Plasty

Základy materiálového inženýrstvíKatedra materiálu Strojní fakulty

Technická univerzita v Liberci© Doc. Ing. Karel Daďourek,

2010

Základní vlastnosti plastůVýroba z levných surovin . Jsou to sloučeniny uhlíku (s výjimkou silikonů). Mají malou hustotu – okolo 1 g/cm3. Mají značně rovný (hladký) povrch a dají se přibarvovat. Jsou nepropustné (voda, plyn)a odolné proti chemikáliím. Špatná odolnost povětrnosti (UV záření)Jsou špatnými vodiči tepla, mají při něm vysokou roztažnost ale tvarová stálost je omezena. Vlivem nevodivosti jsou použitelné jako izolační materiály. Mají snadné zpracování.

Viskoelastické chováníPro plast neplatí Hookův zákonMísto něho standardní lineární model, nebo Zenerův model.Základní diferenciální rovnice :

Porovnání modelů

Pojem polymeru amakromolekuly

monomery

- Polymerační stupeň : počet monomerůJe roven podílu molekulové váhy polymeru a monomeru U plastů se pohybuje v tisících až desetitisících S polymeračním stupněm roste tuhost plastu V praxi má polymerační stupeň vždy jistý rozptyl Homopolymer – stejné monomery Kopolymer – monomery se střídají

Druhy makromolekul

Lineární makromolekula - semikrystalická

Rozvětvená makromolekula - amorfní

Zesíťovaná makromolekula - reaktoplast

Získávání plastických hmot

Z přírodních makromolekulárních látek – celuloza, kaučukSpojováním monomerů na polymery :polymerace - spojení monomerů – PE, PPpolykondenzace – PC (vzniká NaCl)polyadice – reakce složek

Rozdělení plastických hmotTermoplasty – PE, PP, PS, PC, PA, PET Reaktoplasty (termosety) - aminoplastyElastomery – kaučuky, polyuretan

Tvar :lineární makromolekulyrozvětvené makromolekulyzesíťované makromolekuly

Struktura polymerů

krystalický semikrystalický amorfní

Základní struktury termoplastů

Základní kostra polyetylen teflon

Polystyren polyvinylchlorid polypropylen

Polyetylen - polypropylen Polyetylen : vstřikování – kbelíky, koše

vytlačování – trubky, deskyvyfukování – sudy kanystry, folie

Polypropylen : trubky a desky pro chemický průmysl, injekční stříkačky, vrtule a lopatky ventilátorů, kanálové vpustěautomobily – palubní desky, nárazníkynejrozšířenější materiál pro výrobu vláken

pro technické aplikace (koberce,čalounictví,provazy)

Kopolymer PE – PP : nádoby autobaterií

Použití PVC

Barvený PVC

Barvený PVC + TiO2

Neopor – BASF plněný pěnový polystyren

Termokamera domkuObraz tepelných ztrát

Růst teploty :modrázelenáčervenážlutá Vpravo –dům bez izolace Vlevo –16 cm Neopor Pokles tepelných ztrát z 2,81 W/m2*K na 0,2 W/m2*K

Použití polyamidů

Autozrcátko Tlakové kladky a kolečka

Kryt motoru Kryt hlavy válce

Základní struktury elastomerů

Základní kostra polybutadien

Polyisopren polychloropren

Vždy dvojná vazba C = C

Basotect – pružná pěna(polyuretan)

Využití polyuretanů

Pružné hadice Kanálové vpusti

Ohebné pásky Izolace kabelů

Historie polykarbonátů

1953 – první pokusy v laboratoři1958 – zahájena výroba Makrolonu1963 – nerozbitný plast v kuchyni1967 – na drobnou elektrotechniku1971 – počátek použití ve stavitelství1982 – počátek CD disků1989 – u nás policie používá nerozbitné

štíty1992 – reflektory do aut

Druhy polykarbonátu

reaktoplast

termoplast

Vlastnosti polykarbonátu

Hustota 1,2 g/cm3Nasákavost 0,2 – 0,3 %Propustnost světla – nad 80 %Modul pružnosti 2 GPaPevnost v tahu nad 55 MPaPevnost v tlaku 80 MPaOblast použitelnosti – 135 až + 130 oCOdolný většině běžných chemikalií

Druhy polykarbonátových desek

Plné desky Komůrkové desky

Zámkové desky Vlnité a trapézové desky

Užití polykarbonátůBASF – Makrolon, USA - Lexan

Makrolon multi UV IQ(upravený polykarbonát)

Odráží sluneční záření – především UVTepelně izolační schopnostiVynikající pevnost – odolnost kroupámSamočisticí schopnostVysoká tuhostPraha – nový skleník Botanické zahrady – Zahrada snů

Polykarbonátsimulace krupobití

Polykarbonátové zastřešení

Boj proti vlnobití - BASFNa německém pobřeží Severního moře – boj proti důsledkům oteplováníElastocoast – specielní polyuretanPromíchat s kameny jako betonPovrchová vrstva 15 až 30 cm, tuhne i pod vodou.

Biodegradovatelné polymery

Snímek 1Snímek 2Snímek 3Snímek 4Snímek 5Snímek 6Snímek 7Snímek 8Snímek 9Snímek 10Snímek 11Snímek 12Snímek 13Snímek 14Snímek 15Snímek 16Snímek 17Snímek 18Snímek 19Snímek 20Snímek 21Snímek 22Snímek 23Snímek 24Snímek 25Snímek 26Snímek 27Snímek 28