Zástupci jednotlivých plastů 3. Přednáška Plasty, lepidla a nátěrové hmoty

Vlastnosti plastů ovlivňuje molekulární struktury makromolekul, polymer nadmolekulární struktury, micely, disperze chemická struktura molekulová hmotnost fázová struktura (krystalický nebo amorfní plast) chemickou strukturu a molekulovou hmotnost lze ovlivnit při syntéze podmínky při zpracování mají zase zásadní vliv na fázovou strukturu plastů

Elektrické vlastnosti Polymery jsou dobré elektrické izolanty. Vodivost lze ovlivnit vodivými přísadami. V důsledku vysokého izolačního odporu se snadno nabíjejí statickou elektřinou Polarita polymerů Tvorba dipólů nevede ke vzniku + nebo – iontů a tak celistvost molekul zůstává zachována. Pokud jsou monomerní jednotky polymerů symetrické a tvoří je stejné skupiny atomů, pak se vzniklé dipóly uvnitř navzájem kompenzují. Takové polymery se projevují ve svých fyzikálních a chemických vlastnostech jako nepolární. Př. PE, PTFE, silikonový kaučuk

Vlastnosti plastů U makromolekul s osamocenými dipóly, které nemohou být vykompenzovány analogickými skupinami, dochází ke vzniku polarity. S polárností souvisí také elektroizolační vlastnosti. U polárních polymerů se elektrická vodivost zvyšuje zejména z důvodu jejich navlhavosti. Př. PA. Nepolární polymery se naproti tomu používají jako dielektrik

Polyolefíny

PE Polyetylen −CH2− PE je jeden z nejjednodušších plastů, po prvé připraven v r.1984. Rozeznáváme nízko hustotní LDPE vyrobený vysokotlakým způsobem a vysoko hustotní HDPE vyrobený nízkotlakým způsobem. Z fyziologického hlediska je PE zdravotně nezávadný plast, bez chuti a zápachu. Zpracovává se vstřikováním, vytlačováním a rotačním tvářením, také ho lze nanášet ve fluidním loži. V poslední době se HDPE používá při výrobě kompozitního materiálu na bázi dřeva - woodplastic, který se používá jako náhrada dřeva v mnoha oborech. [3][4]

Anglický název Zkratka Ultra high molecular weight polyethylene UHMWPE Ultra low molecular weight polyethylene ULMWPE nebo PE-WAX High molecular weight polyethylene HMWPE High density polyethylene HDPE High density cross-linked polyethylene HDXLPE Cross-linked polyethylene PEX nebo XLPE Medium density polyethylene MDPE Low density polyethylene LDPE Linear low density polyethylene LLDPE Very low density polyethylene VLDPE

PP Polypropylén −[CH2−CH]− | CH3 Polypropylen je plast, objevený v roce 1954, ke konci minulého století došlo k velkému rozšíření jeho zpracovávání a použití. V současnosti PP nejvíce zpracovávaný plast na světě. Vyznačuje se dobrou tepelnou stabilitou, zdravotní nezávadností a je bez chuti a bez zápachu. Výrobky z PP mohou být vystaveny teplotě 140°°C. Svými mechanickými vlastnostmi předčí PE

PP Polypropylén je nerozpustný v organických rozpouštědlech používá se jako technický plast a pro výrobu zahradního nábytku, i když je méně odolný vůči povětrnostním vlivům, zejména slunečnímu záření. Při této aplikaci do exteriéru musí být stabilizován. Snadno se zpracovává vstřikováním vytlačováním, lisováním. Výrobky z něho potiskovat, pokovovat, spojovat svařováním lepit s obtížemi jako PE. Zpracovává se jako kopolymer s ethylenem a nebo 1- butanem.

Vinylové plasty PVC Polyvinylchlorid PVC nejvíce používaný, nejmnohostrannější plast Podle světových přehledů představují výrobky z PVC 20% všech výrobků z plastů resp. přes 26 mil./rok všech plastových výrobků, přičemž PVC překonává z polymerů pouze polypropylén.(22%). Dvě třetiny prodávaného množství představuje tvrdé PVC. Měkčený polymer se zase využívá při výrobě folii, výpletů sedacího nábytku, koženek a obalů. Z houževnatého hPVC se vyrábí plastová okna 4]

Fyzikálně –mechanické vlastnosti PVC Hustota 1380 kg/m3 Molární hmotnost 42,08 g/mol Teplota skelného přechodu 87 °C Tepelná vodivost 0,16 W/(m·K) Teplota varu 212 °C Měrná tepelná kapacita 0,9 kJ/(kg·K) Modul pružnosti 2500 MPa Mez pevnosti 35 MPa

Rizika při výrobě a likvidaci PVC Výrobu polyvinylchloridu doprovází vznik nebezpečných dioxinů, které patří mezi rizikové toxické látky. Při výrobě může do prostředí uniknout toxický chlór nebo karcinogenní vinylchlorid monomer (VCM) Při výrobě PVC se mohou uvolňovat další nebezpečné látky jako chlorovodík, hexachlorbenzen, polychlorované bifenyly, furany a dioxiny. Nežádoucími vedlejšími produkty spalování materiálů obsahují chlór, jsou toxické, většinou karcinogenní a narušují funkci endokrinního systému. [3][4]

Rizika při výrobě a likvidaci PVC Řadí se vlastně mezi nehořlavé polymery, ovšem i PVC může za definovaných podmínek hořet. Díky tepelnému rozkladu vzniká jako hlavní složka HCL (chlorovodík), při koncentraci 0,008 mg/l zdraví nebezpečný. Při reakci s vodní parou ve vzduchu tvoří koncentrovanou kyselinu chlorovodíkovou, jež působí korozivně na kovové konstrukce a elektrické obvody

PS Polystyrén Polystyrénové plasty patří mezi nejpoužívanější plasty. Je znám ve formě tvrdých i lehčených plastů. Lehčený PS se zpracovává ve formě tvrdých a měkkých strukturální pěn s kompaktním povrchem a měkkým jádrem. Vyrábí se také houževnatý PS. Vstřikování je nejvíce používaná technologie zpracování PS plastů, dále se používá vytlačování pro výrobu desek a folií, které se mohou následně vakuově nebo tepelně tvarovat. [5][4]

PS Polystyrén Polystyren je poměrně tvrdý, ale křehký plast, Dobře odolává kyselinám a zásadám. Při stárnutí křehne a vytvářejí se v něm trhliny. Neodolává organickým rozpouštědlům, zejména benzínu, aldehydům a ketonům. Je citlivý vůči UV záření a málo odolný vůči teplotě (jen asi do 70 °Celsia)

Fyzikálně-mechanické vlastnosti PS Hustota 1050 kg/m3 Tepelná vodivost 0.08 W / (m · K) Youngovy modulus (E) 3000-3600 MPa Pevnost v tahu 46–60 MPa Tažnost 3–4 % Test vrubu 2–5 kJ /m2 Teplota skelného přechod 95 °C Teplota tání 70 °C

PUR Polyuretany DD termoplasty objevené v roce 1937. Připravují se polyadiční reakcí Vyrábí se: v lehčené formě, ve formě měkkých nebo tvrdých pěn, tvrdé plasty, elastomery Vlastnosti: dobře izolují teplo, izolační materiál, nelehčené tvrdé PUR se vyznačují vynikající rázovou i vrubovou houževnatostí, velkým rozsahem teplot vhodných pro použití, což využívají jejich elastomery Výhodou PUR je možnost požitím různých sloučenin, pro polyadici a připravit plast podle požadavků zpracovatele a následně zákazníka.

PUR Polyuretany DD Polyuretany jsou lineární polymery, které mají molekulární páteř obsahující karbamát skupin (-NHCO2). Tyto skupiny, tzv. polyuretanu, jsou vyráběny pomocí chemické reakce mezi diisokyanát a polyol. FUNKČNÍ VLASTNOSTI vynikající izolační schopnost, možnost zpracování na místě nebo do libovolné formy, přilnavost k plášťovým materiálům a podkladům, buněčná struktura s uzavřenými dutinkami, nízká nasákavost, nepatrná hmotnost, pevnost. [5][4]

PUR Polyuretany DD APLIKAČNÍ MOŽNOSTI PUR materiál "programovatelný", podle jeho chemického složení a vytvoření může vzniknout řada zcela odlišných typů - od měkkých pěn přes tvrdé pěny až po strukturální PUR pro výrobky stavebního i spotřebního průmyslu, od běžně hořlavého polyuretanu přes samozhášivé typy až po těžko hořlavé až nehořlavé, s teplotní odolností běžnou (120 °C) až po teplotně odolné při 300 °C atd. TOXICITA   není napadán plísněmi, hmyzem, trvalá odolnost proti hnilobě, odpad v podobě tvrdé pěny, o jeho další využití pro izolační zásypy, použití do litých výrobků PUR a podobně.

PC Polycarbonáty První výsledky o PC byly zveřejněny v roce 1956 a od těch dob nastal jejich velký rozvoj. Polykarbonáty patří do skupiny termoplastů, podskupiny polyesterů. Vyrábějí se procesem polykondenzace Bisfenolu A (4,4` dihydroxy-2,2-difenylpropanu) s fosgenem. Polycarbonáty, jsou čiré amorfní polyestery kyseliny uhličité na bázi 2,2-bis(4-hydroxifenyl)-propanu a patří mezi snadno dostupné materiály. Vyznačují se velkou vrubovou i rázovou odolností i za nízkých teplot, tepelnou stabilitou do 140°C. Zpracovávají se vstřikováním a vytlačováním. [3][4]

PC Polycarbonáty Dají se dobře třískově obrábět, svařovat horkým vzduchem a lepit roztokem PC. Zvláště významné jsou jejich směsi s ABS, Bayblend. Použití pro výrobky z technických plastů, transparentní kryty, také se nahrazují sklo.

Fyzikálně-mechanické vlastnosti Proti obvyklým termoplastům je nutno granulát před zpracováním 4 – 24 hodin předsušit při 120°C, zpracovatelské teploty jsou při vstřikování 280 – 320°C, při vytlačování 240 – 280°C. Vstřikovací forma se musí temperovat na cca 80°C, smrštění ve formě leží mezi 0,6 – 0,8 %. Hustota výrobků 1,20 – 1,22 g/cm3, odolností proti hoření V0 – V2 dle ASTM, výbornou transparentností, výbornou odolností k povětrnostním vlivům, vynikajícími odolností proti nárazu, odolností proti teplotě (Vicat B) min. 145° C,

dobré izolační vlastnosti proti elektrickému proudu. Jsou dobře odolné proti: vodě, mnoha anorganickým kyselinám vodním roztokům neutrálních solí, nepolárním organickým rozpouštědlům, uhlovodíkům, olejům a tukům. Neodolávají koncentrovaným kyselinám a alkáliím a polárním rozpouštědlům.

Použití PC PC se aplikuje ve stavebnictví, když se využívá mimořádná rázová houževnatost (250krát vyšší než u skla), vysoká pružnost, optická průhlednost 64 – 83 %, odolnost proti slunečnímu záření, tepelná odolnost v rozmezí -40 až +115° C, dobrá tepelná (U = 1,4 – 4,5 W/m2k) a zvuková izolace (tlumení 18 – 23 dB). Typickými aplikacemi jsou DVD, CD, počítače, mobily ploché a obloukové zasklívání teras, světlíků, zimních zahrad

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR Techdrev - CZ.1.07/2.2.00/28.0019

PA Polyamidy Polyamidy vznikají dvěma procesy polykondenzací nebo polymerací. Obsahují v uhlovodíkových řetězcích amidové skupiny –CO-NH-. Vyznačují se snadnou zpracovatelností, vysokou houževnatostí s nízkou odolností k povětrnostnímu stárnutí. Zpracovávají se vytlačování, vstřikováním, rotačním tvářením a tvářením přímo z taveniny. Používají se pro výrobu vláken a jako technické plasty.

+ H2O

Fyzikálně-mechanické vlastnosti PA vysoká mezní pevnost: 70 – 110 MPa - houževnatost: 12 kJ/m2 Obrobitelný široký rozsah pracovních teplot: od -40 do +140 °C - vysoka tvrdosť: M 85 – M 98 - hustota: 1,15–1,16 kg/dm3 - dobre únavové a tlumící vlastnosti - dobrá odolnost vůči opotřebení - vynikajucí odolnost vůči tečení za studen

ABS akrylonitril-butadien-styren Tento typ kopolymerů ze skupiny polystyrénových plastů patří do skupiny heterogenních kopolymerních látek vzniklých kombinací monomerů akrylonitrilu, butadienu a styrenu. Ve spojité fázi styren-akrylonitrilového kopolymeru jsou rozptýleny malé spojité částice polybutadienového kaučuku. Kopolymer se vyznačuje nižší odolností proti povětrnosti, stárnutí a působení slunečního světla, kterou lze upravit zvýšeným množstvím světelných stabilizátorů a absorbérů UV-záření. 105°C

Charakteristická je jeho dobrá vrubová a rázová houževnatost s dobrými mechanickými vlastnostmi, snadnou zpracovatelností, malým elektrickým nábojem, dobrou odolností vůči řadě chemikálií. Tvrdý a lesklý povrchem i atraktivní vzhled, nevyžaduje dodatečnou úpravu. Vzhledem k heterogennosti jsou ABS kopolymery neprůhledné a tvarově stálé jsou do teploty do 80 °C až až 105°C

TPE termoplastické elastomery Uplatnění této nové skupiny plastů v posledních letech výrazně vzrostlo, a to zejména jako náhražka styrénových plastů. Jedná se vysoce výkonné kopolymery COPE a termoplastické vulkanizáty (TPV) nebo termoplastické polyuretany (TPU). Další používané termoplastické elastomery jsou (SBS, PS, EVA a EDPM). Jejich uplatnění je v náhradě styrénových plastů a PVC, jako vnitřní plochy, těsnění a kryty. Předností TPU je jejich ohebnost odolnost proti oděru a chemikáliím

TPE termoplastické elastomery Vyznačují se vysokou stabilitou a průhledností, z tohoto důvodu je jejich další uplatnění v oblasti dekoračních folií, které se mohou vložit do formy vstřikovacího stroje a vystřikovat se s termoplastem. Získají se dvou-trojrozměrné dílce s vynikající povrchovou úpravou vzhledem

UP Polyestery Polyesterový polymer se vyskytuje ve dvou formách jako termoplast a termoset Při využití polyesteru v termoplastické formě se využívá jeho zdravotní nezávadnosti. K termosetické formě plastu se přidávají plniva pro upravení fyzikálně-mechanických vlastností výrobků z plastu a snížení materiálových nákladů. Mezi nejvíce používaná pojiva patří skleněná vlákna, která zlepšují jeho užitné vlastnosti a prodlužují jeho životnost. Používají se zejména pro výrobu plastového nábytku určeného k vybavení koupelen. Zařízení do kuchyně vyrobené z tohoto materiálu odolává teplotám až do 300°C [3][4]

Polyethylentereftalát PETP Do skupiny polyesterů patří i Polyethylentereftalát PETP, který se používá hlavně pro výrobu vláken, folií používaných jako separační folie v lisech. Při použití PETP folií se využívá jejich velká tepelná a rozměrová stálost a odolnost i vynikající mechanická pevnost.

POLYTETR AFLUÓRETYLÉN – PTFE Základné charakteristiky: - pevnost v tahu: 16 – 25 MPa - vysoka chemická stabilita - obrobitelný - nejnižší koeficient tření - široký rozsah pracovních teplot: od -200 do +260-300 °C - tvrdosť: D 50 – D 75 - hustota: 2,2 – 2,4 kg/dm3 - dobré tlumící vlastnosti a houževnatost - dobré elektroizolační vlastnosti i ve vlhkém prostředí - fyziologicky neutralní, vhodný pro styk s potravinami a farmaceutikami

POLYMET YLMETAKRYLÁT – PMMA pevnost v tahu: min. 45 MPa modul pružnosti: min. 1380 Mpa Obrobitelný Chemicky odolný, voděodolný rozsah pracovnych teplot: od -20 do +90 °C Tvrdost: 100 - 170 MPa Hustota: 1,19 kg/dm3 Dobré elektroizolační vlastnosti i ve vlhkém prostředí, nízká nasákavost Vynikající optické vlastnosti - Nižší cena v porovnaní s polykarbonaty (PC) ,

Konstantní elektroizolační vlastnosti. Široké možnosti obrábění Není odolný vůči páře, hoří jasným plamenem je nachylný na korozivní vznik trhlin a praskaní. V porovnaní s PC je křehký, je citlivý na vznik lokalního napětí při obrábění, lehko praská. Součástky strojů a přístrojů s malým mechanickým napětím,.

Technologie obrábění: Obrábění tradičními kovoobráběcími procesy ostrými nástroji z uhlíkové ocele, (řezání, vrtání, soustružení, frézovaní) rychlořezné oceli, tvrdokovu a diamantu,. V porovnaní s PC je křehký, je citlivý na vznik lokalního napětí při obrábění, lehko praská. Součástky strojů a přístrojů s malým mechanickým napětím, Technologie obrábění:

PLA kyselina polymléčná Tento biodegratovatelný polymer je první plast připravený z obnovitelných zdrojů. Základní surovinou pro jeho výrobu je kukuřice. Používá se pro výrobu vláken, fólií a obalů, kde již částečně nahrazuje PETP. Materiál pro 3D tiskárny