Identyfikacja tworzyw sztucznych

Identyfikacja tworzyw sztucznych
Polimery - organiczne związki wielkocząsteczkowe, o dużej masie cząsteczkowej (104,..,107), zbudowane z
wielu powtarzających się elementów budowy, nazywanych merami.
Polimer można przedstawić schematycznie jako łańcuch powtarzających się jednostek konstytutywnych
(merów) (Rys.1):
a) -A-A-A-A-A-A-A- -> -[A]ngdzie A oznacza jednostki strukturalne czyli mery, n - liczbę merów w łańcuchu polimerowym.
b) _-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-_ -> -[CH2-CH2]nRys.1 Schematyczny zapis łańcucha polimeru a) zapis ogólny, b) półstrukturalny wzór łańcucha polietylenu
(PE)
W zależności od fizycznej budowy łańcucha polimery dzieli się na:
- liniowe,
- rozgałęzione,
- usieciowane.
Przykładem polimerów, których łańcuchy mają budowę liniową jest polistyren i poli(chlorek winylu), ich
łańcuchy nie mają rozgałęzień natomiast mogą występować grupy boczne.
Polimerami rozgałęzionymi są homopolimery, na przykład polietylen o małej gęstości, jak również
kopolimery szczepione, z kolei przykład polimerów usieciowanych stanowią polimery termoutwardzalne,
których łańcuchy połączone są wiązaniami poprzecznymi tworząc sieć przestrzenną. Rodzaj budowy
łańcuchów polimerowych ilustruje Rys. 2.
Rys. 2. Łańcuch polimerowy o budowie a) liniowej, b) rozgałęzionej, c) usieciowanej
Liniowe bądź rozgałęzione łańcuchy polimerowe przedstawione schematycznie na Rys. 2 rzadko występują
w postaci wyprostowanej i najczęściej przybierają ukształtowanie globularne, lamelarne lub rektalne.
Postacie konformacyjne łańcucha polimerowego ilustruje Rys. 3.
Rys. 3. Ukształtowanie głównego łańcucha polimerowego a) postać globularna (kłębek), b) postać lamelarna (sfałdowana),
c) postać rektalna (zygzakowata płaska).
Tworzywa sztuczne są to materiały użytkowe otrzymane na bazie polimerów, powstałe w wyniku
połączenia ich z różnymi dodatkami. Zadaniem dodatków polimerowych jest modyfikacja własności
polimeru i wykreowanie nowego materiału użytkowego. Jako dodatki polimerowe stosuje się:
Jako dodatki polimerowe stosuje się:
- Napełniacze - polepszają własności mechaniczne, sztywność, odporność cieplną, właściwości
elektroizolacyjne lub prądoprzewodzące; obniżają cenę gotowego wyrobu
- Stabilizatory - poprawiają stabilność termiczną, przeciwdziałają rozpadowi polimeru pod wpływem tlenu i
promieniowania ultrafioletowego,
- Zmiękczacze (plastyfikatory) - ułatwiają przetwórstwo oraz modyfikują mechaniczne i cieplne własności
tworzyw,
- Barwniki, pigmenty - nadają wyrobowi barwę
- Antystatyki - eliminują elektryzowanie się tworzywa przez modyfikację jego właściwości
powierzchniowych,
- Antypireny - opóźniacze palenia, wywołują efekt samogaśnięcia tworzywa
Tworzywa sztuczne klasyfikuje się na wiele sposobów, w zależności od przyjętego kryterium podziału.
Jednym ze stosowanych systemów podziału tworzyw sztucznych jest klasyfikacja w zależności od
pochodzenia bazowego polimeru. Według tego kryterium, tworzywa dzielimy na
- naturalne modyfikowane np.
pochodne celulozy - celuloid, wiskoza
pochodne kazeiny - galalit (sztuczny róg)
- syntetyczne, czyli otrzymywane na drodze polireakcji np.
polietylen (PE),
polistyren (PS),
żywice epoksydowe (EP),
poliamidy (PA).
Klasyfikacja materiałów polimerowych
Często stosowaną klasyfikacją tworzyw sztucznych jest podział technologiczny, ze względu na własności
reologiczne, które wiążą się z własnościami użytkowymi (Rys. 4.). Głównym kryterium podziału w tej
klasyfikacji jest zachowanie się polimeru w temperaturze pokojowej określone na podstawie zależności
naprężenie-odkształcenie.
Rys. 4. Technologiczna klasyfikacja polimerów
Zgodnie z powyższym podziałem polimery dzieli się na dwie podstawowe grupy: elastomery i plastomery.
Elastomery - są to związki wielkocząsteczkowe, które w temperaturze pokojowej przy małych
naprężeniach wykazują duże odkształcenia elastyczne, odwracalne. Odwracalność odkształceń jest
związana z budową elastomerów, ich długie łańcuchy są usieciowane i tworzą nieregularną strukturę. O
własnościach sprężystych elastomerów decyduje długość łańcuchów, stopień ich zwinięcia oraz ilość wiązań
poprzecznych między łańcuchami polimerowymi, przy czym zwiększenie ilości mostków, czyli wiązań
poprzecznych zwiększa twardość oraz wytrzymałość natomiast zmniejsza elastyczność elastomeru.
Temperatura zeszklenia elastomerów jest niższa od temperatury pokojowej. W zależności od podatności na
proces wulkanizacji elastomery dzieli się na wulkanizujące i niewulkanizujące.
Plastomery - pod wpływem naprężenia wykazują małe odkształcenia nie przekraczające zwykle 1% a
poddawane wzrastającemu obciążeniu odkształcają się plastycznie, aż do mechanicznego zniszczenia.
Temperatura zeszklenia plastomerów jest wyższa od temperatury pokojowej. Do plastomerów zaliczane są
termoplasty i duroplasty.
Termoplasty - w podwyższonej temperaturze przechodzą w stan plastyczny, czyli miękną i dają się
kształtować. Po ochłodzeniu twardnieją zachowując nadane im kształty i odzyskują pierwotne własności.
Cykl uplastycznienia można powtarzać kilkakrotnie. Ze względu na postać łańcucha polimerowego
termoplasty dzielą się na dwie podgrupy: krystaliczne i amorficzne. Łańcuch polimerów krystalicznych
przybiera postać lamelarną lub rektalną natomiast termoplasty amorficzne mają łańcuch ukształtowany w
postaci kłębka (Rys.3).
Duroplasty - w podwyższonej temperaturze i/lub pod wpływem utwardzaczy przekształcają się w
produkt usieciowany (nietopliwy i nierozpuszczalny). Ponowne ogrzewanie może spowodować rozkład
chemiczny polimeru. W zależności od sposobu utwardzania duroplasty dzielą się na termoutwardzalne i
chemoutwardzalne.
Zalety materiałów polimerowych
- Mała gęstość (i w związku z tym niski ciężar)
- Wysoka wytrzymałość właściwa (stosunek wytrzymałości do ciężaru właściwego)
- Dobre właściwości elektroizolacyjne
- Dobra lub bardzo dobra odporność na działanie czynników chemicznych
- Łatwość formowania detali o skomplikowanych kształtach
- Dobry wygląd otrzymanych detali (barwa, połysk, faktura powierzchni)
Wadami materiałów polimerowych są:
- Wytrzymałość mechaniczna gorsza niż metali
- Niska odporność na pełzanie
- Mała stabilność kształtu (spowodowana małą sztywnością)
- Duża rozszerzalność cieplna
- Mała odporność cieplna
- Mała twardość
- Niska wytrzymałość na działanie promieni UV
Cel identyfikacji - określenie polimeru, który stanowi zwykle główny składnik analizowanego
tworzywa.
Tok postępowania zmierzający do identyfikacji tworzyw sztucznych:
A) Ocena wyglądu zewnętrznego:
- Barwa
- Przezroczystość
- Rodzaj powierzchni (gładka/chropowata)
B) Ocena podstawowych własności mechanicznych
- Odkształcalność
- Odporność na zarysowania
C) Oznaczanie gęstości
D) Ocena odporności na czynniki chemiczne
E) Próba palności/próba płomieniowa
Tabela 1. Zachowanie tworzyw w rozpuszczalnikach i w próbie płomieniowej
Zapach po
Wygląd płomienia zgaszeniu
próbki
Gęstość
[kg/m3]
Zachowanie
w płomieniu
0.92 - 0.96
Świecący, z
Po zapaleniu
niebieskim
pali się sam
środkiem
0.89 - 0.91
Święcący, z
Po zapaleniu
niebieskim
pali się sam
środkiem
Poli(chlorek winylu) (PVC)
1.38
Pali się w
płomieniu,
gaśnie poza
Polistyren (PS)
1.08
Po zapaleniu Świecący, silnie
pali się sam
kopcący
Charakterystyczny Łatwo rozpuszczalny w acetonie,
, słodko CCl4
kwiatowy
Poli(metakrylan metylu)
(PMMA)
1.19
Po zapaleniu Świecący,
pali się sam
trzeszczący
Przypominający
czosnek
1.20
Pali się w
płomieniu,
gaśnie poza
Poliamid (PA)
1.02 - 1.14
Świecący,
niebieskawy, z
Nie
żółtym brzegiem,
podtrzymuje
kapie, powstają
palenia
banieczki i
ciągnące się nitki
Politetrafluoroetylen (PTFE)
2.1 - 2.25
Nie pali się
Nazwa
tworzywa
Polietylen (PE)
Polipropylen (PP)
Poliwęglan (PC)
Żółty, zielony na
brzegach, białe
dymy,
ewentualnie
zielone iskry
Rozpuszczalny w cykloheksanonie,
i tetrahydrofuranie
Rozpuszczalny w wielu
rozpuszczalnikach
Rozpuszczalny w chlorku
metylenu, cykloheksanonie,
krezolu
Palonego rogu
Rozpuszczalny w stężonym kwasie
mrówkowym, fenolu, kwasie
solnym
Biały jasny
płomień, wydziela
się biały osad
(krzemionka)
Żarzy się
Poliuretany (PU)
1.21
Po zapaleniu
Świecący
pali się sam
Słabo widoczny,
niebieskawy
Polioksymetylen (POM)
Pali się
Żywica fenolowa
Nie pali się,
Gdy się palą niektóre palą
płomień jasny,
się w
kopcący
płomieniu
Nie pali się,
zwęgla się
Chlorowodoru
Nie rozpuszczalny
1.30
Tworzywa aminowe melaminowe
W temperaturze pokojowej nie
rozpuszczalny we wrzącym
toluenie, wytrąca się po
ochłodzeniu
W temperaturze pokojowej nie
rozpuszczalny we wrzącym
toluenie, wytrąca się po
ochłodzeniu
Świecący,
kopcący, próbka
zwęgla się, tworzą
się pęcherze
Silikony
1.34 - 1.40
Palonej parafiny
Zachowanie w rozpuszczalnikach
Ostry,
Rozpuszczalny w DMF
charakterystyczny
Zapach formaliny
Fenolu,
formaldehydu
Rozpuszczalny w stężonym ługu,
etanolu, acetonie tylko w
przypadku żywic
Często białe
brzegi
Sposoby oznakowania tworzyw regulują normy:
- PN-EN ISO 1043-1:2004 Tworzywa sztuczne. Symbole i skróty nazw. Polimery podstawowe i ich cechy
charakterystyczne
- PN-EN ISO 11469:2003 Tworzywa sztuczne. Identyfikacja rodzaju tworzywa i znakowanie wyrobów z
tworzyw sztucznych
http://www.tworzywa.pwr.wroc.pl/index.php?co=ident
Poli(metakrylan metylu) (PMMA)
Jest produktem polimeryzacji metakrylanu metylu, czyli estru metylowego kwasu metakrylowego,
CH3 CH3
||
nCH2 = C -õ CH2 - C --||
COOCH3 COOCH3 n
Polimeryzację tego monomeru można prowadzić metodą blokową, suspensyjną, emulsyjną lub wroztworze.
Pierwszą z nich wytwarza się prawie połowę płyt produkowanych z PMMA. natomiast przezpolimeryzację
suspensyjną są otrzymywane granulki do przetwórstwa metodami wtrysku i wytłaczania.Poli(metakrylan
metylu) należy do nielicznych polimerów, które ulegają wcześniej depolimeryzacji niż rozkładowi
termicznemu. Umożliwia to ponowne otrzymywanie monomeru z tego tworzywa przez ogrzewanie w
temperaturze ok. 360 °C. Proces ten należy przeprowadzać bardzo ostroznie, ponieważ temperatura zapłonu
metakrylanu metylu jest niewiele wyższa od temperatury depolimeryzacji PMMA. Omawiane tworzywo
jest znane z bardzo dobrej przepuszczalności światła widzialnego, wynoszącej 90 — 92 %. Przepuszczalność
promieni nadfioletowych wynosi ok. 70 % w porównaniu z ok. 5% dla zwykłego szkła. Z tego powodu
PMMA jest nazywany również szkłem organicznym. W porównaniu ze
zwykłym szkłem krzemianowym poli(metakylan metylu) jest znacznie lżejszy odporniejszy na stłuczenia
oraz odznacza się większą plastycznością. Wykazuje on jednak mniejszą sztywność i odporność na
zarysowania powierzchni. Poli(metakrylan metylu) jest tworzywem nisko syntetyczny, odpornym na
działanie niskiej temperatury i praktycznie niechłonący wody. W porównaniu z innymi tworzywami
termoplastycznymi jego
właściwości są ogólnie dobre z wyjątkiem małego wydłużenia przy zerwaniu oraz małej udarności,
szczególnie z karbem. Korzystną cechą PMMA jest prawie stała wartość udamości, zarówno z karbem jak i
bez karbu, w zakresie temperatury od - 40 do + 80°C. Bardzo dobre właściwości optyczne poli (metakrylanu
metylu) ulegają Łatwo pogorszeniu z powodu małej odporności na ścieranie (łatwość zarysowania) oraz
uszkodzeń powierzchni pod wpływem czynników mechanicznych. W celu zwiększenia odporności na
zarysowanie podaje się metakrylan metylu
kopolimeryzacji z innymi monomerami lub pokrywa powierzchnię tworzywa związkami fluorowęglowymi.
Poli(metakrylan metylu) jest odporny na działanie rozcieńczonych kwasów i stężonych alkaliów w
temperaturze pokojowej oraz olejów mineralnych, roślinnych i zwierzęcych. Wskazuje natomiast brak
odporności na estry, etery, ketony, węglowodory aromatyczne, chlorowane alkohole i stężone kwasy
organiczne. PMMA rozpuszcza się m.in. w acetonie, toluenie, dichloroetanie, chloroformie i octanie etylu.
Formowanie wyrobów z poli(metakrylenu metylu) może być prowadzone metodami wtrysku.
kształtowania próżniowego i wytłaczania oraz przez polimeryzację blokową. Ze względu na właściwości i
przeznaczenie granulaty PMMA dzieli się na trzy grupy: miękkie, półtwarde i twarde. Za podstawę tęgo
podziału przyjmowana jest zawartość zmiękczacza w granulacie. Najlepszymi właściwościami
mechanicznymi i cieplnymi odznaczają się granulaty twarde, których
przetwórstwo stwarza jednak nąjwięcej trudności. Najniższą wytrzymałość mechaniczną i cieplną mają
granulaty miekkie ale ich przetwórstwo jest jednocześnie najtańsze. Granulaty półtwarde charakteryzuja się
właściwościami pośrednimi i są stosowane do wytwarzania wyrobów dla przemysłu samochodowego,
optycznego i chemicznego. Z granulatów miękkich wytwarza się przede wszystkim artykuły galanteryjne,
natomiast z twardych wyroby specjalne.
Przetwórstwo poli(metakrylanu metylu) metodą wytłaczania jest stosowane praktycznie tylko do
formowania płyt. Metoda ta stwarza wiele trudności technologicznych i dlatego płyty wytłaczane są
wytwarzane przeważnie przez producentów granulatu. Inną metodą formowania wyrobów z PMMA jest
polimeryzacja blokowa monomeru bezpośrednio w formie. Czas polimeryzacji jest bardzo długi, gdyż w
celu zapobieżenia powstawaniu naprężeń wewnętrznych proces prowadzi się w stosunkowo niskiej
temperaturze, wynoszącej 30-50°C. Pojedyncze wyroby ze szkła organicznego mogą być wytwarzane
metodami obróbki wiórowej przez cięcie, toczenie, struganie, frezowanie, szlifowanie lub polerowanie. Na
tak wytworzonych wyrobach powstają ślady obróbki w postaci zarysowan i zadrapań, co prowadzi do
zmniejszenia przezroczystości i obniżenia estetyki gotowych wyrobów. W celu przywrócenia wymaganej
przezroczystości należy wypolerować uszkodzone powierzchnie. O zastosowaniu poli(metakrylanu metylu)
decydują jego najważniejsze właściwości, jakimi są;przezroczystość, odporność na czynniki atmosferyczne,
łatwość obróbki mechanicznej i możliwość wielokrotnego polerowania. Płyty i arkusze PMMA
wykorzystuje się do szklenia kabin i okien samolotów, śmigłowców, szybowców, autobusów. Nie wykazują
one zamglenia nawet przy dużych różnicach temperatury, występujących po obu stronach płyty. W
budownictwie wykonuje się z nich ścianki działowe,
zadaszenia, świetliki wanny, umywalki oraz przedmioty użytkowe i zdobnicze. Płyty i arkusze PMMA są
stosowane w technice oświetleniowej do wyrobu osłon na lampy. Znajdują one również zastosowanie do
wytwarzania skal radiowych i tablic dalekopisów. Duża odporność na działanie chemikaliów
nieorganicznych spowodowała, że płyty te stosuje się do produkcji elementów aparatury chemicznej oraz
urządzeń galwanizerskich.
Granulat poli(metakrylanu metylu) jest przeznaczony w większości do wyrobu osłon świateł i odbłyśników
samochodowych. Poza tym wytwarza się z niego elementy aparatury optycznej i kontrolno- pomiarowej,
szkiełka do zegarków, artykuły gospodarstwa domowego, przemysłowe okulary ochronne, galanterię
ozdobną itp.
W kraju poli(metakrylan metylu) wytwarzają Zakłady Chemiczne w Oświęcimiu od nazwą handlową
Metapleks, w postaci płyt i granulatu. Za granicą granulat PMMA jest produkowany m.in. pod nazwami
handlowymi: Vedri1 (Montepolimeri - Włochy). Diakon (ICI - Wielka Brytania), Lucite (Du Pont -USA).
Tworzywa acetalowe
Do grupy tworzyw acetalowych (poliacetali) jest zaliczany homopolimer (poliformaldehyd) oraz kopolimer
acetalowy. Poliformaldehyd otrzymuje się przez polimeryzacje gazowego formaldehydu w środowisku
mewodnym np. w heksanie, w obecności odpowiedniego katalizatora.
n H2C = O -> [-CH2 - O -]n
Kopolimer acetalowy jest wytwarzany w wyniku kopolimeryzacji pierścieniowego trimeru formaldehydu
(trioksanu) z niewielką ilością (2 - 5%) cyklicznych acetali np. z diksolanem.
/CH2-O\\ CH2--O \\
O CH2 | CH2
\\CH2-O/ CH2--O /
Trioksan dioksonal ( formal glikolu etylowego)
Właściwości mechaniczne i cieple tworzyw acetalowych mogą być modyfikowane masą cząsteczkową
polimeru oraz przez dodatek elastomerów lub napełniaczy. Standardowe typy homopolimeru kopolimeru
są produkowane w trzech zasadniczych odmianach. Pierwsza z nich, o największej masie
cząsteczkowej, a zatem o najmniejszej płynności (wskaźnik szybkości płynięcia WSP ok. 2,5 g/l O min)
przeznaczona jest do wytłaczania lub formowania wtryskowego wyrobu o grubych ściankach. Druga o
mniejszej masie cząsteczkowej, czyli o większej płynności (WSP ok. 9 g/10 min), jest przetwarzana głownie
metodą wtrysku. Ostatnia odmiana charakteryzuje się dużą płynnością (WSP ok. 27 g/10 min). Jest to
tworzywo o strukturze drobnokrystalicznej, z którego wytwarza się wyroby wtryskowe cienkościenne. Na
początku lat osiemdziesiątych uruchomiono produkcję poliacetali modyfikowanych elastomerami.
Tworzywa te odznaczają się dużą elastycznością i udarnością, ale wykazują mniejszą sztywność niż materiał
standardowy. Właściwości użytkowe poliacetali modyfikuje się również przez napełnienie tworzywa
włóknem szklanym, dwusiarczkiem molibdenu lub politetrafluoroetylenem. W prawidłowo wykonanych
wyrobach z tworzyw acetalowych stopień krystaliczności polimeru wynosi 70 - 75 %. Z tego względu mają
one mlecznobiałe zabarwienie. Stosunkowo wysoki stopień krystaliczności powoduje, że poliacetyle
charakteryzują znaczną sztywnością, twardością, wytrzymałością mechaniczną, odpornością na ścieranie i
działanie podwyższonej temperatury, znamienne jest, że udamość z karbem w szerokim przedziale
temperatury zmienia się dla tworzyw acetalowych tylko w niewielkim zakresie. Wyroby o większym
stopniu krystaliczności wykazują mniejszą przepuszczalność par i gazów, a zarazem większa jest ich
odporność na rozpuszczalniki krystaliczne. Występujące w łańcuchu kopolimeru ugrupowania pochodzące
z acetali cyklicznych zmniejszają tendencję tworzywa do krystalizacji. Z tego względu kopolimer ma gorsze
właściwości mechaniczne w porównaniu z homopolimerem.
Tworzywa acetalowe odznaczają się dużą odpornością na zmęczenie i pełzanie. Na przykład naprężenie
rozciągające 20Mpa przyłożone do próbki wykonanej z kopolimeru powoduje po upływie jednego roku jej
odkształcenie tylko o 20%, natomiast w temperaturze 60°C odkształcenie 1,5% jest
wywołane naprężeniem 10 MPa.
Wyroby z poliformaldehydu, jak również z kopolimeru acetalowego, mogą być trwale użytkowane w
zakresie temperatury od -40 do +100°C, a doraźnie nawet do 140°C. Kopolimer jest bardziej odporny na
długotrwałe działanie podwyższonej temperatury, gdyż w mniejszym stopniu ulega rozkładowi
termicznemu niż homopolimer. Dzieje się tak, dlatego, że reakcja termiczna rozkładu makrocząsteczki
kopolimeru zostaje
przerwana w miejscu wbudowania C—C pochodzącego z ugrupowania acetalu cyklicznego. W
homopolimerze ta reakcja zachodzi natomiast aż do całkowitego rozpadu łańcucha związku
wielkocząsteczkowego.
Właściwości chemiczne tworzyw acetalowych są szczególnie korzystne w odniesieniu do agresywnego
działania rozpuszczalników organicznych i płynnych paliw. Kwasy, zasady oraz związki nieutleniające
atakują wszystkie poliacetale w stopniu tym wyższym im bardziej są stężone. Odporność chemiczna
kopolimeru jest lepsza niż homopolimeru z tych samych powodów, co wytrzymałość cieplna. Woda o
temperaturze do 80°C nie wywołuje w kopolimerze acetałowym praktycznie żadnych zmian. Bardzo
wyraźne jest natomiast szkodliwe działanie promieniowania nadfioletowego na poliacetale. Dopiero użycie
stabilizatorów i odpowiednich pigmentów w kolorze czarnym umożliwiło zastosowanie tych tworzyw na
wyroby narażone bezpośrednio na wpływy atmosferyczne. Poważną wada poliacetali jest ich łatwopalność.
Przetwórstwo tworzyw acetalowych nie stwarza większych trudności, o ile jest prowadzone zgodnie z
zaleceniami technologicznymi. Podstawowa metoda ich formowania jest wtrysk. Optymalna
temperatura przetwórstwa wtryskowego tworzyw aeetalowych wynosi 190—210°C. Mniejsze ilości
poliacetali przetwarza się metoda wytłaczania. Podczas przetwórstwa należy uważać, aby nie przegrzać
tworzywa powyżej temp.240°C, gdyż w tych warunkach następuje termiczny rozkład poliacetali z
wydzieleniem gazowego formaldehydu.
Zastosowanie tworzyw acetalowych jest w wielu przypadkach podobnie jak poliamidów. Minimalna
chłonność wody powoduje jednak, ze kształtki z poliacetali cechuje większa stabilność wymiarów. Z
tworzyw acetalowych wykonuje się wyroby, od których wymagane są dobre właściwości
mechaniczne w szerokim zakresie temperatury, stabilność wymiarów, korzystne właściwości ślizgowe oraz
niewraźliwość na wilgoć i substancje organiczne. Przykładami takich wyrobów są elementy aparatury
precyzyjnej i elektrycznej(kolka zębate, łożyska ślizgowe, części złączne, przełączniki, przekaźniki), korpusy
pomp wodnych, armatura wodociągowa, części maszyn biurowych i sprzętu gospodarstwa domowego,
śruby, zamki drzwiowe, cienkościenne pojemniki do aerozoli, części gaźników i pomp paliw w
samochodach. W Polsce kopolimer acetalowy jest produkowany w Zakładach Azotowych w Tarnowie pod
nazwa handlowa TARNOFORM. Z importowanych poliacetali stosuje się w przemyśle krajowym kopolimer
o nazwie Delrin i Tenac oraz kopolimer acetalowy o nazwach handlowych Hostaform C, Kematol,
Ultraform.
POLIWĘGLANY
Poliwęglany są liniowymi poliestrami kwasu węglowego z difenolami. Można je otrzymywać przez
polikondensacje difenoli z fosgenem lub przez wymianę estrowa difenoli z węglanem difenylowym.
Terminem „poliwęglan\"(PC) określa się zwyczajowo tworzywo otrzymywane z dianu i fosgenu.
Jedna z metod jego otrzymywania jest polikondensacja reagentów w obecności akceptora chlorowodoru
stanowiącego produkt uboczny reakcji:
CH3
|
nHO --- rys --- C --- rys ---- OH + nCl – C – Cl
|||
CH3 O
Bis(p-hydroksyfenylo)propan fosgen
(dan, bisfenol A)
CH3
|
H [-O-- rys _____ C ______ rys ----- O ---- C --]n ---Cl +2(n-1)HCl
| ||
CH3 O
Poliwęglan
Poliwęglan cechuje wysoka przepuszczalność światła widzialnego, bardzo dużą udarność i dobre
właściwości mechaniczne. Tym cechom zawdzięcza on wzrastające zastosowanie w różnych dziedzinach,
pomimo wysokiej ceny.
Wysoka temperatura zeszklenia (ok.l49°C) powoduje, ze poliwęglan zachowuje dobre właściwości
mechaniczne do temp.l20°C, a odmiany napełnione włóknem szklanym nawet do 140°C. Pod tym względem
PC przewyższa wiele tworzyw termoplastycznych. Omawiając właściwości
udarności poliwęglanu wymienia się wynik badań na próbkach z karbem, gdyż próbki bez karbu nie ulegają
zniszczeniu pod wpływem uderzania z energia 4 J, nawet w temp.-40°C. Udamość PC z karbem według
Izoda w tempeiarurze pokojowej jest większa od 700 J/m, co dla standardowych tworzyw sztucznych jest
wartością niespotykaną. Innym ewentualnym wyróżniającym poliwęglan spośród tworzyw jest jego
kowalność.
Właściwości elektryczne poliwęglanu są również korzystne w porównaniu z innymi powszechnie
stosowanymi tworzywami. Tylko w niewielkim stopniu ulegają one pogorszeniu w podwyższonej
temperaturze, a wpływ wilgoci jest praktycznie niedostrzegalny. Innymi pozytywnymi cechami PC są
właściwości samogasnące i mała wodochłonność.
Poliwęglan jest odporny na działanie rozcieńczonych kwasów. Zasady powodują rozkład polimeru, a
pirydyna, chloroform i chlorek metylenu rozpuszczają go. Odporny on jest natomiast na alkohol etylowy i
węglowodory aromatyczne. Aceton i alkohol metylowy wywołują krystalizacje polimeru i pękanie wyrobów
z PC. Poliwęglan jest tworzywem obojętnym fizjologicznie i dopuszczonym do kontaktu z artykułami
spożywczymi.
Przetwórstwo poliwęglanu jest związane z wieloma trudnościami technologicznymi. Najczęściej przerabia
się go metoda wtrysku, a także wytłaczania. Folie poliwęglanowe są otrzymywane również przez odlewnie
z roztworu. Granulat PC musi być dokładnie wysuszony przed przetwórstwem. Zawartość wody w
wysuszonym tworzywie nie może przekraczać 0,015%. Dokładne wysuszenie surowca jest, dlatego tak
istotne, gdyż w temperaturze powyżej 240°Cnastepuje hydroliza poliwęglanu. Wyroby otrzymane z
granulatu zawierającego wódę są matowe i bardzo kruche. Poliwęglan znajduje zastosowanie w
elektrotechnice (styki, przełączniki, elementy komputerów, taśmy magnetofonowe), w przemyśle
maszynowym, samochodowym, lotniczym i fotooptycznym(części maszyn, obudowy i wirniki pomp,
wentylatory, obudowy filtrów olejowych, osłony lamp samochodowych, obudowy świateł pozycyjnych na
krawędziach skrzydeł samolotów, części aparatów fotograficznych i kamer filmowych, obudowy lornetek i
rzutników), do wytwarzania artykułów gospodarstwa domowego(naczynia kuchenne, butelki dla
niemowląt, pojemniki i obudowy młynków i ekspresów do kawy). Z poliwęglanu wykonuje się poza tym
opakowania.hełmy ochronne(przemysłowe i sportowe), części sprzętu wojskowego. Największe jednak
zastosowanie znalazł poliwęglan do wytwarzania szyb. Są one praktycznie nietłukące,
przepuszczają w ok.90% światło widzialne oraz odznaczają się doskonałą odpornością na wpływy
atmosferyczne. Wykonuje się z nich drzwi zewnętrzne, szyby w kabinach telefonicznych, osłony ulicznych
lamp oświetleniowych i sygnalizacji świetlnej, szyby kuloodporne w samochodach specjalnych. Krajowy
poliwęglan jest produkowany w Zakładach Chemicznych „Zachem\" w Bydgoszczy, pod nazwą handlową
Bistan. Do najbardziej znanych produktów wytwarzanych za granica należą tworzywa o nazwach Makrolon
i Lexan.
http://www.sciaga.pl/tekst/49052-50-poli_metakrylan_metylu_tworzywa_acelytowe_i_poliweglany