Top Banner

of 25

07 Poli Meri

Oct 18, 2015

ReportDownload

Documents

  • 7. Polimeri 7.1 143 Osnove polimera

    7.1.1 147 Graa polimera7.1.2 149 Karakteristike polimera7.1.3 153 Izrada proizvoda od polimera7.1.4 156 Primjeri primjene

    7.2 158 Plastomeri7.2.1 158 Polietilen PE7.2.2 159 Poli(vinil-klorid) PVC7.2.3 160 Poliamid PA7.2.4 161 Teflon PTFE

    7.3 162 Duromeri7.3.1 162 Nezasieni poliester UP7.3.2 163 Epoksid EP

    7.4 163 Elastomeri7.4.1 163 Prirodni kauuk7.4.2 164 Sintetiki kauuk

    7.5 165 Starenje polimernih materijala7.5.1 166 Promjene mehanikih svojstava tijekom vremena7.5.2 166 Ouvanje okoline

    7.1 Osnove polimera Rije polimer je sloenica koja potjee od grkih rijei: (poli) mnogo i

    (meros) dio. Prema tome, polimer je materijal koga gradi mnogo dijelova, na razini vrlo veli-kih molekula makromolekula.

    Polimerima se nazivaju materijali koje formiraju organske makromolekule, koji nastaju uspostavljanjem kemijskih veza jednostavnijih molekula organskih spojeva monomera. Na primjer, makromolekula polietilena (PE) dobiva se spajanjem molekula etena (etilena):

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

    Plastinim masama se nazivaju polimeri s dodacima za prilagodbu uvjetima koritenja.

    Ovisno o potencijalnim korisnicima, u literaturi se polimeri opisuju na razliite naine, od jednostavnih tekstualnih zapisa do vie ili manje detaljnih slikovitih shema.

    PET poli(etilen tereftalat) (ambalaa povratne boce)

    (C10H8O4)n (COC6H4COOCH2CH2)n

  • 144 MATERIJALI

    Zbog vrlo velikog broja atoma sadranih u makromolekuli polimeri imaju vrlo velike relativne molekularne mase, koje premauju 1 000 000 (vodik 1, ugljik 12). Meutim, makro-molekule su polimernih materijala razliitih veliina te se opisuju sa srednjim vrijednostima RAMsr , koje bi u tonijem opisu trebao pratiti i podatak o rasipanju oko srednje vrijednosti (standardna devijacija, ).

    Veliine makromolekula polimera mogu se opisati i stupnjem polimerizacije (udio ili pos-

    totak), kao i prosjenim brojem monomera koji formiraju makromolekule polimera (nsr , ). Prema nastanku i pojavljivanju u prirodi razlikuju se:

    Prirodnim polimerima pripadaju proteini, enzimi, krob i celuloza. Oni su biljnog i ivo-

    tinjskog porijekla (koa, svila). Prirodni polimerni materijali biljnog porijekla (smole razliitih dr-vea) su:

    Kauuk Jantar Kolofonij elak

    ezdesetih godina pretprolog stoljea je iz prirodnih komponenti industrijskom sinte-

    zom proizveden celuloid (celuloza + duina kiselina celulozni nitrat + kamfor), koji je naao iroku primjenu prije svega kao zamjena za slonovau (npr. bilijarske kugle, nakit, eljevi, dugmad, lutke). Meutim, zbog lake zapaljivosti i tekog gaenja (sadri i gorivo i kisik), danas se rijetko koristi,

  • 07 Polimeri 145

    ali se od njega jo uvijek izrauju loptice za stolni tenis. etrdesetak godina nakon celuloida poinje industrijska sinteza (fenol + formaldehid) prvog umjetnog polimernog materijala bake-lita. Meutim, izradak od bakelita (duromer) nije bilo mogue zagrijati i preoblikovati kao izra-dak od celuloida (plastomer).

    Celuloid Bakelit

    Danas grupi najvie koritenih sintetskih polimernih materijala, pored PE-a i PET-a pripadaju PVC i PP.

    Prema ponaanju pri zagrijavanju i elastinim svojstvima razlikuju se:

    Plastomeri pri porastu temperature omekavaju (formiran komad se moe zagrijati i preobliko-

    vati, a po hlaenju poprima prvobitna svojstva) te se potom, pri opadanju temperature skruuju. Duromeri se pri rastu temperature ne omekavaju (formiran komad se ne moe preoblikovati

    pri dovoljno visokim temperaturama dolazi do spontane razgradnje te izgaranja).

    Elastomeri imaju izraena elastina svojstva. Elastoplastomeri imaju elastina svojstva kao elastomeri, a pri rastu/opadanju tempera-

    ture se omekavaju/skruuju kao plastomeri. esto se duromeri i plastomeri nazivaju plasti-nim masama, a elastomeri i elastoplastomeri gumama.

    U tablici su obuhvaeni najee koriteni polimeri. Navedene oznake polimera izvede-ne su iz njihovih naziva na engleskom jeziku i meunarodno su prihvaene.

    Oznaka Naziv na hrvatskom Vrsta1 Oznaka Naziv na hrvatskom Vrsta1

    ABS akrilnitril/butadien/stiren P, K PI poliimid P ASA akrilnitril/stiren P, K PIB poliizobutilen P BR butadienski kauuk E PMMA poli(metil-metakrilat) (pleksiglas) P

  • 146 MATERIJALI

    CA celulozni acetat P POM poli(oksimetilen) P CN celulozni nitrat (celuloid) P PP polipropilen P CR polikloroprenski kauuk E PPO poli(fenilen oksid) P EP epoksidna smola D PPS poli(fenil-sulfid) P NBR akrilonitril/butadien kauuk E, K PS polistiren (polistirol) P NR prirodni kauuk E PSU polisulfon P PA poliamid (najlon) P PTFE poli(tetrafluor-etilen) (teflon) P PBT poli(butilen-tereftalat) P PUR poliuretan (linearni) EP PC polikarbonat P PVC poli(vinilklorid) P PE polietilen P PVDF poli(viniliden-fluorid) P PEEK poli(eter-eter-keton) P SAN poli(stiren/akrilonitril) P, KPEI poli(eter-imid) P SBR stiren-butadien kauuk E, KPET poli(etilen-tereftalat) P TPUR poliuretan (elastoplastomerni) EP PF fenol-formaldehidna smola (bakelit) D UP nezasiena poliesterska smola D Oznaka Naziv na hrvatskom Vrsta1 Oznaka Naziv na hrvatskom Vrsta1

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

    Prema primjeni, cijeni i proizvedenim koliinama mogu se razlikovati:

    Masovne plastine mase (plastomeri) koriste se u izradi umjereno mehanki, toplinski i

    elektrino optereenih proizvoda (ambalaa, kuita, graevinarstvo), niske su cijene i proizvode se u vrlo velikim koliinama.

    Inenjerske plastine mase koriste se pri veim mehanikim, toplinskim i/ili elektri-nim optereenjima, vie su cijene i proizvode se u manjim koliinama od masovnih.

    Specijalne plastine mase koriste se pri velikim mehanikim, toplinskim i/ili elektri-nim optereenjima, vie su cijene i proizvode se u manjim koliinama od inenjerskih.

  • 07 Polimeri 147

    2002. godine su bili sljedei udjeli koritenih polimera u svijetu (ukupno, 210106 tona):

    Od danas koritenih polimernih materijala (preko 10 000 komercijalnih), s masenim udje-

    lom od 80 %, dominira grupa s pet masovnih plastomera: PE, PET, PS, PP i PVC. Slijedi skupina konstrukcijskih polimera PA, PC i ABS, a iri se i primjena polimernih smjesa.

    U odnosu na metale i keramike, polimeri imaju niz prednosti i nedostataka:

    Prednosti Nedostaci male male i e0 deformabilne su pri povienim dobro guenje vibracija dobra kemijska postojanost mali faktori trenja dobra otpornost na troenje lako oblikovanje lako bojenje ekonomina serijska izrada proizvoda

    mali Rm , Rm,t i tvrdoa mali E male i e0 velike laka zapaljivost utjecaj prerade na svojstva ovisnost svojstava o vanjskim utjecajima podlonost starenju neekonomina izrada manjeg broja

    proizvoda Svojstva polimera u znaajnoj se mjeri korigiraju prikladnim dodacima ( plastine mase).

    7.1.1 Graa polimera Makromolekule su polimera formirane od monomera:

    PE PP PS PVC PTFE PMMA PF

    PA PET PF

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

    lanci uzajamno povezani van der Waalsovim silama. Pri formiranju granatih polimera dolazi

  • 148 MATERIJALI

    mjestimino do bonog odvajanja grana koje su kovalentno povezane s osnovnim lanacem. Linearne i granate oblike formiraju brojni plastomeri, na primjer: PE, PP, PS, PVC, PTFE, PMMA, PA. Kod poprjeno vezanih polimera, tipinih za elastomere, susjedni osnovni lanci polimera mjestimino su povezani kovalentnim vezama. Prostorno umreene strukture poli-mera formiraju monomeri s tri vezna atoma C, na primjer, PF.

    Polimer linearni granati poprjeno vezani umreeni

    Polimeri koje formira samo jedna vrsta monomera nazivaju se homopolimerima, a po-

    limeri koje formiraju dvije ili vie vrsta monomera kopolimeri. U pravilu se u nazivima po-limera podrazumijevaju homopolimeri (PVC poli(vinil-klorid)), dok se kopolimeri naglaavaju (PVC poli(vinil-klorid)-kopolimer).

    Svojstva se polimera mogu prilagoditi zahtjevima kopolimerizacijom:

    Kopolimer nasumini naizmjenini blok cijepljeni

    Dalja prilagodba svojstava polimera moe se postii mijeanjem razliitih vrsta polime-ra, na primjer: PC/ABS, PC/ABS.

    Osim amorfnih struktura (nepravilan prostorni raspored) kod polimera se mogu formirati i strukture s pravilnim rasporedima molekula kristalne strikture, a zastupljenost kristalnih struktura polimera moe biti 0 95%.

    Ilustracija struktura polimera amorfna mjeovita amorfno/kristalna

    Dodaci polimerima Jednokomponentni polimeri rijetko se primjenjuju u tehnici. U pravilu, radi bolje prila-

    godbe svojstava polimera zahtjevima te smanjenja cijene i produljenja vijeka trajanja proiz-

  • 07 Polimeri 149

    voda, osnovna se komponenta mijea s pogodnim dodacima. Na primjer, za poboljanje savit-ljivosti dodaju se osnovnoj komponenti platifikatori teko hlapljiva organska otapala.

    Prema prirodi dodatka razlikuju se skupine dodataka:

    Naziv skupine dodataka Primjeri kemijski aktivne tvari umreavala, pjenila, dodaci za smanjenje gorivosti modifikatori mehanikih svojstava dodaci za poveanje: Rm , E i K IC ili omekavala modifikatori povrinskih svojstava dodaci za smanjivanje neravnina, regulatori adhezivnosti, antistatici modifikatori optikih svojstava bojila, pigmenti poboljavai oblikovljivosti regulatori viskoznosti, toplinski stabilizatori, odvajala poboljavai postojanosti svjetlosni stabilizatori, antioksidanti, biocidi dodaci za smanjivanje cijene punila (drvno i kameno brano) ostali dodaci m

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.