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:

1. fosilní zdroje – uhlí, ropa, zemní plyn
2. recentní zdroje – dřevo tj. celulóza, tuky tj. esterové změkčovadla, oleje

1. 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 M_w: 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

2. 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)

polymery ABS

     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, T_G=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:

1. mísením (dispergací) PBS kaučuku se SAN
2. 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.

3. 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:

1. Nízkomolekulární typy – laky, folie, vypalovací laky, lepidla
2. Vysokomolekulární typy – ve formě folií na výrobu bezpečnostních skel (změkčovadlo estery kys. máselné)

Firmy: Butacite – Dupot

4. 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

6. 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

7. 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.

8. 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:

1. vzniklý roztok je kapalný a lze s ním snadněji manipulovat
2. vytvrzování za přídavku iniciátorů probíhá snadno
3. vlastnosti vytvrzených výrobků jsou velmi dobré

Příprava: polyesterifikací nenasycených dikarboxylových kyseli dioly.

Aplikační vlastnosti: jsou ovlivněny několika faktory

1. druhem a množstvím jak nenasycených kyselin, tak diol
2. druhem a množstvím síťujícího monomeru
3. 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.

9. 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:

1. polykondenzací dikarboxylových kyselin a diaminů (PA 66, PA 610)
2. polykondenzací w-aminokarboxylových kyselin (PA 11)
3. 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.

10.  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

1. 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

2. 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

3. 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)

4. Lepidla

Vlastnosti: vynikající lepicí efekt na kovy, kaučuky, sklo a další materiály

5. Licí pryskyřice

Použití: lité podlahy, zalévání kabelových koncovek a spár u staveb, elastomerní typy - atletické dráhy-TARTAN

6. PUR nátěrové hmoty

-        dvousložkové

-        jednosložkové

7. 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

11. 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

12. 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).

13. EPOXIDOVÉ PRYKYŘICE

Sloučeniny obsahující v řetězci epoxidovou skupinu:

- CH – CH - O

Vytvrzování: neodštěpuje se vedlejší produkt, jsou tři možnosti:

1. Polyadicí na epoxy skupinách
2. Polykondenzací na OH skupinách
3. 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.

14. 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):

1. 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

15. 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:

1. snížení symetrie    \

-  velká pohyblivost segmentů

2. zmenšení MMS     /
3. Tg < -40°C
4. 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:

1. 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

2. 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)

1. Vulkanizované za tepla – ve formách ® silikonová pryž
2. 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.