomer: vinylidenfluorid
Polymerace: radikálová – suspenzní i emulzní
Vlastnosti: r = 1,75 – 1,8 g/cm3, s=40-60 MPa, E=1000-2300 MPa, teplota tání 170°C, interval použití -30
až 135°C, výtečné mechanické vlastnosti.
Použití: stavba strojů a zařízení pro chemický průmysl, venkovní použití ve
formě povlaků a nátěrových hmot, odolává UV lépe než PTFE.
Zpracování: běžné technologie pro zpracování termoplastů
- Polyacetaly
V hlavním
řetězci mají vestavěnou skupinu –O-. Z této skupiny jsou průmyslově
důležité jen polymery a kopolymery formaldehydu – zvané proto též
polyoxymetylény.
F.I. POLYOXYMETYLÉN
– POM
Lineární vysoce
krystalický polymer, patřící mezi konstrukční plasty.
Monomer: formaldehyd CH2O
trioxan
Polymerace: iontová – srážecí
Vlastnosti: Mw
=72-129 tis, r = 1,41 g/cm3, s=97-102 MPa, E=2700-3200 MPa, velmi dobré mechanické vlastnosti včetně
rázové houževnatosti až do -30°C, teplota tání 164-172°C, mají nejvyšší
odolnost proti oděru, krystalinita 85-90% u těles, 70-80% u folií do 70°C se
nerozpouští v žádném rozpouštědle, trpí korozí za napětí, je svařitelný a
pokovovatelný.
Aplikace: technické
dílce – ozubená kola, západky namáhané rázem, ložiska, tlakové nádoby,
čerpadla, zlepšení mechanických vlastností skelným vláknem.
Zpracování:
vstřikování, vytlačování, vyfukování při 200-210°C, ve formě prášku lze fluidně
nanášet kovy.
Použití:
automobilismus, díly při styku s pohonnými hmotami, součásti myček na
nádobí
- polyétery
R má 2 a více –C-,
aromatické či cyklo-skupiny. Patří zde polyetylenoxid PEOX, polypropylenoxid
PPOX, polyfenylenoxid POP
G.I. POLYFENYLENOXID
Technický význam má
jen poly(2,5-dimethyl-1,4-fenylenoxid)
Výroba: stupňovitá
oxidační polykondenzace
Vlastnosti:
Mw=25-40 tis, r = 1,06 g/cm3, s=70 MPa, E=2450 MPa, Tm=268°C, Tg=211°C, interval použití od -170°C do
+170°C
Aplikace:
nejnáročnější elektroinstalace
Zpracování: velmi
obtížné (přes roztoky na izolace), modifikace Hps, vstřikuje se, vytláčí,
obrábí
Obchodní značení:
Nerafen – Spolana Neratovice
G.II.
POLYÉTERÉTERKETON – PEEK
Krystalický polymer
– šedý, mimořádně stálý.
Výroba: polykondenzací
Vlastnosti: Mw=25-40 tis, r = 1,06 g/cm3,
s=70 MPa, E=2450 MPa, Tm=288°C, Tg=185°C, odolný vůči radiaci, chemickým
sloučeninám, používá se v letectví.
- POLYESTERY
Velká skupina polymerů, jejichž
charakteristickým znakem je přítomnost esterových vazeb v hlavních
řetězcích.
Dělení:
-
lineární a termoplastické (estery
k tereftalové a k.uhličité)
-
rozvětvené a reaktoplasty (při aplikaci),
po aplikaci zesíťované – alkyly (olejové barvy), nenasycené polyestery
(lamináty).
H.I.
POLYETYLENTEREFTALÁT – PETP, PET
Nejvýznamnější
polyester, lineární, krystalický až ze 40%
Výroba: dvoustupňová polykondenzace
Monomery: kyselina tereftalová, etylenglykol (1,2-etandiol)
Vlastnosti: r = 1,33-1,38 g/cm3, s=60 MPa, E=2300 MPa, Tm=264°C, Tg=72-81°C, Mw=15-25 tis pro vlákna,
> 30 tis. pro vstřikování, použití od -60 do +130°C, do 100°C trvale. Špatné
tokové vlastnosti taveniny – obtížná zpracovatelnost., dobře izoluje O a CO2.
Aplikace: vlákna – vyrábí se z taveniny (jako PA) a následně se dlouží nad
Tg, vlákno je mačkavé než vlna, je málo navlhavé a schne rychleji než vlákno
polyamidové, má dobrou stálost na světle a odolnost vůči K i Z. Těžko se
barví. Hydrolytická degradace – musí se před zpracováním vařit.
Zpracování: zvlákňování, vstřikování, vytlačování, obrábění
Folie – výroba vytlačováním a
následuje dloužení, má velkou mechanickou pevnost, jsou to nejpevnější folie
z termoplastů. Používají se jako čiré, potiskovatelné, metalizované (90%
výroby MG pásků)
Láhve – výroba vstřikovacím
vyfukováním, plynotěsné pro nápoje obsahující CO2, houževnaté, pevné
Konstrukční prvky – vysoká
pevnost, tvrdost a tvarová stálost za tepla, zvláště vyztužené skelným vláknem
H.II.
POLYBUTYLENTEREFTALÁT – PBT, PBTP
Výroba: analogická jak u PET, ale jiná diolová složka – butylenglykol.
Vlastnosti: r = 1,35 g/cm3, s=60 MPa, E=2300 MPa, Tm=230°C, Tg=kolem 40°C, rázová houževnatost je
velmi vysoká. Použitelný od -30 až do +165°C, do 100°C dlouhodobě. Odolný vůči
oděru, malá absorpce vody, rozměrová stabilita.
Zpracování: díky dobrým tokovým vlastnostem vstřikováním
Použití: konstrukční technické díly (do 50-70°C), např. směs PBT a PC – na
nárazníky vstřikováním
H.III.
POLYKARBONÁTY – PC
Vykazují velmi
dobré mechanické vlastnosti při relativní dostupnosti surovin.
PC jsou polyestery
od kyseliny uhličité. Vyrábí se na bázi 2,2-bis(4-hydroxyfenyl) propanu
(bisfenol A).
Příprava: polykondenzací
Vlastnosti: r = 1,2-1,5 g/cm3, s=65-70 MPa, E=2200-2450 MPa, vrubová rázová houževnatost 20-50 KJ/m2,
Mw=20-40tis – vstřikování a vytlačování, Mw=60-120tis – lití folií
z roztoku transparentní (propustnost světla 85%), dobrá rozměrová
stabilita až do 140°C, dobré elektroizolační vlastnosti, odolnost vůči UV,
samozhášivý.
Zpracování: vstřikování při 280-310°C (forma 80-120°C), vytlačování při 220-320°C
(nutnost sušení!), lití z roztoku, třískové zpracování, svařování horkým
vzduchem, výroba slitin (blends)
s termoplasty, zvláště s ABS.
Aplikace: konstrukční díly, folie, trubky, tyče a desky, směsi s ABS –
součásti automobilů, elektrotechnika, CD nosiče, konstrukční díly fotoaparátů,
kamer, kryty světel, náhražka skla, folie, součásti čerpadel, ventilů, rozvodů.
Výrobci: Lexan – GE, USA, MAKROLON – Bayer, SRN
H.IV.
NENASYCENÉ POLYESTEROVÉ PRYSKYŘICE (UP)
Roztoky nenasycené
polyesterové pryskyřice v monomerech schopných vytvrzování. Tyto materiály
mohou být vytvrzováním zesíťovány. Při vytvrzování dochází ke kopolymeraci
nenasyceného polyesteru s nenasyceným monomerem.
Výhody:
- vzniklý roztok je kapalný a lze
s ním snadněji manipulovat
- vytvrzování za přídavku iniciátorů
probíhá snadno
- vlastnosti vytvrzených výrobků jsou
velmi dobré
Příprava:
polyesterifikací nenasycených dikarboxylových kyseli dioly.
Aplikační
vlastnosti: jsou ovlivněny několika faktory
- druhem a množstvím jak nenasycených
kyselin, tak diol
- druhem a množstvím síťujícího
monomeru
- vytvrzovacím systémem a podmínkami
Vytvrzování: je vlastně kopolymerace dvojných vazeb nenasyceného polyesteru a
dvojných vazeb reaktivního monomeru. Má exotermní charakter, pro iniciaci
vytvrzovací rekce slouží organické peroxidy (DBP-dibenzoylperoxid).
Reaktivní
monomer musí:
-
mít nízkou těkavost a dobrou
rozpouštěcí schopnost pro polyester
-
s polyesterem dobře
kopolymerovat
-
být hygienicky nezávadný
®
STYREN
Vlastnosti
vytvrzených UP:
-
amorfní, transparentní, vysoce
lesklé
-
mají dobré mechanické a
elektroizolační vlastnosti
-
jsou odolné vůči vodě i olejům
-
na slunci žloutnou (UV absorbéry)
Aplikace: laky, lité podlahoviny, nátěry – vše bezrozpouštědlové
Nevyztužené UP
dále na: knoflíky, bižuterie, výroba syntetického
kamene, tmelů a lepidel
VYZTUŽENÉ MATERIÁLY
Mechanické
vlastnosti UP se podstatně zlepší skelnými vlákny – skelné lamináty.
Skleněná vlákna:
-
průměr 0,2-15 mm, délka 4-6 mm pro vstřikování, µ pro
lamináty, pevnost až 600 MPa
-
sklo s malou alkalitou,
zvlákňuje se v el. pecích z taveniny rychlostí až 50 m/s, vlákna se
stahují do svazků, které se upravují rubrikantem pro snazší zpracování na
tkaninu, rohože, sekané pramence l=5 cm.
Postupy:
a)
příprava směsí: UP, plnivo,
pigmenty – míchání
b)
ruční kladení sklotextilu do formy
opatřené separačním nátěrem (silikonový olej, vosky, mýdlo, parafín) po
vrstvách (UP, sklo, UP, sklo) – vytvrzování v sušárně, malé série a velké
výrobky.
c)
lisování za tepla a tlaku
(0,05-0,5 MPa) ve formách – skleněná stříž se „nasněží“ na formu a slepí se
nástřikem UP – předlisek do formy
d)
kontinuální výroba – putruze
PREMIXY – těstovité
nebo hrudkovité směsi ze střiže a UP
PREPREGY – rohože
impregnované UP, lisují se do formy
Vlastnosti vyztuž.
hmot.: r = 1,6-1,85 g/cm3, s=135-500 MPa, E=12000-35000 MPa, rázová houževnatost 150-800 kJ/m2,
teplotní použitelnost od -50 do 100°C.
Aplikace: vynikající konstrukční materiál – stavba aut, člunů, lodí, nábytku,
atd.
- POLYAMIDY
jsou lineární polymery obsahující
v řetězcích amidové skupiny –CONH-. Dělí se podle počtu –C-
v minometní jednotce:
-
polyamid 6 (PA 6) -[NH(CH2)5CO]-
se vyrábí z e-kaprolaktamu
-
polyamid 66 (PA 66) -[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]-
se vyrábí z hexametylendiaminu a kyseliny adipové
-
polyamid 610 -[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]-
výroba z hexametyldiaminu a kyseliny srbákové
-
polyamid 11 (PA 11) -[NH(CH2)8CO]-
výroba z kyseliny aminododekanové
-
polyamid 12 (PA 12) -[NH(CH2)511CO]-
výroba z lauryllaktamu
Vlastnosti PA se
mění podle výchozích monomerů, všechny jsou z 30 až 50 % krystalické a
neprůhledné, řetězce jsou provázány vodíkovými můstky, mezi amidovými
skupinami, jejichž množství ovlivňuje krystalickou strukturu, bod tání a
teplotu skelného přechodu aj. Typická je vysoká houževnatost, tvrdost, odolnost
proti oděru a nasákavost. Polární charakter PA a nasákavost omezují vznik
elektrostatického náboje. Polyamidy mají velmi malou viskozitu taveniny a lze
ji zpracovat všemi technologiemi pro zpracování termoplastů.
Způsoby
přípravy:
- polykondenzací dikarboxylových
kyselin a diaminů (PA 66, PA 610)
- polykondenzací w-aminokarboxylových kyselin (PA 11)
- polymerací cyklických laktamů (PA 6)
I.I. POLYAMID
66 (NYLON)
Výroba: polykondenzací hexametylendiaminu + kys. adipová
Vzorec: H2N(CH2)NH2 + HOOC(CH2)4COOH
Vlastnosti: r = 1,14 g/cm3, s=70 MPa, E=3000 MPa, Tm=254°C, použitelnost od -30°C do 120°C
Aplikace: folie, vlákna, obecný plast
I.II. POLYAMID
610
Výroba analogická
jako u PA66, použije se kyselina sebaková HOOC(CH2)8COOH
Vlastnosti: r = 1,08 g/cm3, s=60 MPa, E=2100 MPa, Tm=209°C, použitelnost do 120°C, hydrofobnější než
PA66, a proto si zachovává vyšší tuhost za mokra
Aplikace: štětiny, žíně, především pro kartáčnictví
I.III.
POLYAMID 6 (SILON)
Světle žlutý
polymer, vznikající polymerací kaprolaktamu NH(CH2)5CO
Vlastnosti: r = 1,13 g/cm3, s=70 MPa, E=2800 MPa, Tm=215-220°C, použitelnost od -30°C do 100°C dlouhodobě,
houževnatý, odolný proti oděru, je silně navlhavý
Aplikace: textilní a technická vlákna, konstrukční materiál na ložiska, ozubená
kola a ovládací elementy s 30 % skelného vlákna, kluzná pouzdra, ozubená
kola, kladky, atd.
Výrobci: CHEMLON Humenné, Silon Planá nad Lužnicí
I.V. POLYAMID
12
Monomer:
lauryllaktam HN(CH2)11 CO
Polymerace: jako u
PA6
Vlastnosti: r=1,04 g/cm3, s=60 MPa,
E=1000 MPa, Tm=185°C,
Aplikace: na
technické dílce, antikorozní povlaky na kovy
I.VI.
AROMATICKÉ POLYAMIDY
Monomery: chloridy dikarboxylových kyselin, aromatické diaminy
Aplikace: aramidová vlákna – netají, Tg od 25 do 400°C, vysoká pevnost a odolnost
NOMEX (fa DuPont) – netaje, nad
370°C se rychle rozkládá. Je trvale tepelně odolný do 250°C, E je 4x větší než
u PA66, vlákna, nehořlavé oděvy, speciální elektroizolační papír (izolace při
teplotách nad 180°C a vyšších)
KEWLAR (fa DuPont) –
samozhášivý, netaje, značně větší E než NOMEX (E vláken konkuruje oceli a
sklu), bezazbestové spojkové obložení, vlákna, vyztužování pneumatik, hadic,
dopravních pásů, tkané textilie pro letectví, kosmonautiku, neprůstřelné vesty,
atd.
- POLYURETANY (PUR)
Vznikají reakcí
izokyanátů s alkoholy – POLYADICE
R-NCO + HO-R' ® R-NH-CO-O-R' (uretany =
estery kyseliny karbamové)
Výroba: závisí podle druhu výrobku
- Lehčené hmoty – připravují se kontinuálně
na zpěňovacích strojích se směšovací hlavou, do které se přivádí všechny
složky. Připraví se homogenní kapalina, která se lije do forem nebo na
pás. Zde proběhnou všechny reakce vedoucí k výrobě polymeru a
vypěnění. Měkkost se určuje množstvím uretanu.
Ø měkké – MOLITAN DIK do 40%
Ø tvrdé – DIK až 70%
Ø polotvrdé – izolační desky řezané z bloku
Ø integrální – tvarované podrážky bot, nárazníky, nábytek, jádra lyží,
apod.
Gumotex Břeclav
- Vlákna a filmy z lineárního PUR –
polyadice v bloku (pásek) nebo v roztoku (prášek)
Vlastnosti: termoplast, silně krystalický,
Tm=184°C, teplota rozklady 220°C, dobrá odolnost vůči vodě, K a
povětrnosti
Aplikace: vstřikovací hmoty, pro výrobu
kartáčů, řemenů, vlasců, filtračních plachetek
- PUR eleastomery
Vlastnosti: kaučuky lze zajistit různých
tvrdostí, vysoké protažení a vynikající elasticita nasycené sloučeniny=dobře
odolávají světlu, kyslíku i ozonu.
Nevýhody: malá tepelná odolnost (odbourávají
se již nad 100°C) a vysoká cena
Aplikace: těsnění, membrány, podešve ve formě
granulátů na vstřikované výrobky (lyžařské boty)
- Lepidla
Vlastnosti: vynikající lepicí efekt na kovy,
kaučuky, sklo a další materiály
- Licí pryskyřice
Použití: lité podlahy, zalévání kabelových
koncovek a spár u staveb, elastomerní typy - atletické dráhy-TARTAN
- PUR nátěrové hmoty
-
dvousložkové
-
jednosložkové
- PUR pojiva
Použití: pro výrobu syntetických usní pro obuv
a galanterii (Koženka BAREX) – impregnace netkaného textilu z PET a PP,
povrch se lakuje PU lakem
- FENOPLASTY
nejstarší a nejrozšířenější reaktoplast –
bakelit. Jedná se o fenolické pryskyřice = syntetické pryskyřice z fenolů
s aldehydy.
Výroba: polykondenzací formaldehydu a fenolu
REZOLY
Reakce probíhá
v alkalickém prostředí, výsledkem jsou REZOLY (pryskyřice A), makromolekuly jsou lineární nebo rozvětvené,
jsou tavitelné, rozpustné v alkoholech.
¯
Teplota nad 170°C, REZITOLY (pryskyřice B), síťují,
červenají až hnědnou, jsou netavitelné, nerozpustné, pouze botnají, za tepla
kaučukovitý charakter.
¯
REZIT (pryskyřice C), zcela
zesíťované, hnědá barva.
NOVOLAKY – polykondenzace
probíhá v kyselém prostředí, výsledkem je žlutočervená, tvrdá
termoplastická látka s lineárními nebo mírně rozvětvenými řetězci.
Vytvrzování (síťování) – ne teplotou, ale přídavkem hexymetylentetraaminu (urotropinu).
Použití PF
(obecně):
lisovací hmoty, lepidla, pojiva na dřevo, brzdové materiály,
v galanterii, antikorozní materiály
ZPRACOVÁNÍ PF NA PLASTY:
Zásadně s plnivy:
-
organická: dřevěná moučka, vlákna,
útržky tkanin, apod.
-
anorganická: břidličná moučka,
azbest, slída apod.
·
LISOVACÍ HMOTY
Složení obecně:
plnivo 30-60%, vosky, pigmenty
Suchá cesta: smíchání
práškových komponent včetně tvrdidla, hnětení na dvouválcích při teplotě
80-120°C, mletí na prášek (rezoly jsou ve formě rezitolu)
Mokrá cesta: rezoly
rozpuštěné v metanolu, etanolu nebo vodě
Zpracování:
-
lisováním ve formě
-
vstřikováním
·
VRSTVENÉ HMOTY
Na pásy papíru nebo
textilu se nanáší pryskyřice ve formě roztoku nebo taveniny
Použití: konstrukční účely v elektrotechnice
·
KYSELINOTVORNÉ TMELY
Použití: vyložení a tmelení kachlíků v chemickém průmyslu
·
KONSTRUKČNÍ MATERIÁLY
Samonosné a
korozivzdorné materiály, z rezolu a plniva se válcují listy, které se
tvarují ve formách a pomalu vytvrzují.
Použití: skruže, nádrže, potrubí, kolony, trubky …
·
LICÍ PRYSKYŘICE
Rezolů
neutralizované kyselinou mléčnou se nalijí do formy a při 60-80°C se vytvrzují.
Dají se brousit, obrábět, barvit, leštit.
Použití: držadla, knoflíky, galanterie, bižuterie, kulečníkové koule…
·
FRIČKNÍ MATERIÁLY
Pojiva na bázi
rezolu s výšemolekulárním novolakem a 9% urotropinu.
Použití: pojiva brusných kotoučů, pojiva azbestového brzdového obložení
- AMINOPLASTY
kondenzáty formaldehydu s látkami
obsahující aminové nebo amidové skupiny – močovina a melamin
L.I. MOČOVINOFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE – UF
Příprava: polykondenzací
Monomer: močovina H2N-CO-NH2, formaldehyd CH20
Vlastnosti: světlá barva, tvrdý povrch, rozkládající se nad 200°C
Použití: lisovací hmoty, lepidla, lehčené hmoty, ztužovadla papíru a textilu,
pojiva pro dřevěné výrobky – překližky a dřevotřískové desky
L.II.
MELAMINOFORMALDEHYDOVÉ PRYSKYŘICE – MF
Příprava: polykondenzace
Monomery: melamin, formaldehyd CH20
Vlastnosti: sklovité, bezbarvé, křehké hmoty, snadno barvitelné, stálost na světle
Použití: lisovací hmoty, vrstvené hmoty, lepidla, pomocné prostředky pro
textil, lakařské pryskyřice
Vrstvené hmoty: jsou složené z mnoha vrstev neklíženého papíru napuštěného
syntetickými pryskyřicemi a slisovaných za tepla a tlaku. Vyrábí se jednostranný
materiál, povrch lesklý, odolný vůči teplu, chladu, vodě, oděru, potraviná –
použití jako obkladový materiál při výrobě nábytku, vozidel a ve stavebnictví
(výrobce Synthesia Semtín – UMACART D).
- EPOXIDOVÉ PRYKYŘICE
Sloučeniny
obsahující v řetězci epoxidovou skupinu:
- CH – CH - O
Vytvrzování: neodštěpuje se vedlejší produkt, jsou tři možnosti:
- Polyadicí na epoxy skupinách
- Polykondenzací na OH skupinách
- Polymerací epoxy skupin
Vlastnosti: bezbarvé až nažloutlé, výborná přilnavost na kovy, sklo, keramiku a
dřevo aj. dobrá chemická odolnost a elektrické izolační vlastnosti, odolnost
vůči vodě, K i Z.
Aplikace: povrchová ochrana – nátěrové hmoty (dvousložkové laky a barvy –
vypalovací laky), vysoce pevná obložení a podlahoviny. LEPIDLA! (kovy, plasty,
dřevo, keramika, sklo), výroba transformátorů s litou izolací, epoxidové
lamináty.
- SPECIÁLNÍ POLYMERY
Vyvíjeny k dosažení ještě vyšší tepelné
odolnosti, výběr monomeru – dosažení silných MMS ® omezení rotačně vibračních pohybů segmentů.
Tvorba žebříčkovitých
struktur – velmi málo ohebná struktura – obtížné
zpracování ® výroba ve dvou stupních (podobně jako u
reaktoplastů):
- příprava předpolymeru 2. výrobek
N.I. POLYIMIDY
– PI
Aromatické látky,
vynikající teplotní odolnost, není zde klasická vazba, polarizace, pevnější než
H-můstek.
Příprava: v 1. stupni se vyrobí předpolymer (polyamid-kyselina) a ve 2.
stupni se teplem přímo ve formě dokončuje reakce vedoucí k PI
Vlastnosti: PI netají, jen se spékají, a to až při 800°C, vysoká pevnost, houževnatost,
použitelnost už od -190°C do +300°C, krátkodobě do 480°C, výborné
elektroizolační vlastnosti, samozhášivé, odolávají i silnému záření
Použití: v letectví na konstrukci povrchů pro MACH>3 (vysoké teploty a
UV), folie kombinované s Al – v kosmonautice jako ochrana lodí a
skafandry kosmonautů, lehčené PI – vysokoteplotní izolace, např. v jaderné
energetice.
Obchodní
značení: folie – KAPTON, výlisky – VESPEL
N.II.
POLYBENZIMIDAZOLY – PBI
Příprava
polykondenzací probíhající v tavenině a atmosféře N2, připraví
se předpolymer, po ochlazení se mele na prášek a ve 2. stupni se zahřívá na
385°C – vznik zlatohnědého prášku.
Vlastnosti: stabilní při vysokých teplotách, málo hořlavé, použitelné do 250°C,
(degradace začíná nad 500°C)
Použití: ve formě vláken, lepidla, laminární pryskyřice, nejlepší materiály pro
kombinézy a brzdící padáky
- ELASTOMERY
Polymery
s mimořádně vysokou elasticitou (avšak zcela vratnou) deformací:
100 - 1000% ® vysokoelastické relativně měkké (E~1 MPa za normálních teplot). Jsou vysoce
ohebné a odolné vůči oděru. Zlepšení vlastností nasíťováním ® PRYŽE
Vlastnosti polymerů:
velká délka řetězců
P>1000 (umožňují dostatečné zapletení řetězců)
amorfní struktura
v nedeformovaném stavu důsledku:
- snížení symetrie \
- velká
pohyblivost segmentů
- zmenšení MMS /
- Tg < -40°C
- musí mít možnost řídkého nasíťování ® zábrana plastické
deformace při zatížení ® přechod od plastické deformace k vysokoelastické.
Další požadavky:
-
odolnost vůči povětrnosti
-
odolnost vůči vysokým teplotám
-
odolnost vůči určité skupině
rozpouštědel
-
specifické mechanické vlastnosti –
odolnost vůči oděru, malý vznik tepla při cyklické deformaci.
O.I. PŘÍRODNÍ
KAUČUK – NR – Natural Rubber
Je téměř ze 100%
poly cis-1,4-izopren:
Získává se
z rostlinné šťávy – LATEXu pryžovitých rostlin – nejvýznamnější je
amazonská rostlina Hevea Brasiliensis.
Latex se čerpá ze zářezů na těchto stromech.
1736 – chemický rozbor latexu, 1791 – první patent na zpracování
kaučuku
1811 – první továrna na
zpracování kaučuku – Vídeň, 1839 –
GOODYEAR –vulkanizace kaučuku
LATEX – mléčně bílá, kapalná
suspenze kaučukovitých částic (průměr < 3 mm) ve vodním prostředí – séru (vedle H2O jsou zde cukry,
proteiny a minerální látky). Částice jsou chráněny proti slepení elektrickou
dvouvrstvou s příslušným povrchovým potenciálem, jeho snížením
(fyzikálně-chemické procesy) dojde
k vysrážení kaučuku z latexu.
Koncentrování
LATEXU:
a)
rozvrstvováním – stáním za
přídavku činidla, 2-5 dní – horní vrstva s 60% kaučuku
b)
odstřeďováním – 60% kaučuku
c)
odpařováním - 67% kaučuku
d)
elektrolyticky
SUCHÝ KAUČUK –
úplné srážení latexu po jeho zředění na 15-20% sušiny a přidání srážedla
(kyselina mravenčí). Srážení probíhá v dělených nádobách – vznik plástů.
Přídavek Na2SO3 – vzniká KREPA BÍLÁ, jinak vzniká KREPA
ŽLUTÁ ® praní, ždímání, dezénování, sušení.
HNĚDÁ KREPA –
z latexu zaschlého na stěnách nádob
UZENÝ KAUČUK –
plásty se udí kouřem a tím konzervují proti plísním – je velmi kvalitní (výroba
přímo v džungli)
SP RUBBER (superior
processing rubber) – před srážením se přidá část vulkanizovaného latexu,
usnadňuje to zpracování, pro rozměrově přesné výlisky
SCRAPS RUBBER – ze
zbytků na zářezech stromu
Vlastnosti NR: Tg=-73°C, měkne při 120°C, při 200°C přechází na hnědou kapalinu a
dále se rozkládá
Makromolekuly jsou
dlouhé pokroucené, hustě propletené a dobře drží pohromadě i díky MMS ® pevnost v tahu, tuhost, tažnost a pružnost. Deformace 900-1000%,
krystalizuje při ní. Vysoká odolnost proti oděru a odrazivost. Málo se zahřívá
při dynamickém namáhání, dobře se vulkanizuje, dá se chlorovat na chlorkaučuk
pro základní nátěry na kovy.
Vulkanizace: reakce kaučuku s vulkanizačním činidlem (zpravidla sírou) –
výroba pneumatik, duší, gumových nití, ochranných masek, plovacích pásů,
lepidel, apod.
Použití latexu: zpracování máčením, natíráním, odléváním, napěňování – rukavice,
balónky, ochranné prostředky, pěnová pryž, pryžové nitě, koupací čepice, duše
do míčů.
O.II.
BUTADIEONOVÝ KAUČUK
Příprava: stereoregulární polymerace butadienu, podmínky jako u HDPE
Vlastnosti: Mw=250-300 tis., Tq= -95 až -105°C, vysoká odolnost vůči oděru, jako
pryže mají nižší pevnost než NR, jsou však stabilnější při vyšších teplotách a
mají lepší odrazivost při nižších teplotách, dobrá mrazuvzdornost, snáší velká
dávkování sazí a oleje.
Použití: hlavně ve směsích s SBR a NR a při výrobě hPS ve směsích na
běhouny pneumatik, podlahoviny, podrážky.
O.III.
POLYISOPREN – IR
Synteticky
připravený s vlastnostmi blízkými NR
Příprava: polymerace isoprenu
Vlastnosti: nižší modul a vyšší tažnost oproti NR, nižší odolnost proti oděru
(nepoužívá se samostatně do běhounů)
Použití: ve směsích na výrobu pneumatik
O.IV.
CHLOROPRENOVÝ KAUČUK – CR
Obchodní název: neopren – DuPont – od roku 1931
Příprava: emulzní polymerací chloroprenu
Vlastnosti: r = 1,23 g/cm3, samoztužující - s=20-25 MPa, nízká plynoproustnost, málo hořlavý, samozhášivé, dobrá
odolnost vůči povětrnosti.
Použití: technická pryž s vysokou odolností, dopravní pásy, hadice,
těsnění, pogumování textilu, výroba lepidel (Alkapren, Svitpren)
O.V.
BUTADIENSTYRENOVÉ KAUČUKY - SBR
Nejdůležitější druh
syntetických kaučuků
Příprava:
- Radikálová polymerace – 70-78% butadien,
22-30% styren, teplota 50°C – teplý kaučuk, 5°C – studený kaučuk.
Vlastnosti: mechanické vlastnosti nižší než u
NR, studený lepší mechanické než teplý kaučuk
Použití: běhouny pneumatik, technická pryž
Obchodní
název: Kralex – Kaučuk Kralupy nad Vlatvou
- Aniontová polymerace – emulzní rotoková
Vlastnosti: dobrá zpracovatelnost, rychlejší
vulkanizace, větší odolnost vůči oděru než při radikálové polymeraci
Použití: ve formě latexu jako NR, pěnová pryž,
impregnace kordů a textilu, kůže a výroba nátěrových hmot, pneumatiky (ve 100%
na osobní, ve směsích s NR i nákladní)
O.VI.
BUTADIENAKRYLONITRILOVÉ KAUČUKY – NBR
Příprava: radikálová polymerace s 18-49% AN
Vlastnosti: řídí se obsahem AN – stoupá Tg a tvrdost, klesá elasticita a
bobtnavost v PHM, dobrá odolnost vůči povětrnosti, Tg=-16°C, dobrá
mísitelnost s polárními polymery (polyblends s PVC a SAN)
Použití: hlavně benzínové hadice, těsnění a klínové řemeny, dopravní pásy,
textilní a papírenský průmysl – pogumované válce, tiskařství
O.VII.
ETYLENPROPYLENOVÉ KAUČUKY – EPM, EPDM
Amorfní kopolymery
s obsahem propylenu 40-50%
Příprava: roztoková polymerace s ZNK
-
EPM – etylen-propylenový kopolymer
– je nasycený ® složitá vulkanizace a nedosažitelná
odolnost vůči stárnutí na povětrnosti
-
EPDM - etylen-propylen-dienový terpolymer, vysoká odolnost vůči
povětrnosti (dvojné vazby mimo řetězec)
Použití: díly z technické pryže odolné vůči povětrnosti, kabely a
elektroinstalace, součásti v automobilech (okenní profily), těsnění,
střešní krytiny
O.VIII.
CHLORSULFONOVANÝ POLYETYLEN – CSN
Připravuje se
působením Cl2 za přítomnosti malého množství SO2 na LDPE rozptýlený CCl4 za
varu a UV záření.
Vlastnosti: amorfní, termoplastický, bílá barva, Mw=3-4 ·104, Tg =
-100°C, vulkanizace probíhá při 120-160°C, po ní dobré mechanické vlastnosti i
chemická odolnost. Neodolávají však PHM a za nízkých teplot se deformují
nevratně. Křehne okolo -50°C, trvale snáší +100°C.
Použití: ochranné
nátěry, povlaky na kovy a textil, hadice, dopravní pásy pro horké materiály,
teplovzdorné těsnění, oplášťování vodičů a modifikátor PVC.
O.IX.
BUTYLKAUČUK – IIR a POLYIZOBUTYLEN - PIB
PIB se připravuje kationtovou
polymerací izobutylenu (jedna z nejrychlejších chemických reakcí). Probíhá
při -90°C.
Vlastnosti: bezbarvá látka, fyziologicky nezávadná, má vlastnosti kaučuku
Použití: slouží jako složka lepidel, lepicích obalových folií, báze pro výrobu
žvýkaček, aditiva pro HDPE (zvýšení odolnosti vůči praskání), nízkomolekulární
– zvýšení viskozity motorových olejů.
IIR – kopolymer izobutylénu
s isoprenem (0,5-3%)
Vlastnosti: Mw=300-500 tis., má nižší odrazovou pružnost než NR, avšak nejnižší propustnost
plynů (8x nižší než NR)
Použití: výroba vzdušnic pneumatik, tlumící elementy, chlorováním vzniká
chlorbutylkaučuk – duše nákladních pneumatik, membrány pro ovládací ventily.
O.X.
FLUOROUHLÍKOVÉ KAUČUKY
Kopolymery
fluorovaných nenasycených uhlovodíků, nejčastěji vinylidenfluorid a hexafluor
propylen. Vulkanizace s diaminy či bisfenolem A (uvolňuje se HF)
Vlastnosti: tepelná odolnost trvale do +200°C, Tg = -20°C, houževnatý však do
-40°C
Použití: hadice v leteckém, automobilovém průmyslu, membrány, pojivo pro
pevné raketové palivo.
O.XI.
SILIKONOVÉ KAUČUKY
Monomer: cyklické siloxany (např. oktametyltetrasiloxan)
- Vulkanizované za tepla – ve formách ® silikonová pryž
- Vulkanizované za normální teploty –
níže molekulární (kapalné)
a)
Jednosložkové – síťují vzdušnou
vlhkostí
b)
Dvousložkové
Vlastnosti: v nevulkanizačním stavu bezbarvé, často tekuté, po smíchání
s SiO2 a vulkanizaci peroxidy jsou pružné v rozsahu od -50°C do
+250°C (malá změna vlastností), výborné elektroizolační vlastnosti a chemická
odolnost
Použití: hadice, těsnění, manžety, elektroinstalace, kabely, dopravní pásy do
horkého prostředí a potravinářského průmyslu, ve zdravotnictví drenáže a
implantáty, jednosložkové směsi – spárové tmely ve stavebnictví, konstrukční a
adhezní tmely pro spojování materiálů
O.XII.
TERMOPLASTICKÉ KAUČUKY (BUTADIEN-STYRENOVÉ ELASTOMERY)
Netvoří pryže,
polymery s tříblokovým uspořádáním – polybutadieonové bloky jsou obklopeny
po obou stranách bloky PS. PS bloky jsou s PB bloky méně snášenlivé ® ochlazení ® PS se vylučuje do separovaných domén –
sklovitá fáze ® fyzikální uzly sítě.
Proces je
reverzibilní – tzn. zpracování jako termoplastů.
Příprava: postupná roztoková polymerace styrenu a butadienu
Vlastnosti: použití omezeno Tg polystyrenu, teplota 130-160°C, elastické
vlastnosti v intervalu od teploty -60°C do +80°C podobné vlastnosti
s SBR vulkanizáty
Použití: výroba obuvi, technických výrobků, sportovních potřeb, adhezi,
podložek v automobilovém průmyslu, hadice, kabely.
Komentáře
Okomentovat