30
Nauka o materiálu Přednáška č.13 – Polymery
Nauka o materiaacutelu
Přednaacuteška č13 ndash Polymery
Uacutevod
Technickeacute materiaacutely ktereacute jsou určeny k dalšiacutemu
technologickeacutemu zpracovaacuteniacute zahrnujiacute širokou škaacutelu možneacuteho
chemickeacuteho složeniacute různou vnitřniacute stavbu a různeacute vlastnosti Je
nutno se v nabiacutezeneacute škaacutele orientovat a vybrat spraacutevnyacute materiaacutel
pro design daneacute strojniacute součaacutesti
Dnes se zaměřiacuteme na skupinu polymerů
2 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky
Polymery majiacute ve srovnaacuteniacute s kovovyacutemi a keramickyacutemi
materiaacutely (viz předchoziacute přednaacutešky)
nižšiacute měrnou hmotnost
vyacuterazně nižšiacute modul pružnosti
elastickaacute deformace (vzhledem k působiacuteciacutemu ekvivalentniacutemu napětiacute) je
proto mnohem většiacute
Vyacutehodou polymerů ve srovnaacuteniacute s ostatniacutemi skupinami
materiaacutelů je jejich
snadnaacute zpracovatelnost
velmi dobraacute korozivzdornost
relativně niacutezkaacute cena
Nevyacutehodou polymerů však může byacutet
vyacuterazně nižšiacute hodnota pevnosti
nejsou (většinou) schopny odolaacutevat zvyacutešenyacutem teplotaacutem
3 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Polymery jsou makromolekulaacuterniacute laacutetky vyraacuteběneacute polymerizaciacute
monomerniacutech sloučenin při ktereacutem dochaacuteziacute k
několikanaacutesobneacutemu vazebneacutemu propojeniacute monomerů do
makromolekulaacuterniacuteho řetězce
Počet monomerniacutech jednotek v makromolekulaacuterniacutem řetězci se
nazyacutevaacute stupeň polymerizace U běžnyacutech polymerů se počet
monomerniacutech jednotek pohybuje v rozmeziacute od103 do 105
Hlavniacutem převažujiacuteciacutem typem vazby v polymerech je vazba
kovalentniacute
Polymerniacute řetězce nemusiacute byacutet tvořeny stejnyacutemi monomerniacutemi
jednotkami Pokud však tomu tak je nazyacutevaacute se polymer
izotaktickyacute Pokud se v řetězci opakujiacute pravidelně dvě
monomerniacute jednotky nazyacutevaacute se polymer syndiotaktickyacute V
přiacutepadě nahodileacuteho opakovaacuteniacute těchto jednotek se jednaacute o
polymer ataktickyacute
4 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
5 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Struktura polymerniacutech řetězců nemusiacute byacutet nutně lineaacuterniacute
řetězce se mohou větvit ndash polymery rozvětveneacute a nebo se mohou
formovat do siacutetiacute ndash polymery zesiacutetěneacute
6 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Vnitřniacute struktura polymerů
amorfniacute
semikrystalickaacute
7 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute děleniacute
Podle chemickeacute konstituce a struktury makromolekul ale i dle
nadmolekulaacuterniacute struktury a napěťově deformačniacuteho chovaacuteniacute lze
polymery rozdělit na čtyři zaacutekladniacute skupiny
termoplasty ndash s vyacuteraznyacutem viskoelastikyacutem chovaacuteniacutem za vysokyacutech teplot
rozpustneacute a proto schopneacute recyklace
reaktoplasty (termosety) ndash zesiacutetěnaacute struktura makromelekul napěťově
deformačniacute chovaacuteniacute bez vyacuterazneacute viskoelastickeacute složky
elastomery ndash s vysokou hodnotu mezniacutech elastickyacutech deformaciacute
polymerniacute pěny ndash směsi plynu a polymeru
8 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Tvar napěťově-deformačniacutech charakteristik se až na termosety
vyacuterazně lišiacute od kovů
9 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Uacutevod
Technickeacute materiaacutely ktereacute jsou určeny k dalšiacutemu
technologickeacutemu zpracovaacuteniacute zahrnujiacute širokou škaacutelu možneacuteho
chemickeacuteho složeniacute různou vnitřniacute stavbu a různeacute vlastnosti Je
nutno se v nabiacutezeneacute škaacutele orientovat a vybrat spraacutevnyacute materiaacutel
pro design daneacute strojniacute součaacutesti
Dnes se zaměřiacuteme na skupinu polymerů
2 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky
Polymery majiacute ve srovnaacuteniacute s kovovyacutemi a keramickyacutemi
materiaacutely (viz předchoziacute přednaacutešky)
nižšiacute měrnou hmotnost
vyacuterazně nižšiacute modul pružnosti
elastickaacute deformace (vzhledem k působiacuteciacutemu ekvivalentniacutemu napětiacute) je
proto mnohem většiacute
Vyacutehodou polymerů ve srovnaacuteniacute s ostatniacutemi skupinami
materiaacutelů je jejich
snadnaacute zpracovatelnost
velmi dobraacute korozivzdornost
relativně niacutezkaacute cena
Nevyacutehodou polymerů však může byacutet
vyacuterazně nižšiacute hodnota pevnosti
nejsou (většinou) schopny odolaacutevat zvyacutešenyacutem teplotaacutem
3 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Polymery jsou makromolekulaacuterniacute laacutetky vyraacuteběneacute polymerizaciacute
monomerniacutech sloučenin při ktereacutem dochaacuteziacute k
několikanaacutesobneacutemu vazebneacutemu propojeniacute monomerů do
makromolekulaacuterniacuteho řetězce
Počet monomerniacutech jednotek v makromolekulaacuterniacutem řetězci se
nazyacutevaacute stupeň polymerizace U běžnyacutech polymerů se počet
monomerniacutech jednotek pohybuje v rozmeziacute od103 do 105
Hlavniacutem převažujiacuteciacutem typem vazby v polymerech je vazba
kovalentniacute
Polymerniacute řetězce nemusiacute byacutet tvořeny stejnyacutemi monomerniacutemi
jednotkami Pokud však tomu tak je nazyacutevaacute se polymer
izotaktickyacute Pokud se v řetězci opakujiacute pravidelně dvě
monomerniacute jednotky nazyacutevaacute se polymer syndiotaktickyacute V
přiacutepadě nahodileacuteho opakovaacuteniacute těchto jednotek se jednaacute o
polymer ataktickyacute
4 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
5 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Struktura polymerniacutech řetězců nemusiacute byacutet nutně lineaacuterniacute
řetězce se mohou větvit ndash polymery rozvětveneacute a nebo se mohou
formovat do siacutetiacute ndash polymery zesiacutetěneacute
6 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Vnitřniacute struktura polymerů
amorfniacute
semikrystalickaacute
7 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute děleniacute
Podle chemickeacute konstituce a struktury makromolekul ale i dle
nadmolekulaacuterniacute struktury a napěťově deformačniacuteho chovaacuteniacute lze
polymery rozdělit na čtyři zaacutekladniacute skupiny
termoplasty ndash s vyacuteraznyacutem viskoelastikyacutem chovaacuteniacutem za vysokyacutech teplot
rozpustneacute a proto schopneacute recyklace
reaktoplasty (termosety) ndash zesiacutetěnaacute struktura makromelekul napěťově
deformačniacute chovaacuteniacute bez vyacuterazneacute viskoelastickeacute složky
elastomery ndash s vysokou hodnotu mezniacutech elastickyacutech deformaciacute
polymerniacute pěny ndash směsi plynu a polymeru
8 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Tvar napěťově-deformačniacutech charakteristik se až na termosety
vyacuterazně lišiacute od kovů
9 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky
Polymery majiacute ve srovnaacuteniacute s kovovyacutemi a keramickyacutemi
materiaacutely (viz předchoziacute přednaacutešky)
nižšiacute měrnou hmotnost
vyacuterazně nižšiacute modul pružnosti
elastickaacute deformace (vzhledem k působiacuteciacutemu ekvivalentniacutemu napětiacute) je
proto mnohem většiacute
Vyacutehodou polymerů ve srovnaacuteniacute s ostatniacutemi skupinami
materiaacutelů je jejich
snadnaacute zpracovatelnost
velmi dobraacute korozivzdornost
relativně niacutezkaacute cena
Nevyacutehodou polymerů však může byacutet
vyacuterazně nižšiacute hodnota pevnosti
nejsou (většinou) schopny odolaacutevat zvyacutešenyacutem teplotaacutem
3 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Polymery jsou makromolekulaacuterniacute laacutetky vyraacuteběneacute polymerizaciacute
monomerniacutech sloučenin při ktereacutem dochaacuteziacute k
několikanaacutesobneacutemu vazebneacutemu propojeniacute monomerů do
makromolekulaacuterniacuteho řetězce
Počet monomerniacutech jednotek v makromolekulaacuterniacutem řetězci se
nazyacutevaacute stupeň polymerizace U běžnyacutech polymerů se počet
monomerniacutech jednotek pohybuje v rozmeziacute od103 do 105
Hlavniacutem převažujiacuteciacutem typem vazby v polymerech je vazba
kovalentniacute
Polymerniacute řetězce nemusiacute byacutet tvořeny stejnyacutemi monomerniacutemi
jednotkami Pokud však tomu tak je nazyacutevaacute se polymer
izotaktickyacute Pokud se v řetězci opakujiacute pravidelně dvě
monomerniacute jednotky nazyacutevaacute se polymer syndiotaktickyacute V
přiacutepadě nahodileacuteho opakovaacuteniacute těchto jednotek se jednaacute o
polymer ataktickyacute
4 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
5 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Struktura polymerniacutech řetězců nemusiacute byacutet nutně lineaacuterniacute
řetězce se mohou větvit ndash polymery rozvětveneacute a nebo se mohou
formovat do siacutetiacute ndash polymery zesiacutetěneacute
6 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Vnitřniacute struktura polymerů
amorfniacute
semikrystalickaacute
7 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute děleniacute
Podle chemickeacute konstituce a struktury makromolekul ale i dle
nadmolekulaacuterniacute struktury a napěťově deformačniacuteho chovaacuteniacute lze
polymery rozdělit na čtyři zaacutekladniacute skupiny
termoplasty ndash s vyacuteraznyacutem viskoelastikyacutem chovaacuteniacutem za vysokyacutech teplot
rozpustneacute a proto schopneacute recyklace
reaktoplasty (termosety) ndash zesiacutetěnaacute struktura makromelekul napěťově
deformačniacute chovaacuteniacute bez vyacuterazneacute viskoelastickeacute složky
elastomery ndash s vysokou hodnotu mezniacutech elastickyacutech deformaciacute
polymerniacute pěny ndash směsi plynu a polymeru
8 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Tvar napěťově-deformačniacutech charakteristik se až na termosety
vyacuterazně lišiacute od kovů
9 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Polymery jsou makromolekulaacuterniacute laacutetky vyraacuteběneacute polymerizaciacute
monomerniacutech sloučenin při ktereacutem dochaacuteziacute k
několikanaacutesobneacutemu vazebneacutemu propojeniacute monomerů do
makromolekulaacuterniacuteho řetězce
Počet monomerniacutech jednotek v makromolekulaacuterniacutem řetězci se
nazyacutevaacute stupeň polymerizace U běžnyacutech polymerů se počet
monomerniacutech jednotek pohybuje v rozmeziacute od103 do 105
Hlavniacutem převažujiacuteciacutem typem vazby v polymerech je vazba
kovalentniacute
Polymerniacute řetězce nemusiacute byacutet tvořeny stejnyacutemi monomerniacutemi
jednotkami Pokud však tomu tak je nazyacutevaacute se polymer
izotaktickyacute Pokud se v řetězci opakujiacute pravidelně dvě
monomerniacute jednotky nazyacutevaacute se polymer syndiotaktickyacute V
přiacutepadě nahodileacuteho opakovaacuteniacute těchto jednotek se jednaacute o
polymer ataktickyacute
4 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
5 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Struktura polymerniacutech řetězců nemusiacute byacutet nutně lineaacuterniacute
řetězce se mohou větvit ndash polymery rozvětveneacute a nebo se mohou
formovat do siacutetiacute ndash polymery zesiacutetěneacute
6 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Vnitřniacute struktura polymerů
amorfniacute
semikrystalickaacute
7 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute děleniacute
Podle chemickeacute konstituce a struktury makromolekul ale i dle
nadmolekulaacuterniacute struktury a napěťově deformačniacuteho chovaacuteniacute lze
polymery rozdělit na čtyři zaacutekladniacute skupiny
termoplasty ndash s vyacuteraznyacutem viskoelastikyacutem chovaacuteniacutem za vysokyacutech teplot
rozpustneacute a proto schopneacute recyklace
reaktoplasty (termosety) ndash zesiacutetěnaacute struktura makromelekul napěťově
deformačniacute chovaacuteniacute bez vyacuterazneacute viskoelastickeacute složky
elastomery ndash s vysokou hodnotu mezniacutech elastickyacutech deformaciacute
polymerniacute pěny ndash směsi plynu a polymeru
8 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Tvar napěťově-deformačniacutech charakteristik se až na termosety
vyacuterazně lišiacute od kovů
9 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
5 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Struktura polymerniacutech řetězců nemusiacute byacutet nutně lineaacuterniacute
řetězce se mohou větvit ndash polymery rozvětveneacute a nebo se mohou
formovat do siacutetiacute ndash polymery zesiacutetěneacute
6 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Vnitřniacute struktura polymerů
amorfniacute
semikrystalickaacute
7 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute děleniacute
Podle chemickeacute konstituce a struktury makromolekul ale i dle
nadmolekulaacuterniacute struktury a napěťově deformačniacuteho chovaacuteniacute lze
polymery rozdělit na čtyři zaacutekladniacute skupiny
termoplasty ndash s vyacuteraznyacutem viskoelastikyacutem chovaacuteniacutem za vysokyacutech teplot
rozpustneacute a proto schopneacute recyklace
reaktoplasty (termosety) ndash zesiacutetěnaacute struktura makromelekul napěťově
deformačniacute chovaacuteniacute bez vyacuterazneacute viskoelastickeacute složky
elastomery ndash s vysokou hodnotu mezniacutech elastickyacutech deformaciacute
polymerniacute pěny ndash směsi plynu a polymeru
8 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Tvar napěťově-deformačniacutech charakteristik se až na termosety
vyacuterazně lišiacute od kovů
9 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Struktura polymerniacutech řetězců nemusiacute byacutet nutně lineaacuterniacute
řetězce se mohou větvit ndash polymery rozvětveneacute a nebo se mohou
formovat do siacutetiacute ndash polymery zesiacutetěneacute
6 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Vnitřniacute struktura polymerů
amorfniacute
semikrystalickaacute
7 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute děleniacute
Podle chemickeacute konstituce a struktury makromolekul ale i dle
nadmolekulaacuterniacute struktury a napěťově deformačniacuteho chovaacuteniacute lze
polymery rozdělit na čtyři zaacutekladniacute skupiny
termoplasty ndash s vyacuteraznyacutem viskoelastikyacutem chovaacuteniacutem za vysokyacutech teplot
rozpustneacute a proto schopneacute recyklace
reaktoplasty (termosety) ndash zesiacutetěnaacute struktura makromelekul napěťově
deformačniacute chovaacuteniacute bez vyacuterazneacute viskoelastickeacute složky
elastomery ndash s vysokou hodnotu mezniacutech elastickyacutech deformaciacute
polymerniacute pěny ndash směsi plynu a polymeru
8 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Tvar napěťově-deformačniacutech charakteristik se až na termosety
vyacuterazně lišiacute od kovů
9 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute charakteristiky polymerů
Vnitřniacute struktura polymerů
amorfniacute
semikrystalickaacute
7 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute děleniacute
Podle chemickeacute konstituce a struktury makromolekul ale i dle
nadmolekulaacuterniacute struktury a napěťově deformačniacuteho chovaacuteniacute lze
polymery rozdělit na čtyři zaacutekladniacute skupiny
termoplasty ndash s vyacuteraznyacutem viskoelastikyacutem chovaacuteniacutem za vysokyacutech teplot
rozpustneacute a proto schopneacute recyklace
reaktoplasty (termosety) ndash zesiacutetěnaacute struktura makromelekul napěťově
deformačniacute chovaacuteniacute bez vyacuterazneacute viskoelastickeacute složky
elastomery ndash s vysokou hodnotu mezniacutech elastickyacutech deformaciacute
polymerniacute pěny ndash směsi plynu a polymeru
8 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Tvar napěťově-deformačniacutech charakteristik se až na termosety
vyacuterazně lišiacute od kovů
9 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Zaacutekladniacute děleniacute
Podle chemickeacute konstituce a struktury makromolekul ale i dle
nadmolekulaacuterniacute struktury a napěťově deformačniacuteho chovaacuteniacute lze
polymery rozdělit na čtyři zaacutekladniacute skupiny
termoplasty ndash s vyacuteraznyacutem viskoelastikyacutem chovaacuteniacutem za vysokyacutech teplot
rozpustneacute a proto schopneacute recyklace
reaktoplasty (termosety) ndash zesiacutetěnaacute struktura makromelekul napěťově
deformačniacute chovaacuteniacute bez vyacuterazneacute viskoelastickeacute složky
elastomery ndash s vysokou hodnotu mezniacutech elastickyacutech deformaciacute
polymerniacute pěny ndash směsi plynu a polymeru
8 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Tvar napěťově-deformačniacutech charakteristik se až na termosety
vyacuterazně lišiacute od kovů
9 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Tvar napěťově-deformačniacutech charakteristik se až na termosety
vyacuterazně lišiacute od kovů
9 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Je to způsobeno předevšiacutem tiacutem že většina polymerů maacute kromě
lineaacuterně elastickeacuteho chovaacuteniacute takeacute prvky viskoelastickeacuteho
chovaacuteniacute Vyacuteznam viskoelastickeacute složky chovaacuteniacute s rostouciacute
teplotou a časem vzrůstaacute Modul pružnosti polymerů je proto
nutno definovat v zaacutevislosti na čase t a teplotě T
Modul pružnosti se může v zaacutevislosti na t a T měnit až v rozsahu
třiacute řaacutedů
10 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
119864 =120590
120576 119905 119879
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
11 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
Zaacutevislost lze rozdělit do naacutesledujiacuteciacutech oblastiacute
skelnaacute oblast ndash vysokyacute a maacutelo teplotně zaacutevislyacute modul pružnosti
přechodovaacute oblast ndash dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu poklesu modulu pružnosti
kaučukovitaacute oblast ndash sniacuteženaacute hodnota modulu pružnosti
oblast vizkozniacuteho tečeniacute ndash ve ktereacute se deformace polymeru řiacutediacute
Newtonovyacutem zaacutekonem
Poloha přechodoveacute oblasti se charakterizuje teplotou skelneacuteho
přechodu Tg
Teplotniacute zaacutevislost modulu pružnosti je vyacuterazně ovlivněna
molekulovou hmotnostiacute polymeru (tedy stupněm polymerizace)
stupněm zesiacutetěniacute a stupněm krystalizace
12 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 120578120576
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Napěťově ndash deformačniacute chovaacuteniacute
S hodnotou modulu pružnosti se měniacute i charakter lomoveacuteho
porušeniacute polymerů při kraacutetkodobeacutem namaacutehaacuteniacute
Pod teplotou Tg se amorfniacute i semikrystalickeacute plasty porušujiacute
bez vyacuterazneacute plastickeacute deformace křehkyacutem lomem
Obdobně je tomu i u termoplastů s vysokyacutem stupněm
krystalinity nad teplotou skelneacuteho přechodu kde je velmi
omezenaacute schopnost plastickeacute deformace
Lineaacuterniacute amorfniacute polymery a nebo semikrystalickeacute polymery s
niacutezkyacutem nebo středniacutem m stupněm krystalinity se nad teplotou
Tg porušujiacute vysokoenergetickyacute tj tvaacuternyacutem lomem
Obdobně je tomu u maacutelo zesiacutetěnyacutech elastomerů nad teplotou
skelneacuteho přechodu
Dlouhodobeacute statickeacute zatiacuteženiacute polymerniacutech materiaacutelů vede
(obdobně jako u kovů) ke creepu (tečeniacute)
13 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Makromolekulaacuterniacute laacutetky plastickeacute hmoty snadno zpracovatelneacute
vstřikovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem taveniny do požadovaneacuteho
tvaru Mezi teplotou skelneacuteho přechodu a teplotou taveniacute se
termoplasty snadno tvarujiacute
Makromolekuly termoplastů jsou většinou lineaacuterniacute vyacutejimečně
rozvětveneacute (PE)
Amorfniacute i semykrystalickaacute struktura
Mechanickeacute vlastnosti termoplastů jsou vyacuterazně ovlivněny
středniacute molekulovou hmotnostiacute polymeru S rostouciacute středniacute
molekulovou hmotnostiacute (tedy s rostouciacutem stupněm
polymerizace) dochaacuteziacute k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
14 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
15 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Termoplasty majiacute řadu vynikajiacuteciacutech vlastnostiacute
niacutezkaacute hustota
dobraacute korozniacute odolnost
Uplatněniacute ve strojiacuterenstviacute vyacuteroba spotřebniacutech předmětů
potravinaacuteřskyacute průmysl stavebnictviacute
Termoplasty s niacutezkyacutem součinitelem třeniacute a dobrou odolnostiacute proti
opotřebeniacute (PA PE PTFE) ndash vyacutestelky kluznyacutech ložisek
Samomaznaacute ložiska (PTFE)
Ozubenaacute kola - vyraacuteběnaacute vstřikovaacuteniacutem z PA sniacuteženiacute hlučnosti
sniacuteženiacute hmotnosti
Pružneacute kompenzačniacute a dilatačniacute spojky ndash vyacuteborneacute tlumeniacute raacutezů a
kmitů v strojniacutech systeacutemech
Šrouby ndash vyraacuteběneacute vstřikovaacuteniacutem z PP a PA Vyacutebornaacute korozniacute
odolnost Maleacute pevnostniacute vlastnosti ndash naacutestřik na nosnyacute kovovyacute dřiacutek
16 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Termoplasty
Interieacutery součaacutestky automobilů ndash PP PA PVC a kopolymer
akrylonitril-butadien-styreacuten (ABS)
Potravinaacuteřskyacute chemickyacute a stavebniacute průmysl - PVC PP PE PA
a lehčenyacute PS Potrubiacute armatury naacutedrže těsněniacute aj Tam kde
nestačiacute pevnostniacute vlastnosti termoplastů se vyraacutebiacute zaacutekladniacute
součaacutest např z kovu a provaacutediacute se naacutestřik povrchu
termoplastem
Obalovaacute technika ndash PE ve formě foliiacute
Textilniacute průmysl technickaacute vlaacutekna ndash PA (Nylon)
17 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Makromolekuly reaktoplastů mezi ktereacute se řadiacute epoxidoveacute
polyesteroveacute fenol-formaldehydoveacute a melaninoveacute pryskyřice
jsou ve srovnaacuteniacute s termoplasty mnohem složitějšiacute jejich
uspořaacutedaacuteniacute je atatktickeacute a proto nekrystalizujiacute
Vstřikovaacuteniacutem lisovaacuteniacutem a nebo vytlačovaacuteniacutem se tyto hmoty s
přiacutedavkem tvrdidla někdy i s dřevěnou moučkou bavlněnyacutemi
vlaacutekny a nebo s mineraacutelniacutem plnivem zpracovaacutevajiacute přiacutemo do
tvaru hotovyacutech vyacuterobků a nebo polotovarů Po teacuteto
technologickeacute operaci dochaacuteziacute ve struktuře reaktoplastu
uacutečinkem tvrdidla a teploty okolo 100 až 200 degC k zesiacutetěniacute
molekulaacuterniacute struktury a zaacuteroveň k vyacuterazneacutemu zvyacutešeniacute pevnosti
a tvrdosti finaacutelniacuteho vyacuterobku Po vytvrzeniacute jsou reaktoplasty
netavitelneacute
18 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Ve srovnaacuteniacute s termoplasty (až na některeacute vyacutejimky) majiacute
reaktoplasty
vyššiacute hustotu
vyššiacute modul pružnosti
pevnost je přibližně na stejneacute uacuterovni (cca 40 až 80 MPa)
Lomovaacute houževnatost je však velice niacutezkaacute (cca 05 MPam12)
Velkou přednostiacute reaktoplastů je možnost jejich plněniacute různyacutemi
typy praacutešků čaacutestic kraacutetkyacutech i dlouhyacutech vlaacuteken a nebo jako pojiva
při vyacuterobě vrstvenyacutech materiaacutelů
Reaktoplasty naleacutezajiacute uplatněniacute ve vyacuterobě drobnyacutech součaacutestiacute pro
elektrochemickyacute průmysl Pro vyacuterobu strojniacutech součaacutestiacute jsou ve sveacute
čistě formě nevhodneacute
Epoxidoveacute a nebo formaldehydoveacute pryskyřice vyztuženeacute skelnyacutem
vlaacuteknem a nebo průmyslovyacutemi tkaninami ndash kryty čaacutestiacute karoseriiacute
aj19 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Reaktoplasty
Melaninovaacute pryskyřice se použiacutevaacute jako pojivo pro desky z
tvrzeneacuteho vrstveneacuteho papiacuteru (Umacart)
Formaldehydovaacute pryskyřice se použiacutevaacute při vyacuterobě Bakelitu
Polyesteroveacute pryskyřice ndash vyacuteroba textilniacutech vlaacuteken
20 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Elastomery (pryže) ndash polymery s vysokou hodnotou mezniacute elastickeacute
deformace
Zaacutekladniacute stavebniacutem prvkem makromolekul je buď uhliacutek C
přiacuterodniacute kaučuk (polyizopreacuten)
polybubutandien
polychlorepreacuten
nebo atomy křemiacuteku Si a kysliacutek O
silikonovyacute kaučuk
Stupeň polymerizace je vysokyacute a přesahuje hodnotu 104
Elastomery majiacute amorfniacute a nebo slabě krystalickou strukturu
Součaacutesti a polotovary z pryžiacute jako paacutesy trubky a hadice se vyraacutebějiacute
vstřikovaacuteniacutem nebo vytlačovaacuteniacutem ze zaacutekladniacute hmoty polymeru s
přiacutedavkem siacutery urychlovače kyseliny stearoveacute a dalšiacutech přiacutesadBěhem
několika minut po tvaacuteřeniacute dochaacuteziacute k vulkanizaci pryže ke vzniku
přiacutečnyacutech vazeb mezi makromolekulami a k zesiacutetěniacute struktury21 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro napěťově deformačniacute chovaacuteniacute elastomerů je přiacuteznačneacute že i
poměrně niacutezkaacute napětiacute vyvolaacutevajiacute při teplotaacutech Tg vysokeacute hodnoty
elastickeacute deformace Mohou dosahovat v některyacutech přiacutepadech 500 až
700
Přiacutečinou tohoto chovaacuteniacute (tzv kaučukoviteacute elasticity) je velkaacute
deformačniacute schopnost smyček polymerniacutech řetězců a vysokaacute pevnost
přiacutečnyacutech (i když jen velmi řiacutedkyacutech) kovalentniacutech vazeb mezi řetězci
ktereacute se zformovaly po vulkanizaci Hustotu a pevnost těchto vazeb lze
ovlivnit obsahem a složeniacutem vulkanizačniacutech přiacutesad
22 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
23 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Pro popis tvaru napěťově deformačniacute charakteristiky se sice daacute až do
deformace v inflexniacutem bodě použiacutet Hookuv zaacutekon ale mnohem
vyacutestižnějšiacute je Mooneyova-Ryvlinova rovnice
24 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120590 = 119864120576 minus 120576minus2
3
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Elastomery
Modul pružnosti je za normaacutelniacute teploty u elastomerů asi 10x až
1000x nižšiacute než u ostatniacutech polymerů Je to důsledek posunu
tranzitivniacute křivky modulu pružnosti k nižšiacutem teplotaacutem
Pryže majiacute rozmaniteacute použitiacute ve strojiacuterenstviacute stavebnictviacute i v
lehkeacutem a elektrotechnickeacutem průmyslu předevšiacutem při vyacuterobě
různyacutech součaacutestek zajišťujiacuteciacutech těsnost a pružneacute uloženiacute
mechanickyacutech a hydraulickyacutech systeacutemů
Velmi vyacuteznamneacute je použitiacute pryžiacute při vyacuterobě tlakovyacutech a
podtlakovyacutech (saciacutech) hadic trubek dopravniacutech pasů a
pneumatik V těchto přiacutepadech se však pryž nepoužiacutevaacute jako
čistaacute ale většinou s armujiacuteciacute textilniacute vložkou kovovou siacutetiacute a
nebo kovovyacutemi draacutety a šroubovityacutemi pružinami
Časteacute je použitiacute pryžiacute k vyacuterobě pneumatickyacutech spojek těsniacuteciacutech
manžet a tlumiacuteciacutech podložek
25 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou dvoufaacutezoveacute systeacutemy se spojitou termoplastovou
nebo reaktoplastovou matriciacute v niacutež je ve značneacutem objemoveacutem podiacutelu
od 50 do viacutece než 90 dispergovanaacute plynovaacute faacuteze Protože polymerniacute
pěny jsou faacutezově heterogenniacute lze je považovat za kompozitniacute systeacutem
Polymerniacute pěny se se vytvaacuteřejiacute vakuovou expanziacute nebo vytlačovaacuteniacutem
taveniny polymeru do vakuoveacute komory ale takeacute jednoduchyacutem
miacutechaacuteniacutem nebo tlakovyacutem foukaacuteniacutem plynu do taveniny polymeru
Struktura polymerniacutech pěn je tvořena buď uzavřenyacutemi nebo
otevřenyacutemi buňkami
26 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
27 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Vlastnosti polymerniacutech pěn jsou kromě vlastnostiacute zaacutekladniacute strukturniacute
faacuteze polymeru ovlivněny objemovyacutem podiacutelem plynu a zaacutekladniacute
strukturniacute charakteristikou podiacutelem tloušťky stěny t a velikosti buňky
l tj podiacutel tl Pěnovky jednoho a teacutehož polymeru se mohou vyraacutebět v
několika strukturniacutech modifikaciacutech
28 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
U polymerniacutech pěn s otevřenyacutemi buňkami platiacute
kde ρ hellip hustota pěny ρs helliphustota polymeru v pevneacute faacutezi
Poměr hustot se pohybuje v rozmeziacute od 0005 u pěn velmi lehčenyacutech až
po 05 u hustyacutech tuhyacutech pěn
Lze stanovit vztah mezi modulem pružnosti kompaktniacuteho polymeru Es
a modulem pružnosti polymerniacute pěny E ve tvaru
Hodnoty modulu pružnosti polymerniacutech pěn se tedy pohybujiacute
přibližně v rozmeziacute 05 až 500 MPa
29 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
120588
120588119904=
119905
119897
2
119864 = 119864119904 120588
120588119904
2
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
Polymerniacute pěny
Polymerniacute pěny jsou pro svou niacutezkou hmotnost a dobreacute tepelneacute a
zvukoveacute izolačniacute vlastnosti vhodneacute pro vyacuterobu obalovyacutech a stavebniacutech
izolačniacutech prvků
Technickeacute ukazatele použitelnosti
Odolnost proti tlakoveacutemu zatiacuteženiacute
Maximaacutelniacute teplota použitiacute (cca 50 až 120degC)
Nejrozšiacuteřenějšiacute materiaacutely
pěnovyacute PVC ndash v plastizovaneacutem stavu čalounickyacute materiaacutel
pěnovyacute PE ndash izolaacutetory elektrickyacutech vodičů
pěnovyacute PS ndash obaloveacute prvky tepelně a zvukově izolačniacute desky pro stavebnictviacute
30 Přednaacuteška č 13 ndash Polymery
