Vznik plastů – podmínky, typy reakcí Dělení a morfologie plastů

Prezentace na téma: "Vznik plastů – podmínky, typy reakcí Dělení a morfologie plastů"— Transkript prezentace:

1 Vznik plastů – podmínky, typy reakcí Dělení a morfologie plastů
Tel:

2 Obecné vlastnosti plastů
Chování plastů za vyšších teplot Mechanické vlastnosti Tepelné vlastnosti Elektrické vlastnosti Optické vlastnosti Chemické vlastnosti Stárnutí plastů Korozní vlastnosti

3 Chování plastů za vyšších teplot – PŘECHODOVÉ TEPLOTY
Tm – teplota tání, bod zvratu I.řádu. – (SEMI)KRYSTALICKÉ Tf – teplota viskózního toku - AMORFNÍ Při Tm nabudou tepelné vibrace krystalové mřížky takové intenzity, že se krystality začnou rozpadat – probíhá jejich tání – to je doprovázeno změnou fáze. Samotná výše Tm závisí na velikosti makromolekul (tedy molekulové hmotnosti), na velikosti mezimolekulárních sil. U většiny krystalických polymerů je možné ztotožnit Tm a Tf. Nad Tm leží oblast zpracovatelnosti krystalických polymerů. Obdobně jako u jiných materiálů jsou vlastnosti polymerů závislé především na teplotě. V určité oblasti teplot probíhají tyto změny rychleji anebo se mění skokově. Takové oblasti jsou nazývány přechodové a v těchto oblastech existují přechodové teploty: Tg - teplota zeskelnění nebo teplota skelného přechodu, Tf - teplota viskózního toku (pro amorfní plasty), Tm - teplota tání (pro semikrystalické plasty). Průběh deformačních vlastností u amorfního plastu

4 Chování plastů za vyšších teplot – PŘECHODOVÉ TEPLOTY
Tg – teplota skelného přechodu (teplota zeskelnění, bod zvratu II. řádu). Pod ní se polymer nachází ve stavu sklovitém – je tvrdý, křehký, má vysoký modul pružnosti. Nad ní je ve stavu kaučukovitém. I malá napětí způsobují deformace až o několik set %. V přechodové oblasti se modul mění až o 3 řády, koeficient teplotní roztažnosti až o 100%. Pod teplotou Tg postačuje tepelná energie makromolekul pouze k jejich vibracím, polymer je tvrdý a křehký. Při Tg se uvolňuje rotační pohyb segmentů molekul a hmota nabývá kaučukovitého charakteru. U amorfních plastů se hodnota meze pevnosti v tahu (a také modulu pružnosti) v přechodové oblasti v okolí teploty zeskelnění Tg mění skokově, modul pružnosti asi o tři řády, koeficient teplotní roztažnosti o 100 %. Konkrétní hodnota je závislá na velikosti mezimolekulárních sil (čím budou tyto síly větší, tím bude vyšší i teplota zeskelnění) a ohebnosti řetězců (čím bude ohebnost větší a mezimolekulární síly menší, tím bude nižší teplota zeskelnění). Teplotu zeskelnění je možno ovlivnit např. přídavkem změkčovadel, které sníží mezimolekulární soudružnost a tím i Tg. Je tedy patrné, že nejnižší hodnotu teploty zeskelnění vykazují kaučuky, neboť mají malé mezimolekulární síly a značně ohebné řetězce (-100 –120 oC) a semikrystalické plasty (např. PE –120 oC, PP –10 oC). Amorfní termoplasty mají hodnotu teploty zeskelnění výrazně nad teplotou okolí (např. PS 85o až 100 oC). Při teplotě viskózního toku Tf narůstá intenzita změn vlastností polymeru. Při této teplotě ztrácí hmota své kaučukovité vlastnosti a mění se ve vysoce viskózní kapalinu. Nad touto teplotou leží oblast zpracovatelnosti materiálu. Zvýšením teploty klesají mezimolekulární síly a tím se snižuje i viskozita taveniny. Při dalším zvyšování teploty začne probíhat tepelná degradace polymeru (teplota Tz). Zesíťované amorfní polymery se ve srovnání s lineárními chovají odlišně. Tuhá síť chemických vazeb vylučuje přesuny makromolekul jako celku a proto lze u těchto materiálů nalézt při vysokých teplotách jen určitou kaučukovitou oblast s relativně vysokým modulem pružnosti, jehož hodnota pak zůstává konstantní až do teploty rozkladu.

5 Chování plastů za vyšších teplot – PŘECHODOVÉ TEPLOTY
Tg závisí na ohebnosti řetězce, na symetričnosti základních článků makromolekuly, na velikosti mezimolekulárních sil. Objemné substituenty v řetězci porušují jeho symetrii a snižují ohebnost makromolekul, což se projeví zvýšením Tg. Tg je možné ovlivnit přídavkem změkčovadel – sníží se mezimolekulární soudržnost a tím i Tg. U semikrystalických polymerů dochází k nejrychlejším změnám vlastností v oblasti teplot, kterou charakterizuje teplota tání Tm. Při teplotě tání dochází k rozpadu a tání krystalitů, což je provázeno změnou fáze hmoty, která přechází ze stavu tuhého do stavu kapalného. Je zřejmé, že tání se děje v určitém teplotním intervalu a teplota Tm představuje pouze střední hodnotu této oblasti, podobně jako teplota Tg. Konkrétní hodnota závisí na velikosti mezimolekulárních sil a na velikosti makromolekul. Zvětšení obou veličin má za následek zvýšení teploty tání Průběh deformačních vlastností u semikrystalického plastu

6 Viskoelastické chování polymerů
Při aplikaci materiálů v praxi jsou důležité jeho deformační vlastnosti, které vyjadřují vztah mezi vnější silou a deformací materiálu. Mezní případy 1) ideálně pružné těleso 2) ideálně viskózní kapalina

7 Viskoelastické chování polymerů
Ideálně pružné těleso - deformace se ustaví okamžitě a její velikost je přímo úměrná napětí a s časem se nemění veškerá práce vynaložená na deformaci tělesa se v něm akumuluje jako potenciální energie a lze ji kvantitativně získat zpět po zrušení vnějšího napětí k popisu deformačního chování stačí jediná materiálová konstanta – modul pružnosti E, který nezávisí ani na velikosti deformace, ani na době jejího trvání - při modelování se ideálně pružné těleso znázorňuje zavěšenou pružinou

8 Viskoelastické chování polymerů
Ideálně viskózní kapalina vztah mezi smykovým napětím a deformací vyjadřuje Newtonův zákon působením vnějšího napětí dochází k posuvu jednotlivých vrstev kapaliny – nastává tok mezi napětím a deformací se rovnováha neustaví, deformace narůstá po celou dobu působení síly, deformovaný stav zůstává zachován celková deformace závisí na velikosti napětí i na době jeho působení veškerá práce vynaložená na deformaci se mění v kinetickou energii pohybujících se částic a nakonec v teplo znázorňuje se válcem s netěsným pístem pohybujícím se v kapalině určité viskozity

9 Viskoelastické chování polymerů
Složitá struktura polymerů se projevuje i v jejich komplikovanějším deformačním chování. Na vnější namáhání reagují tak, že deformace zahrnuje vždy současně složku elastickou i plastickou a navíc ještě deformaci zpožděně elastickou. Celková deformace je tedy časově závislá a deformační chování je označováno jako viskoelastické. Viskoelasticitu materiálu je možné znázornit Tucketovým modelem.

10 Viskoelastické chování polymerů
Model se skládá ze 3 členů 1- pružina – představuje ideální elastickou neboli Hookovu pružnou deformaci ε1 2- Kelvinův model – vznikl paralelním zapojením pružiny a netěsného válce s pístem – reprezentuje elastickou deformaci ε2 3- netěsný válec s pístem – představuje viskózní tok – trvalou deformaci ε3 Celková deformace viskoelastického tělesa se rovná součtu deformací jednotlivých členů. Deformace 1 nastane okamžitě a je vratná. Deformace 2 je časově závislá a je vratná. Deformace 3 je časově závislá a je nevratná.

11 Viskoelastické chování polymerů
Se vyznačuje těmito znaky: Deformace je funkcí nejen napětí, ale i času a je vratná jen zčásti. Práce spotřebovaná k deformaci se v deformovaném tělese ukládá částečně jako potenciální energie a tuto část lze získat zpět, částečně se ztrácí ve formě tepla. Poměr mezi napětím a deformací není materiálovou konstantou, ale je funkcí času, po který působí napětí (tato hodnota se nazývá časově závislý modul pružnosti).

12 Viskoelastické chování polymerů
Deformace tělesa je brzděna vnitřními odpory ve hmotě, a proto nemůže nastat okamžitě. Čím rychleji má deformace proběhnout, tím je brzdící účinek viskózních členů výraznější a tím větší napětí je nutno vynaložit na dosažení určité požadované deformace. Ve skutečnosti probíhají procesy relaxace deformace pomaleji než odpovídá jednoduchému Tucketovu modelu – kombinace více „Kelvinových modelů“ – vzniká modelové spektrum – lze odhadnout chování polymerů při různých podmínkách vnějšího namáhání – např. vliv teploty nebo rozdílné rychlosti deformace.

13 Viskoelastické chování polymerů
Vliv teploty Jestliže je teplota, při níž je polymer zatěžován mnohem nižší než jeho Tg, je viskozita ve válcích členů 2 a 3 tak vysoká, že se tyto členy při deformaci nemohou uplatnit a hmota vykazuje vlastnosti blížící se dokonale pružnému tělesu. Vliv rozdílné rychlosti deformace (rozdílná doba působení vnější síly) Působí-li síla po velice krátkou dobu (např. namáhání rázem), kapalina ve válcích klade tak velký odpor posuvu pístu, že se tyto složky nemohou uplatnit a výsledná deformace odpovídá prakticky jen deformaci ideálně pružného členu. Bude-li síla působit naopak po velmi dlouhou dobu, má zpožděný i viskózní člen dost času, aby se jeho deformace mohly plně rozvinout a při dlouhé době zatěžování pak obě tyto složky mohou převládnout.

14 Základní fyzikální vlastnosti
Hustota Tepelné vlastnosti - teplotní rozsah použitelnosti - teplotní roztažnost - tepelná vodivost Elektrické vlastnosti Optické vlastnosti

15 Hustota Je mnohonásobně menší než u kovů – vliv chemického složení (základem polymerních řetězců jsou prvky s nízkou atomovou hmotností – C, H, O, S, N). Obecně závisí hustota kromě chemického složení také na nadmolekulární struktuře (s rostoucí krystalinitou roste hustota), ale i na druhu a množství přísad (plniva nebo lehčené polymery). Nejtěžší - fluoroplasty až 2300 kg/ m3

16 Teplotní rozsah použitelnosti
Amorfní polymery jsou použitelné do Tg Krystalické do Tm To jsou však teoretické hranice. Z praktických důvodů se teploty volí s ohledem k mechanickému namáhání a spolehlivé funkci součásti. amorfní: Tg – (10o C až 20oC) semikrystalické: Tm – (20oC až 40oC)

17 Teplotní roztažnost Určuje součinitel délkové teplotní roztažnosti α, je to relativní zvětšení délky tělesa vztažené na 1K (10-6/K) Závisí na druhu polymeru, jeho struktuře, složení, uvažované teplotní oblasti. Obecně je zvětšování objemu hmoty při zvyšování teploty podmíněno zeslabováním mezimolekulárních sil a zvětšováním pohyblivosti makromolekul. Obecně je α tím menší, čím je stupeň krystalinity větší. Nejmenší α mají reaktoplasty.

18 Tepelná vodivost Určuje součinitel tepelné vodivosti λ (W/m.K). Závisí na schopnosti látky přenášet tepelný pohyb z jedné částice na druhou. Tato schopnost souvisí s velikostí sil, kterými jsou částice hmoty navzájem poutány. U polymerů je tepelná vodivost malá – 100 krát menší než vykazuje ocel. Špatná tepelná vodivost způsobuje problémy při zpracování materiálu – dlouhá doba ohřevu a ochlazování.

19 Elektrické vlastnosti
Polymery jsou dobré elektrické izolanty. Vodivost lze ovlivnit vodivými přísadami. V důsledku vysokého izolačního odporu se snadno nabíjejí statickou elektřinou. Měrný vnitřní odpor (cm) charakterizuje izolační odpor proti průchodu elektrického proudu procházejícímu celým průřezem zkušebního tělíska. Odpor rPE = 1018, PB = 1019, PS = 1017 cm. Izolační odpor se zhorší některými vodivými přísadami (grafit), nebo u navlhavých plastů obsahem vody. Vodivé polymery vodivé polymery v sobě spojují elektrické chování typické pro polovodiče s materiálovými vlastnostmi umožňujícími jednoduché zpracování. Mohou měnit svou strukturu, a v závislosti na odezvě okolního prostředí i své fyzikální vlastnosti. Polymery jsou všeobecně známy jako izolanty (nevedou elektrický proud). Mají dobré mechanické vlastnosti a snadno se zpracovávají. Uplatňují se jako materiály izolující vodiče elektrického proudu. Pro řadu aplikací lze funkční vlastnosti polymerů rozšířit přípravou kompozitů, tj. polymerů obsahujících nejrůznější plniva. U kompozitů obsahujících saze nebo práškový grafit se podařilo výrazně zvýšit elektrickou vodivost. Takové materiály se hodí např. pro výrobu lehkých plastových kanystrů na benzin, vodivých podlahovin nebo podešví bot – vodivý kompozit odvádí elektrostatický náboj, tudíž nehrozí vznícení těkavých par.

20 Optické vlastnosti Polymery jsou bezbarvé nebo čiré, pokud neobsahují pigmenty barviva nebo plniva. Amorfní – čiré. Semikrystalické více či méně mléčně zakalené (představují heterogenní systém, krystalické oblasti mají n = 1,52 -1,58, amorfní n = 1,49), intenzita zakalení závisí na stupni krystalinity. Index lomu při 20oC je v intervalu 1,4 –1,6 a málo závisí na vlnové délce. Bezbarvé polymery se dají barvit organickými barvivy nebo pigmenty, většinou se nebarví již hotové výrobky.

21 Hořlavost polymerů Závisí na:
Chemickém složení výchozích látek (PE, PTFE). Struktuře makromolekuly a její relativní molekulové hmotnosti. Druhu a množství přísad ve výrobku. Rozměru a tvaru výrobku. Množství kyslíku potřebného k hoření. Velikosti spalného tepla a tepelné vodivosti polymeru.

22 Hořlavost polymerů lze ovlivnit:
Přídavkem aditivních retardérů hoření (skleněná vlákna). Včleněním reaktivních retardérů hoření do makromolekulárního řetězce (halogensloučeniny – F, Cl, Br, N, Si, MgO, Al2O3). Ochrannými pěnivými nástřiky Nehořlavější: PE, PP, PMMA Hořlavost plastů se zkouší různými metodami podle účelu jejich užití, pro stavebnictví, pro elektrotechniku. Hořlavost plastu se sníží minerálními plnivy, vliv skleněných vláken je sporný. Vyrábí se řada přísad do plastů, které zajistí jejich nehořlavost, ve skutečnosti spíše samozhášivost. Klasifikace hořlavosti je obvykle 5 stupňová. O- nehoří, 1- samozhášivý, 2 - hoří velmi pomalu, 3- hoří pomalu, 4 - hoří rychle. Nehořlavý je pouze PI - polyimid , PTFE - polytetrafluorethylen, SI silikony a FEP - tetrafluorethylen-hexafluorpropylen kopolymer. Také samozhášivých plastů (bez samozhášivých přísad) je velmi málo PC, PPO, tvrdý PVC. Reaktoplasty jsou to většinou samozhášivé nebo nehořlavé.

23 Navlhavost a nasákavost
Nasákavost a navlhavost je měřítkem odolnosti polymeru proti vodě, jako fyzikálně aktivnímu prostředí. NAVLHAVOST – sorpce vody polymerem z vlhkosti ovzduší NASÁKAVOST – sorpce vody polymerem z vody Polární polymery mají velkou sorpci vody (PA, PU…), nepolární polymery vykazují sorpcí vody velmi nízkou Anorganická plniva (skleněná vlákna, kaolin, křemičitá moučka) ve většině případů N+N snižují, naopak organická plniva (celulóza) ji zvyšují. Sorpce vody probíhá až do dosažení určitého rovnovážného stavu. Sorpcí vody se rozměry plastové součásti zvětšují zhruba o objem absorbované vody, ubýváním vody se rozměry opět zmenšují. Obsah vody ovlivňuje též mechanické vlastnosti. Sorpcí vody se snižuje pevnost, modul pružnosti, tvrdost a elektroizolační vlastnosti. Zvyšuje tažnost a houževnatost.

24 Chemické vlastnosti, stárnutí, koroze
CHEMICKÁ ODOLNOST Výrobky a dílce se většinou nevyskytují v inertním prostředí, ale působí na ně celá řada vnějších vlivů. Studium působení chemických sloučenin na plasty Prostředí působící na polymery: Fyzikálně aktivní Chemický aktivní

25 Fyzikálně aktivní prostředí
Nedochází k chemickým reakcím mezi prostředím a polymerem. Dochází k navlhavosti a nasákavosti polymeru - bobtnání až rozpouštění polymeru Na bobtnání a rozpouštění mají vliv mezimolekulární síly. Ty působí jek mezi molekulami rozpouštědla, tak mezi molekulami makromolekulární látky. Při rozpouštění pak mezi molekulami obou látek navzájem. Soudržnost molekul jedné i druhé látky bobtnání a rozpouštění zpomaluje. Interakce molekul jedné i druhé látky bobtnání a rozpouštění podporuje.

26 Fyzikálně aktivní prostředí
Odolnost polymeru proti bobtnání a rozpouštění, nebo naopak možnost převést polymer do roztoku, lze přibližně určit z velikosti soudržnosti molekul polymeru a molekul rozpouštědla a z jejich polarity. O odolnosti polymeru proti působení fyzikálně aktivního prostředí rovněž rozhoduje struktura polymeru. Čím vyšší stupeň krystalinity, tím je polymer odolnější. Odolnost polymerů roste s rostoucí molekulovou hmotností makromolekul. Další důležitý činitel = teplota. Se stoupající teplotou se se obecně zvyšuje účinek prostředí na polymer. POLARITA polymeru a rozpouštědla – obecně platí: nepolární polymery se rozpouštějí v nepolárních rozpouštědlech a polární v polárních. Polární a nepolární látky nejsou mísitelné Elektrický dipólový moment charakterizuje polaritu látky – jeho velikost je úměrná velikosti nábojů v molekule a jejich vzdálenosti.

27 Chemicky aktivní prostředí
Chemicky aktivní prostředí reaguje s polymerem a způsobuje nevratné změny jeho vlastností. Makromolekulární látky se při srovnání chemické reaktivity (odolnosti) chovají obdobně jako organické sloučeniny nízkomolekulární. Nízkomolekulární alkany jsou ve srovnání s jinými sloučeninami celkem netečné k chemickým reakcím. Zcela analogicky se chovají obdobné sloučeniny vysokomolekulární - polyethylen, polypropylen, polyisobutylen. Substituent v polyethylenovém řetězci způsobuje snížení odolnosti - polyvinylacetát, polyvinylakrylát, polyvinylalkohol.

28 Chemicky aktivní prostředí
Výjimkou jsou sloučeniny, kde je vodík nahrazen zcela nebo částečně fluorem nebo chlorem, tyto látky jsou momořádně odolné proti působení chemikálií - polytetrafluorethylen, polytrifluorchlorethylen, polyvinylchlorid. Přítomnost dvojných vazeb v řetězci značně snižuje odolnost, zejména proti oxidaci - kaučuky, nízkozesíťované pryže. Nahrazení uhlíkatých vazeb, jako u sloučenin odvozených od polyethylenu, jiným neuhlíkatým článkem, převážně kyslíkem a dusíkem způsobuje podstatné snížení odolnosti. K rozštěpení makromolekuly dochází v tomto nejslabším místě makromolekuly. Tyto sloučeniny, polyamidy, polyuretany, nízkomolekulární estery, podléhají snadno zejména hydrolýze kyselinami, zásadami ale i vodou. Vliv chemických činidel na plasty způsobuje pokles pevnosti a modulu pružnosti, tažnosti. změnou barvy. Plasty jsou většinou k chemickým činidlům odolné. Určité druhy plastů mají k určitým skupinám chemikálií dokonce vynikající odolnost a používají se jako ochranné povlaky. Pro jednotlivé plasty technické tabulky obvykle uvádí významné rozpouštědlo nebo rozpouštědla. To tehdy pokud uvažujeme s využitím plastu na nátěr nebo na lepidlo. V opačném případě, a to daleko častěji a podrobněji, se uvádí odolnost plastu pro jednotlivé chemikálie, tedy nejen pro rozpouštědla, ale na příklad i pro kyseliny, louhy a agresivní plyny. Odolnost se uvádí pro různé koncentrace při dvou nebo třech teplotách. Sleduje se pak průběh úbytku nedůležitějších mechanických vlastností.

29 Koroze KOROZE – znehodnocení materiálu chemickým nebo fyzikálně chemickým působením prostředí Jestliže jsou plasty vystaveny mechanickému napětí nebo vnitřnímu pnutí, za současného působení určitých kapalin nebo par, objevuje se u nich tzv. koroze za napětí. Projevuje se vytvářením povrchových trhlin, které se postupně šíří a prohlubují, výrazně zhoršují mechanické vlastnosti výrobku, až nakonec vedou k lomu nebo přetržení. Koroze za napětí se vyskytuje především u termoplastů, u reaktoplastů je v důsledku zesíťování značně omezena. Při krátkodobém působení koroze za napětí se projevují velké rozdíly v odolnosti jednotlivých typů plastů. Např. PA, PP, PC, ABS jsou mnohem odolnější jako PS, PMMA, PE, ale při dlouhodobém působení několika měsíců se rozdíly zmenšují a koroze se projevuje u většiny plastů.

30 Stárnutí Stárnutí plastů jsou nevratné změny struktury a následně vlastností vlivem, světla, UV záření, ovzduší, ozónu a tepla. Většinou působí několik činitelů současně, ale podle toho který z činitelů v příčině stárnutí převažuje hovoříme o stárnutí tepelném a tepelně-oxidačním, stárnutí vlivem povětrnosti a stárnutí vlivem záření. Tepelné a tepelně oxidační Vlivem povětrnostních podmínek

31 Tepelné a tepelně oxidační
Dlouhodobé působení teplot rozrušuje makromolekulární řetězce a důsledkem je křehnutí plastu. Pouze tepelné stárnutí probíhá v inertní atmosféře, nebo např. v olejové lázni. Jestliže je plast kromě vyšší teploty vystaven také působení kyslíku probíhá stárnutí tepelně-oxidační. Zde je příčinou rozrušování řetězců makromolekul také kyslík. U plastů náchylných k hydrolýze (PA) urychluje stárnutí přítomnost vody. Odolnost plastů se zlepšuje tepelně stabilizačními a antioxidačními přísadami.

32 Vlivem povětrnostních podmínek
Povětrnostní stárnutí je současné a střídavé působení vzdušného kyslíku, slunečního záření, vlhka a sucha na plastové výrobky, tak jak je dáno počasím na atmosférické stanici. Určujeme-li výrobek k používání v tropech nebo na Sibiři nebo ve vysokohorských polohách, musíme odzkoušet stárnutí na atmosfrérických stanicích s odpovídajícím klimatem. Souhrn povětrnostních vlivů má za následek opět rozrušování makromolekul, a tím křehnutí, vznik trhlin, žloutnutí, ztrátu lesku a barev. Zkoušky stárnutí na atmosférických stanicích jsou dlouhodobé, trvají i roky a proto se provádí i urychlené umělé stárnutí ve speciálních komorách napodobujících všechny vlivy povětrnosti se zvýšenou intenzitou. Velkou odolnost proti povětrnostním vlivům (10-20 roků) mají stabilizované polyolefiny (PE,PP), fluoroplasty a reaktoplasty. Odolnost plastů se zvyšuje přídavkem stabilizátorů proti ultrafialovému záření a oxidaci. Reaktoplasty mají všeobecně větší odolnost než termoplasty. U termoplastů obsahujících změkčovadla (měkčený PVC, CA) je nutno počítat s vytěkáním změkčovadla. Odolnost proti stárnutí může mít ale také obrácený efekt. Na příklad jak dlouho bude probíhat v přírodě nebo na skládkách přirozená degradace plastových obalů a jiných plastových výrobků. 

33 Tečení a relaxace Deformační změny polymeru nejsou dány jen teplotou, ale i velikostí a dobou působení mechanického namáhání. Viskoelastická deformace současně s plastickou deformací se proto může v malé míře projevovat, zejména u termoplastů v kaučukovitém stavu polymeru a nepatrně i ve sklovitém stavu polymeru. Tyto deformace jsou příčinou tečení (krípu) a relaxace napětí v polymeru. Tečení (kríp) je vratná a nevratná deformace narůstající s časem, vyvolaná dlouhodobým konstantním mechanickým namáháním. Je větší u semikrystalických termoplastů, neboť ty se používají převážně nad teplotou Tg, a malá u amorfních termoplastů, neboť ty lze používat jen pod teplotou Tg.

34 Tečení a relaxace O příklady krípu se jedná u závěsů, potrubí, ale také lopatek ventilátorů vlivem dostředivých sil. Relaxace napětí je pokles napětí v konstantně deformovaném předpjatém tělese z termoplastu v závislosti na čase. Ze stejných důvodů jako u krípu je relaxace malá u amorfních termoplastů a větší u semikrystalických termoplastů. U reaktoplastů se kríp a relaxace projevují jen v nepatrné míře. Oblast nejčastějšího funkčního použití reaktoplastů a amorfních termoplastů je ve stavu sklovitém, elastomerů a amorfních termoplastů ve stavu kaučukovitém. O příklady relaxace se jedná u šroubů, nýtů, nalisovaných spojů (nasunutých trubiček, krytek lahviček).

35 Mechanické vlastnosti
Mechanické vlastnosti plastů při krátkodobém namáhání. Zjišťují se tahovou trhací zkouškou, čas namáhání je obvykle kratší než 1 min. Závislost napětí v tahu R na měrném prodloužení e pro plasty je na grafu.

36 Mechanické vlastnosti
Mechanické vlastnosti při cyklickém namáhání: Při cyklickém dynamickém namáhání součástí z plastů dochází stejně jako u kovů k únavě materiálu. Opakovaným tahovým, ohybovým nebo smykovým napětím, nebo prolamováním vznikají v místech porušení struktury materiálu trhlinky, které se postupně spojují ve větší únavové trhliny. Zkoušky únavy se podle druhu namáhání konkrétního dílce provádějí různým způsobem, tahem, tlakem, ohybem nebo smykem a to buď střídavým souměrným napětím nebo sinusově pulsujícím. Cyklické namáhání může být souměrně střídavé, nebo sinusově pulsující.

37 Mechanické vlastnosti
Schopnost tlumení kmitů a rázů: Plasty mají dobrou schopnost pohlcovat kmitavou nebo rázovou energii a přeměňovat ji v teplo. Míru tlumení udává tzv.mechanický ztrátový činitel.  Rázová a vrubová houževnatost Měřítkem je náchylnosti materiálu k lomu při rázovém namáhání. Je vyjádřena množstvím práce (energie) spotřebované na přeražení normalizované zkušební tyčinky. Ve sklovitém stavu plastů je rázová houževnatost nízká, v oblasti skelného přechodu Tg prudce stoupne.

38 Mechanické vlastnosti povrchu, tvrdost, tření, opotřebení.
Tvrdost, se měří různými způsoby, protože je velký rozdíl mezi tvrdými reaktoplasty a měkkými elastomery. Nejčastěji se u tvrdých plastů měří stupně Brinella, u středně tvrdých Shore D u měkkých plastů a elastomerů Shore A. Výsledky nelze navzájem přepočítávat. Tření a opotřebení. Nejvýhodnější kluzné vlastnosti mají vzhledem ke své struktuře některé semikrystalické termoplasty, zejména PA, POM, PTFE, PBTP.

39 Použitá literatura www.ped.muni.cz/wphy/FyzVla/FMkomplet3.htm
TZK a MTDIII

40 Děkuji za pozornost TZK a MTDIII