Charakteristické vlastnosti kaučuků Střední odborná škola Otrokovice Charakteristické vlastnosti kaučuků Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

Charakteristika DUM Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /3 Autor Ing. Emil Vašíček Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-GT/1-PV-4/1 Název DUM Charakteristické vlastnosti kaučuků Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 28-52-H/01 Obor vzdělávání Gumař-plastikář Vyučovací předmět Gumárenská technologie Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 15 – 16 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího, náplň: charakteristické vlastnosti kaučuků a plastů chemické, fyzikální, technologické Vybavení, pomůcky Dataprojektor Klíčová slova Kaučuk, Hustota, Mechanické vlastnosti, Elasticita, Tažnost, Izolační vlastnosti, Chemická odolnost, Teplotní odolnost, Energetická náročnost Datum 13. 9. 2013

Charakteristické vlastnosti kaučuků Náplň výuky: Plasty a pryže Hustota Mechanické vlastnosti Elasticita Tažnost Izolační vlastnosti Chemická odolnost Teplotní odolnost Energetická náročnost

Obr. 1: Makromolekulární látka Plasty a pryže Plasty a pryže řadíme mezi organické makromolekulární látky. Vlastnosti plastů a pryží se v mnohém směru liší od vlastností klasických materiálů. Předpokladem vhodného upotřebení polymerních materiálů je především využití těch vlastností, které jiné materiály nemají anebo jich jen obtížně dosahují. Obr. 1: Makromolekulární látka

Hustota Výraznou odlišností je hustota materiálů Hustota plastů se pohybuje od 0,9 g/cm3 – PE (polyethylén), až po 2,2 g/cm3 – PTFE (Teflon) Hustota neplněných kaučuků je od 0,9 g/cm3 – NR (přírodní kaučuk), až po 1,7 g/cm3 – QM (silikonový kaučuk) Přídavek plniv hustotu zvyšuje; extrém: ochranná zástěra proti záření – NR plněný BaSO4 více než 5 g/cm3 Obr. 2: Porovnání hustoty

Mechanické vlastnosti Pevnost v tahu U namáhaných dílců se často při záměně klasických materiálů musí uvážit také mechanické vlastnosti polymerů, zvláště mez pevnosti v tahu modul pružnosti houževnatost Mez pevnosti v tahu je u většiny polymerních materiálů nižší než u kovů. Pouze u vyztužených materiálů (např. skelných laminátů) je mez pevnosti v tahu na srovnatelné úrovni s kovy. Některé speciální polymery (např. Kevlar), mají mez pevnosti i vyšší Obr. 3: zkušební tělíska pro tahové zkoušky

Elasticita Velkou předností polymerních materiálů je jejich velká elasticita (schopnosti vrátit se po uvolnění napětí do původního tvaru) V tomto směru vynikají zvláště pryže. Obr. 4: Přístroj na stanovení trvalé deformace pryže

Tažnost Další vlastností je tažnost (maximální protažení, při jehož překročení nastane destrukce) může dosahovat i stovek procent V tomto směru opět vynikají zvláště pryže zkratka tažnost % materiál BR 400 Butadienový kaučuk CR 250 Chloroprenový kaučuk EPDM Kopolymer ethylen-propylen IIR 300 Butylkaučuk NR 550 Přírodní kaučuk NBR 500 Butadienakrylonitrilový kaučuk QM 360 Silikonový kaučuk SBR Butadienstyrenový kaučuk Obr. 5: Tažnost výrobků – kompaktní plochá těsnění

Izolační vlastnosti Většina polymerních materiálů je dobrý izolant Elektroizolační vlastnosti je předurčují pro aplikace v elektrotechnice Tepelně izolační vlastnosti využívá stavebnictví Obr. 6: Přístroj na měření izolačních vlastností

Chemická odolnost K výrazným přednostem polymerních materiálů patří velká odolnost proti korozi. Rovněž dobře odolávají kyselinám (nejlépe PVC, PE, PIB), zásadám (PE, PS, PVC) a rozpouštědlům (nepolární odolávají polárním rozpouštědlům a naopak) To umožňuje jejich použití v chemickém a potravinářském průmyslu Odolnost k atmosférickým vlivům, slunečnímu záření a jiným klimatickým faktorům již není tak příznivá. Obr. 7: Chemikálie

Obr. 8: Teplotní namáhání Teplotní odolnost K nedostatkům patří malá odolnost k vyšším teplotám Většinou je lze dlouhodobě používat jen do teplot 100 až 150 °C Použití při vyšších teplotách je spíše výjimečné Nejvyšší teploty snášejí silikony (až 250 °C) a fluoroplasty (do 300 °C) Obr. 8: Teplotní namáhání

Energetická náročnost Průměrná spotřeba energie [kJ/kg] pro výrobu 1 kg některých materiálů recyklace ze surovin Podobné relace platí i pro následné zpracování Např. pro výrobu ocelových trubek se spotřebuje cca 4x (hliníkových až 18x!) více energie, než pro plastové Obr. 10: Ocelové trubky Obr. 9: Energie pro výrobu 1 kg

Kontrolní otázky: Co to je plasticita a elasticita? Čím se liší termoplast a reaktoplast? Jaké jsou výhody pryže a plastů před klasickými konstrukčními materiály?

Seznam obrázků: Obr. 1: anonym, Macromolecule, [vid. 8. 9. 2012], dostupné z: www.freepik.com Obr. 2: vlastní, Porovnání hustoty Obr. 3: vlastní, Zkušební tělíska pro tahové zkoušky, Vašíček Emil, „Gumárenská technologie“, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011 Obr. 4: Přístroj na stanovení trvalé deformace pryže, skripta Obr. 5: vlastní, Tažnost výrobků – kompaktní plochá těsnění Obr. 6: vlastní, Přístroj na měření izolačních vlastností, skripta Obr. 7: anonym, Chemistry, [vid. 8. 9. 2012], dostupné z: www.freepik.com Obr. 8: anonym, Flame, [vid. 8. 9. 2012], dostupné z: www.freepik.com Obr. 9: vlastní, Energie pro výrobu 1 kg Obr. 10: anonym, Steel pipe, [vid. 8. 9. 2012], dostupné z: www.freepik.com

Seznam použité literatury: [1] Vašíček Emil, ing., Gumárenská technologie, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011 [2] Vašíček Emil, ing., Chemické suroviny, učební texty, vydání druhé, Střední odborná škola Otrokovice, 2009

Děkuji za pozornost 