POLYMERY a KOMPOZITY - CI57

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
ÚVOD DO STUDIA CHEMIE 1 Stavba atomu
Advertisements

Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory 1.5 Registrační číslo projektu:CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu:Zvyšování.
Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/ Výuková centra © Letohradské soukromé gymnázium o.p.s.
Přehled stavebních materiálů
Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57
Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57
Plasty Fyzikální podstata Deformace Mezní stav.
Chemie technické lyceum 1. ročník
Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám
elektronová konfigurace
Plasty („umělé hmoty“)
Poznámka: Text, jenž se nachází u každého snímku v poznámkách, by měl být při prezentaci zmíněn ústně.
Plasty makromolekulární látky snadné tvarování (za určitých podmínek)
Škola: Chomutovské soukromé gymnázium Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/
Chemie anorganická a organická Makromolekulární látky, plasty
Materiály pro rekonstrukce staveb – CI57
I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í
Částicové a vláknové kompozity, výroba kompozitů
MECHANIKA KOMPOZITNÍCH MATERIÁLŮ 1.Úvod, základní pojmy,klasifikace
Strojírenství Strojírenská technologie Technické materiály (ST 9)
CZ.1.07/1.1.10/
Plasty Plasty jsou tvořeny makromolekulárními řetězci s opakujícími se základními strukturními jednotkami. Atomy makromolekuly jsou spojeny.
Vnitřní stavba pevných látek
Makromolekulární látky Mgr. Radovan Sloup Gymnázium Sušice Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Gymnázium Sušice – Brána vzdělávání II CH-1 Obecná.
Projekt Anglicky v odborných předmětech, CZ.1.07/1.3.09/
Elektrotechnologie 1.
ZÁKLADY MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE
 Ke vzniku organické chemie jako samostatné vědní disciplíny došlu na přelomu 18. a 19. století  Dříve se věřilo, že přírodní látky není možné uměle.
Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: III/2VY_32_inovace_ 02.
Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám
Kompozity Kompozity tvoří materiálový systém, složený ze dvou nebo více fází, s makroskopicky rozeznatelným rozhraním mezi fázemi, dosahující.
Plast Plast Plast.
Strojírenství Strojírenská technologie Technické materiály (ST 9)
LÁTKY A TĚLESA.
Polymery a plasty v praxi POLYURETANY
Charakteristické vlastnosti kaučuků
11. Keramika, kompozity, polymery.
Kapitola 12: plastické hmoty
Polymerace 17. prosince 2013 VY_32_INOVACE_130308
Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ ŠablonaIII/2 Sada 24 AnotaceDefinice.
Chemie pro 9. ročník ZŠ. Název školy: Základní škola a mateřská škola, Hlušice Autor: Mgr. Ortová Iveta Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název:
PLASTY. PVC – polyvinylchlorid odolný proti vodě, nevede el. proud ● Desky.
NÁZEV ŠKOLY: Základní škola Strančice, okres Praha-východ AUTOR: Ing. Ivana Fiedlerová NÁZEV: VY_32_INOVACE_ F 13 Polymerace TEMA: Chemie -
Anotace Materiál slouží pro výuku speciálních oborů, pro žáky oboru tesařské práce. Prezentace obsahuje výklad problematiky plastů ve stavebnictví. všechny.
Elektronické učební materiály – II. stupeň Chemie 9 Autor: Mgr. Radek Martinák Syntetické látky umělé hmoty a vlákna Měkčený PVC Teflon Polypropylen Polystyren.
Makromolekulární látky  Makromolekulární látky jsou látky složené z velkého počtu atomů vázaných chemickými vazbami do dlouhých řetězců.  Pravidelně.
Anotace: Anotace: Materiál je určen pro 2. ročník učebního oboru zedník – vyučovací předmět “materiály“. Je použitelný i pro výuku dané problematiky u.
ELEKTROTECHNICKÉ MATERIÁLY. Název projektu: Nové ICT rozvíjí matematické a odborné kompetence Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Název školy: Střední.
Ch_025_Uhlík Ch_025_Uhlovodíky_Uhlík Autor: Ing. Mariana Mrázková Škola: Základní škola Slušovice, okres Zlín, příspěvková organizace Registrační číslo.
Plasty. Plast je materiál, jehož podstatu tvoří syntetické makromolekulární látky Makromolekuly jsou částice složené z velkého počtu (až tisíců) atomů.
Název školy: Základní škola Městec Králové Autor: Ing. Hana Zmrhalová Název: VY_32_INOVACE_01_Ch9 Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Téma:Organická.
Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ ŠablonaIII/2 Sada 29 Anotace.
Výukový materiál zpracován v rámci projektu
Význam stavebních materiálů Hlavní charakteristikou stavebnictví je, že se na stavbě zpracovává velké množství velmi těžkých materiálů v přírodní.
Výukový materiál zpracován v rámci projektu
Výukový materiál zpracován v rámci projektu
NÁZEV ŠKOLY: ZŠ Dolní Benešov, příspěvková organizace
Základy organické chemie
Výukový materiál zpracován v rámci projektu
Chemie makromolekulárních látek
ELEKTROTECHNICKÉ MATERIÁLY
NÁZEV ŠKOLY: Základní škola Strančice, okres Praha-východ
DRUHY PLASTŮ OB21-OP-STROJ-TE-MAR-U DRUHY PLASTŮ OB21-OP-STROJ-TE-MAR-U
Organická chemie Chemie 9. r..
Výukový materiál zpracován v rámci projektu
Plasty 3. prosince 2013 VY_32_INOVACE_130315
Výukový materiál zpracován v rámci projektu
Plasty Jsou makromolekulární látky, skládající se z obřích molekul, které obsahují tisíce atomů, především C, H, Cl, F, O, N, a které tvoří dlouhé řetězce.
Kompozity Kompozity tvoří materiálový systém, složený ze dvou nebo více fází, s makroskopicky rozeznatelným rozhraním mezi fázemi, dosahující.
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/ Číslo materiálu VY_32_INOVACE_04-10
Transkript prezentace:

POLYMERY a KOMPOZITY - CI57 Ing. Michal Stehlík, Ph.D. Ústav stavebního zkušebnictví FAST VUT v Brně

Rozvoj stavební výroby – materiálová základna 1 kámen dřevo přírodní materiály cihla vápno umělé materiály sádra Průmyslová revoluce …………………………..1850 beton kovy keramika prvý kvalitativní skok sklo vyztužený beton izolace asfaltové ………………………………….1900

Rozvoj stavební výroby – materiálová základna 2 hliník konstrukční sklo syntetické materiály – duroplasty …….. …….1945 syntetické materiály ….…druhý kvalitativní skok kontinuální výroba skla hutnictví železa + kovů ……………………… 2000 (elektronová mikroskopie, UZ defektoskopie)

Polymery jsou převážně organické materiály odvozeny z ropy a uhlí ═►řetězce -C-C-C nebo –C-C-O-C nebo –C-C-N-C-C, event. Si makromolekulární látky sestávající z velkých řetězových molekul umělé hmoty, plastické látky, polymery, pryskyřice a pod. náhrady kovů, skla, porcelánu, kůže, gumy…..

Způsob tvorby makromolekul Polymery vznikají z jednoduchých molekul (monomerů) systémem řetězení Makromolekuly jsou rozdílných délek a tvarů Vytvořený polymer má stejné procentuelní složení jako monomer, liší se ale vysokou molekulovou hmotností a nízkým bodem měknutí Polymer = makromolekulární látka = vysokomolekulární látka

Polymerace identických molekul monomeru vytváří homopolymery Dva nebo více rozdílných monomerů vytváří kopolymery

Makromolekuly - rel. mol. hmotnost ►10000 Počet atomů v makromolekule ► 1000 Tři formy zesíťování monomerů: a) lineární (termoplast) b) plošné (elastomer) , c) prostorové (duroplast)

Technologie výroby polymerů Polymerizace – sloučení monomeru bez vedlejších zplodin ..A-A-A-A.. Polykondenzace – sloučení min. dvou monomerů, odštěpují se vedl. zplodiny A + B ►makromolekula + voda ..A-B-A-B-A-B-A.. Polyadice – sloučení min. dvou monomerů bez zplodin ..A-B-A-B-A-B-A

Rozdělení polymerů Dle původu: a) polosyntetické (z celulozy) b) syntetické (z monomerů) Dle základní makromolekulární hmoty: a) termoplasty, b) termosety (duroplasty, reaktoplasty), c) elastomery (pryže), d) ostatní Dle dalšího použití: a) recyklovatelné b) nerecyklovatelné

Složení technických polymerů Tech. polymery jsou kompozitní materiály, skládající se z: 30% polymeru + 69% výplně + 1% barviva. Technické polymery se vyrábí obyčejně ve třech modifikacích: tvrdý polymer (PVC - novodur) měkčený polymer (PVC – novoplast) a pěnový polymer (PS – polystyrenové izolační desky)

Rozdíly mezi polymery a silikáty polymery X silikáty bez pórů pórovité řádově > deformace < deformace závislost vlast. na teplotě x nejsou konstrukční hmoty jsou jsou modifikační hmoty nejsou nízká odolnost proti ohni vysoká odolnost adhese, nepropustnost propustnost pružná deformace, nižší creep vyšší cena nižší cena

Nejznámější aplikace polymerů ve stavební výrobě

Vztah mezi strukturou a vlastnostmi PE – pravidelně se opakující strukturní jednotky C-H2 O vlastnostech polymerů rozhoduje: chem. složení, tvar molekulárních jednotek, délka makromolekuly a pohyblivost makrom. Řetězců Typický deformační diagram makromolekulárních látek

Rozdílnost polymerů od ostatních materiálů

Rozdíly chování při zatěžování

Pevnost a tuhost polymerů Modul pružnosti v závislosti na teplotě Pevnost a tuhost prvku z modifikovaného polystyrenu

Základní informace konstruktéra o polymeru Závislost modulu pružnosti a mezní pevnosti na čase a teplotě Poissonův poměr Modul ve smyku event. objemový modul Křivky dotvarování (creep) Mezní odolnost vůči nárazové teplotě Geometrie stavebních prvků Odolnost vůči danému prostředí Vlivy dané způsobem zpracování Závislost modulu pružnosti a mezní pevnosti na čase a teplotě Poissonův poměr Modul ve smyku event. objemový modul Křivky dotvarování (creep) Mezní odolnost vůči nárazové teplotě Geometrie stavebních prvků Odolnost vůči danému prostředí Vlivy dané způsobem zpracování

Rozdělení polymerů do tří aplikačních sfér pro konstrukce Polymery pro aplikace konstrukčního charakteru (vláknové kompozity, polymerbetony) Kompozity polymerů a tradičních stavebních hmot (částicové kompozity) Polymery zlepšující bývalé postupy nebo umožňující nová řešení rekonstrukcí (tmely, fólie, emulze, nátěry) Polymery pro aplikace konstrukčního charakteru (vláknové kompozity, polymerbetony) Kompozity polymerů a tradičních stavebních hmot (částicové kompozity) Polymery zlepšující bývalé postupy nebo umožňující nová řešení rekonstrukcí (tmely, fólie, emulze, nátěry)

Kompozity „Kompozit je každý materiálový systém, který je složen z více (nejméně dvou) fází, z nichž alespoň jedna je pevná, s makroskopicky rozeznatelným rozhraním mezi fázemi, a který dosahuje vlastností, které nemohou být dosaženy kteroukoli složkou (fází) samostatně ani prostou sumací.“

Složení kompozitů 1 Kompozitní materiály = MATRICE + PLNIVO + TEKUTÁ FÁZE (pojivo) (vlákna) (plynné póry) Rozdělení kompozitů: dle materiálu matrice na kovové (+disperze, částice, vlákna) polymerní keramické anorganické

Složení kompozitů 2 Rozdělení kompozitů: dle geometrické charakteristiky plniva na granulární (částicové) fibrilární (vláknové) lamelární (plošné) Tři základní strukturní typy kompozitních materiálů: Kompozit I. typu (Vk = Vf + Vm) Kompozit II. typu (Vk = Vf + Vm + Vv) – uzavřené póry Kompozit III. typu (Vk = Vf + Vm + Vv) – otevřené póry

Tři strukturní typy kompozitních materiálů

Změny vlastností polymerů po vyztužení skelnými vlákny (polyester, epoxid, akrylát) Výztuž: rohož (sekaná, nahodile rozložená vlákna) tkanina roving (pramence vláken s orientací ve směru namáhání) vinuté vlákno (impregnace předpolymerem) Vlákna – přírodní, chemická, hutnická. Vláknové kompozity: > tuhost, modul pružnosti, < mech. parametry klesají s teplotou a časem (creep)

Uhlíkové lamely Kompozit: uhlík – polymer X uhlík – uhlík (C-P) (C-C) Matrice v C-C kompozitech je uhlík, který vzniká karbonizací či grafitizací prekurzoru. C – vlákna → anorganická, výroba pyrolýzou organických materiálů: částečně karbonizovaná, 400°C, 90%C karbonizovaná, 900-1000°C, 90-95%C grafitová, 2800-3000°C, 98%C Uhlíková vlákna = grafitové krystality 2-10nm

Grafitové krystality b) Grafitové vrstvy a jejich vazby ←→ kovalentní vazba, E = 910 GPa ↕ Wan der Waalsovy vazby, E = 30 GPa Geometrický charakter C – vláken: 1D – vláknové 2D – vyztužené plošnými textiliemi 3D – objemové textilie tkané nebo splétané

Charakteristické vlastnosti vláken

Porovnání uhlíkových a ocelových lamel Nevýhoda C – lamel = cena!

Konec přednášky V přednášce byly použity obrázky z knih: „Materials“ autor Alan Everett, Longman Scientific and Technical, England 1995 „Plasty v stavebníctve“ autor A. Letenay a M. Aroch, Alfa Bratislava, 1985 „Plastické látky ve stavebnictví“ autor R. Drochytka, skripta VUT 1998 „Kompozitní materiály ve stavebnictví“ autor L. Bodnárová, skripta VUT 2002