8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
1/34
POLIMERNI MATERIJALI
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
2/34
Polimerni materijali najvaniji tehniki materijali
sastoje se od
polimerne osnove polimerizata
dodataka radi poboljanja svojstava poboljavajupreradbena svojstva polimera i uporabna svojstvagotovog proizvoda
makromolekule
sastoje od ponavljajuih jedinica monomera
povezanih kovalentnim vezama broj monomera u polimerima je stupanj polimerizacije
prirodni i sintetiki
prirodni
celuloza, krob, bjelanevine i kauuk
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
3/34
Polimerni materijali
mogu posluiti za dobivanje modificiranih prirodnihpolimera
sintetiki
dobivaju se kemijskom reakcijom polimerizacije izsirovine monomera
prednosti s obzirom na prirodne polimere
1. manja gustoa
2. dobivene dijelove nije potrebno doraivati
3. ne podlijeu koroziji, otporni su na kemikalije4. dobri su elektrini, zvuni i toplinski izolatori
5. u optikom pogledu mogu biui prozrani, prozirni ineprovidni
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
4/34
Polimerni materijali
nedostaci
1. mehanika svojstva
2. slaba stabilnost polimera prema djelovanju
temperature tj. toplinske otpornosti i gorenja
degradirajuih agensa
kemijska promjena do razgradnje polimera
(promjene u strukturi) izmjena polimernih
svojstava tzv. starenjepolimera
1. deformacija materijala
2. pojava sitnih pukotina na povrini
3. izluivanje pigmenata
4. promjena boje
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
5/34
Polimerni materijali
prema primjeni dijele se na
plastine mase
konstrukcijski materijali ili u obliku folija elastomere
proizvodnja guma i njezinih proizvoda
Plastine mase dijele se na
termoplaste
dovoenjem temperature postaju plastini i prelaze u
talinu
hlaenjem ponovo prelaze u krutinu, pri emu im se ne
mijenjaju svojstva (linearna i razgranuta struktura
molekula)
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
6/34
Polimerni materijali
duroplaste
zagrijavanjem ne prelaze u talinu (mreasta struktura
molekula), ve se daljim poveanjem T razgrauju
termoplasti i duroplasti = vrsta (kruta) plastika pri
sobnoj T su u vrstom stanju
Elastomeri
na sobnoj T su elastini i mogu se deformirati
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
7/34
Plastine mase
sintetiki polimeri
plastini tijekom prerade, ali kasnije otvrdnu izadravaju taj oblik
izrada posua, cijevi, dijelova raznih ureaja,zupanici, brtvila i ventili
mogu zamijeniti mnoge prirodne materijale (koa,staklo, drvo, porculan, kovine i razne tekstilnesirovine)
ako mu se doda stakleno vlakno poveanjevrstoe
izrada brodova, automobila, pokustva i montanihkua
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
8/34
Plastine mase
polimeri
graa monomeri
polimerizacija ime ispred imena monomera doda se prefiks poli
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
9/34
Plastine mase
Punila
poboljanje prerade i mehanikih svojstava plastike
snienje cijene proizvoda anorganska punila
anorganske soli i oksidi (CaCO3, MgCO3, CaO i ZnO)
vlaknastog porijekla staklena vlakna
organska punila
drveno brano i plastini otpad
vlaknastog porijekla prirodna i sintetika vlakna
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
10/34
Plastine mase
Plastifikatori
esteri vievalentnih alkohola s ftalnom i adipinskom
kiselinom sprjeavaju meusobna diplo-dipol interakcije izmeu
molekula polimera snienje talita osnovnog
polimera, a time i T prerade
Stabilizatori
sprjeavaju razgradnju polimera tj. proces starenja
UVstabilizatori (djelovanje svjetla)
UV apsorberi (derivati benzofenona), gasitelji (komleksi
Cr i Ni) i anorganska punila
antioksidansi (djelovanje O2)
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
11/34
Plastine mase
Usporivai gorenja
poboljanje otpornosti plastike na gorenje negorivi
ili samogorivi organski spojevi - na osnovi P i halogena
anorganski spojevi
Bojila
dodaju se pri bojenju cijele mase
organska i anorganska
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
12/34
Plastine mase
Maziva
spreavaju lijepljenje gotovih plastinih proizvoda za
matrice i kalupe u kojima se oblikuju mineralna i biljna ulja, stearin, parafin ili voskovi
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
13/34
Termoplasti
zagrijavanjem omekaju i mijenjaju fizikalno stanje i
prelaze iz krutine u talinu
proizvode se u tekuem, kaastom i vrstom stanju
otpornost na djelovanje najveeg broja kemikalija
polietileni, polipropileni, polistirol, PVC i poliakrilati
Polietilen
dobiva se polimerizacijom plina etilena
visokotlanim postupkom
PENG - specifina razgranata struktura
niskotlanim postupkom
PEVG - linearna struktura
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
14/34
Termoplasti
linearni polietilen je ilaviji, otporniji na niske T, imaveu zateznu vrstou i tvrdou i krutost u odnosu narazgranani polimer
koristi se veinom u obliku ploa koje se prerauju uambalau na kemijsku industriju
izrada cijevi za vodu kada se ona prenosi na veeudaljenosti
Polistiren (PS) polimerizacija stirena
bezbojna masa ili razliito obojena
razna imena i obici zrnca, ploa, cijevi
veoma dobar izolator
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
15/34
Termoplasti
potpuno otporan na vodu, prilino na alkalije i
halogene kiseline, reducirajue i oksidirajue agense
slabo otporan na organska otapala i djelovanje
suneva svijetla
relativno dobra mehanika svojstva, ali je lomljiv pri
sobnoj T i ima vrlo slabu udarnu toku
zapaljiv je
raznovrsna biuterija, folije, razni dijelovi, industrijalakova, kao spuvasti materijal (stiropor)
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
16/34
Termoplasti
Polivinilklorid (PVC)
polimerizacija vinilklorida, industrijski
kloriranjem etilena
iz acetilena i klorovodika
sadri 55% klora
fini prah bijele boje, bez mirisa, netopiv u vodi imnogim organskim otapalima, otporan premakiselinama i luinama
PVC prah + stabilizator + omekiva + boja = tvrdiPVC
izrada ploa, cijevi, raznih profila na specijalnimpreama
oblaganje dijelova naprava i vodova u kemijskoj i
prehrambenoj industriji
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
17/34
Termoplasti
ploice u graevinarstvu i izolacijski materijal u
elektrotehnici
izrada sigurnosnog stakla
PVC prah + plastifikatori = mekan proizvod
potplate, kini ogrtai
PVC + punila = proizvod za oblaganje podova
nakandno kloriranje PVC (65% klora)
sirovina za izradu filmova, lakova i vlakana (PC vlakna ribarske mree, uad za brodove, platna za filtre)
poboljanje svojstava kopolimerizacijom i
mijeanjem sa drugim polimerima
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
18/34
Termoplasti
Poliakrilati
skupina akrilnih smola
polimerizacija estera akrilne i metakrilne kiselina otapaju ih aromatski i klorirani ugljikovodici
postojani prema svjetlu, toplini i starenju
dobra mehanika svojstva, lijep sjaj povrine, veliku
tvrdou i dobra svojstva ilavosti
otporni prema vodi, alkalijama i slabim kiselinama
izrada tipki na pisaim strojevima, u optikoj
industriji, u kuanstvu, galanteriji, za izradu kuita
za akumulatore, dijelova za TV, gramofone, brojae
razgovora u telefonskoj industriji
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
19/34
Termoplasti
trite razliita imena: pleksiglas, pleksigum,
aronal, dijakom itd.
pleksiglas
najvaniji (polimer metilestera metaktilne kiseline)
lako se obrauje
izrada prozirnih dijelova automobila i zrakoplova,
zubnih proteza, nakita, medicinskih instrumenata
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
20/34
Duroplasti
glavni predstvanici: fenolplasti, aminoplasti,
nezasieni poliesteri i poliamidi
Fenolplasti
proizvodi se polikondenzacijom fenola i formaldehida
uz katalizator (izdvaja se voda)
fenol : formaldehid = 1: 1,
bazini katalizator resolna smola (bakelit)
naknadnim zagrijavanjem ovrsne
kiseli katalizator fenolformaldehidna smola
(novolak)
ne ovrsne uz zagrijavanje
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
21/34
Duroplasti
Bakeliti
smole velike vrstoe, otpornosti na toplinu i dobrih
elektrinih svojstava
izrada cijevi, kutija za radioaparate, telefonskih
slualica, prekidaa, raznih elektrotehnikih
predmeta, ambalae u kemijskoj i kozmetikoj
industriji
Aminoplasti
polikondenzacija formaldehida diamina
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
22/34
Durop
lasti 2 vrste
karbamidnesmole
polikondenzacija karbamida i formaldehida uz izdvajanje
amonijaka (kiseli ili bazini katalizator)
postojane prema svjetlosti i otporne na toplinu
izrada ukrasnih predmeta, impregnaciju papira i tkanina,
ljepila za perploe
melaminskesmole
polikondenzacija melamina s formaldehidom
otporne prema povienim T i raznim kemijskim sredstvima
bez mirisa izrada posua, raznih kutija za prehrambene
proizvode, raznih predmeta potrebnih u elektrotehnici
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
23/34
Du
rop
lasti
Poliesteri
polikondenzacija vievalentnih alkohola i viebaznih
nezasienih organskih kiselina
zasieni i nezasieni poliesteri
nezasieni poliesteri = duroplasti
uporaba: veziva, impregnatori i mase za preanje
uz dodatak punila (staklena vlakna) = koljke
automobila i brodova industrija lakova
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
24/34
Duroplasti
Poliamidi
polikondenzacija adipinske kiseline i
heksametildiamina
nylon (tekstilno vlakno) najpoznatiji proizvod
vrlo ilave mase, naglo se tope na T =150 -270 C
(ovisno o polaznoj sirovini)
istiskivanjem zagrijane mase kroz sapnice dobivaju
se vlakna koja se istodobno i razvlae po duljini primjena u tekstilnoj industriji
+ staklenog vlakana = dijelovi za kuanske aparate,
crpke za benzin, klizae, remenice, stezne prstenove
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
25/34
Elastomeri kauuk i guma
Kauuk
nalazi se u biljkama koje posjeduju mlijeni sok
biljka kauukovac
nalazi se u mikroskopski vidljivim cjevicama koje su
rasporeene po cijeloj stabljici, u obliku koloidne
vodene otopine bijele, mlijene boje = lateks
sadri 30-40 % kauuka
svojstvasirovog kauuka polimerizacijski proizvod izoprena
otapa se u benzinu, benzolu, kloroformu, eteru,
terpentinu i eterinim uljima
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
26/34
Elastomeri kauuk i guma
netopiv u alkoholu i vodi
na T = 60 C plastian, na T = 100 C ljepljiv
ima ogranienu upotrebu i mora se vulkanizirati
iznimna otpornost na bruenje i deranje
vulkanizirani kauuk = GUMA
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
27/34
Vrste i uporaba gumene robe
4 osnovne skupine
1. pneumatska gumena roba
vanjske i unutarnje gume za razna vozila2. gumena obua
3. tehnika gumena roba
4. ostali gumeni proizvodi
osnovna mehanika svojstva : vrstoa, modul elastinosti i izduenje kod prekida,
otpornost na troenje, trajna deformacija, zamaranje
gume
nepropusnost za plinove i otpornost na starenja
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
28/34
Pneumatska gumena roba
mnogo vrsta i veliina guma za raznovrsna vozila,automobile, kamione, bicikle, zrakoplove
oznake s vanjske strane (irina i unutarnji promjer
gume)
najee se sastoje od
unutarnje gume (zranice)
gumena okrugla cijev spojena s ventilom
ventil slui za punjenje i isputanje zraka izzranice
mora biti na svim mjestima jednako debela i dovoljnoelastina kada je napunjena zrakom
vanjske gume
u nju se stavlja zranica i zajedno s njom na kota
vozila
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
29/34
Pneumatska gumena roba
sastoji se od:
protektoraili gazeeg dijela
brazde smanjenje klizanja i zagrijavanja
gumenog kotaa tijekom vonje
srednjeg dijela
1 ili vie slojeva gumiranog tekstila posebne
kvalitete
unutarnjeg dijela
vie slojeva tkanine
ljetne i zimske gume
zimska guma ima jai protektori dublje brazde
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
30/34
Gumena obua
i dijelovi obue se izrauju od meke gume
izrada samo od gume ili u kombinaciji s koom,
tkaninom i pustom (filcom)
cipele za kiu i neke vrste izama
tenisice
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
31/34
Tehnika gumena roba
sve oni gumeni proizvodi koji se upotrebljavaju za
razliite svrhe u industriji i obrtu
gumene cijevi gumene ploe za izradu brtvila
gumene vrpce
gumeni profili
izolirani elektrini kabeli
instalacijski materijal
gumeni epovi
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
32/34
Ostali gumeni proizvodi
uredski i kolski gumeni pribor
medicinska gumena roba
sportski rekviziti gumena galanterija
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
33/34
Skladitenje gumene robe
vrlo osjetljiva roba
skladite mora bit hladno, suho, isto od praine i
umjereno zrano T ne smije biti iznad +20 C, a niti ispod -10C
udaljenost izmeu roba i izvora topline mora biti
najmanje 1m
relativna vlanost oko 65% prozore treba premazati premazom crvene ili
naranaste boje
u skladitu se ne smiju drati nikakva otapala,
pogonska goriva razne kemikalije
8/7/2019 10 POLIMERNI MATERIJALI (1)
34/34
Skladitenje gumene robe
guma podlijee procesu starenja
uzroci: Suneva svjetlost, vlaga, kisik, T, ozon i razni
kemijski agensi
simptomi
obojenje materijala ili gubitak boje
pojava malih nakupina na povrini
gubitak sjaja povrine
zamuenje prozirnih materijala izluivanje pigmenta
deformacija materijala
pogoranje mehanikih svojstava