Charakteristické vlastnosti kaučuků

Charakteristické vlastnosti kaučuků

Střední odborná škola Otrokovice

www.zlinskedumy.cz

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil VašíčekDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.

Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Charakteristika DUM

Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice

Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /3

Autor Ing. Emil Vašíček

Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-GT/1-PV-4/1

Název DUM Charakteristické vlastnosti kaučuků

Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání

Kód oboru RVP 28-52-H/01

Obor vzdělávání Gumař-plastikář

Vyučovací předmět Gumárenská technologie

Druh učebního materiálu Výukový materiál

Cílová skupina Žák, 15 – 16 let

Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího, náplň: charakteristické vlastnosti kaučuků a plastů chemické, fyzikální, technologické

Vybavení, pomůcky Dataprojektor

Klíčová slova Kaučuk, Hustota, Mechanické vlastnosti, Elasticita, Tažnost, Izolační vlastnosti, Chemická odolnost, Teplotní odolnost, Energetická náročnost

Datum 13. 9. 2013

Charakteristické vlastnosti kaučuků

Náplň výuky:

Plasty a pryžeHustotaMechanické vlastnostiElasticitaTažnostIzolační vlastnostiChemická odolnostTeplotní odolnostEnergetická náročnost

Plasty a pryže

Plasty a pryže řadíme mezi organické makromolekulární látky.

Vlastnosti plastů a pryží se v mnohém směru liší od vlastností klasických materiálů.

Předpokladem vhodného upotřebení polymerních materiálů je především využití těch vlastností, které jiné materiály nemají anebo jich jen obtížně dosahují.

Obr. 1: Makromolekulární látka

Hustota

Výraznou odlišností je hustota materiálů

ocelhliníkměď

sklo

betondřevo

skel.lamináty

termoplastypryže

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Obr. 2: Porovnání hustoty

Hustota plastů se pohybuje od 0,9 g/cm3 – PE (polyethylén), až po 2,2 g/cm3 – PTFE (Teflon)

Hustota neplněných kaučuků jeod 0,9 g/cm3 – NR (přírodní kaučuk), až po 1,7 g/cm3 – QM (silikonový

kaučuk)

Přídavek plniv hustotu zvyšuje;extrém: ochranná zástěra proti záření –

NR plněný BaSO4 více než 5 g/cm3

Mechanické vlastnosti

Pevnost v tahu

U namáhaných dílců se často při záměně klasických materiálů musí uvážit také mechanické vlastnosti polymerů, zvláště

•mez pevnosti v tahu•modul pružnosti•houževnatost

Obr. 3: zkušební tělískapro tahové zkoušky

Mez pevnosti v tahu je u většiny polymerních materiálů nižší než u kovů. Pouze u vyztužených materiálů (např. skelných laminátů) je mez pevnosti v tahu na srovnatelné úrovni s kovy.

Některé speciální polymery (např. Kevlar), mají mez pevnosti i vyšší

Elasticita

Velkou předností polymerních materiálů je jejich velká elasticita (schopnosti vrátit se po uvolnění napětí do původního tvaru)

V tomto směru vynikají zvláště pryže.

Obr. 4: Přístroj na stanovení trvalé deformace pryže

Tažnost

Další vlastností je tažnost (maximální protažení, při jehož překročení nastane destrukce) může dosahovat i stovek procent

V tomto směru opět vynikají zvláště pryže

Obr. 5: Tažnost výrobků – kompaktní plochá těsnění

zkratka tažnost % materiál

BR 400 Butadienový kaučuk

CR 250 Chloroprenový kaučuk

EPDM 250 Kopolymer ethylen-propylen

IIR 300 Butylkaučuk

NR 550 Přírodní kaučuk

NBR 500 Butadienakrylonitrilový kaučuk

QM 360 Silikonový kaučuk

SBR 550 Butadienstyrenový kaučuk

Izolační vlastnosti

Většina polymerních materiálů je dobrý izolant

Elektroizolační vlastnosti je předurčují pro aplikace v elektrotechnice

Tepelně izolační vlastnosti využívá stavebnictví

Obr. 6: Přístroj na měření izolačních vlastností

Chemická odolnost

K výrazným přednostem polymerních materiálů patří velká odolnost proti korozi. Rovněž dobře odolávají • kyselinám (nejlépe PVC, PE, PIB), • zásadám (PE, PS, PVC) a • rozpouštědlům (nepolární odolávají polárním rozpouštědlům a naopak)To umožňuje jejich použití v chemickém a potravinářském průmyslu

Odolnost k atmosférickým vlivům, slunečnímu záření a jiným klimatickým faktorům již není tak příznivá.

Obr. 7: Chemikálie

Teplotní odolnost

K nedostatkům patří malá odolnost k vyšším teplotámVětšinou je lze dlouhodobě používat jen do teplot 100 až 150 °C

Použití při vyšších teplotách je spíše výjimečné

Nejvyšší teploty snášejí silikony (až 250 °C) a fluoroplasty (do 300 °C)

Obr. 8: Teplotní namáhání

Energetická náročnost

Průměrná spotřeba energie [kJ/kg] pro výrobu 1 kg některých materiálů

ocelhliník

hořčík

sklocement

dřevo

celulózaplastypryže

0 20 40 60 80 100 120 140

307080

40188

51520

30200

20

20

Obr. 9: Energie pro výrobu 1 kg

Podobné relace platí i pro následné zpracování

Např. pro výrobu ocelových trubek se spotřebuje cca 4x (hliníkových až 18x!) více energie, než pro plastové

recyklace ze surovin

Obr. 10: Ocelové trubky

Kontrolní otázky:

1. Co to je plasticita a elasticita?

2. Čím se liší termoplast a reaktoplast?

3. Jaké jsou výhody pryže a plastů před klasickými konstrukčními materiály?

Seznam obrázků:

Obr. 1: anonym, Macromolecule, [vid. 8. 9. 2012], dostupné z: www.freepik.comObr. 2: vlastní, Porovnání hustotyObr. 3: vlastní, Zkušební tělíska pro tahové zkoušky, Vašíček Emil, „Gumárenská technologie“, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011Obr. 4: Přístroj na stanovení trvalé deformace pryže, skriptaObr. 5: vlastní, Tažnost výrobků – kompaktní plochá těsněníObr. 6: vlastní, Přístroj na měření izolačních vlastností, skriptaObr. 7: anonym, Chemistry, [vid. 8. 9. 2012], dostupné z: www.freepik.comObr. 8: anonym, Flame, [vid. 8. 9. 2012], dostupné z: www.freepik.comObr. 9: vlastní, Energie pro výrobu 1 kgObr. 10: anonym, Steel pipe, [vid. 8. 9. 2012], dostupné z: www.freepik.com

Seznam použité literatury:

[1] Vašíček Emil, ing., Gumárenská technologie, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011

[2] Vašíček Emil, ing., Chemické suroviny, učební texty, vydání druhé, Střední odborná škola Otrokovice, 2009

Děkuji za pozornost