Kapitola 12: plastické hmoty

Prezentace na téma: "Kapitola 12: plastické hmoty"— Transkript prezentace:

1 Kapitola 12: plastické hmoty
Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice

2 Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07./2.2.00/  Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

3 Kapitola 12: plastické hmoty
Klíčové pojmy: termoplasty, duroplasty, monomery, polymery, síťování, eleastomery, plastomery, polymerace, polykondenzace, polyadice Cíle kapitoly: Seznámit se s výrobou a vlastnostmi plastických hmot a výrobků z nich.

4 12.1 Historie plastů Angličan, Alexander Parkes představil na průmyslové výstavě v Londýně roku 1862 novou hmotu (velice ohebná, ale přesto mohla býti odlévána, lisována nebo řezána). Byla vytvořena ze směsi chloroformu, ricinového oleje a dostala jméno parkesu, a tím byl zahájen vznik nových hmot „plastů“. Parkes vynalezl ještě další plasty, ale největšího významu dosáhl celuloid (za jeho vynález obdržel patent). Celuloid vznikl jako sloučenina nitrocelulózy s kafrem jako rozpouštědlem. Celuloid nalezl široké uplatnění. Používal se na kulečníkové koule (místo rohoviny), vložky do límečků, pravítka, ping- pongové míčky, k výrobě ozdobných předmětů a hlavně filmů.

5 12.2 obecné rozdělení Plasty jsou materiály, jejichž základ tvoří makromolekulární látky, které se dají teplem nebo tlakem tvarovat. Makromolekula je složena z více než 1000 atomů. Nejdůležitějším prvkem většiny plastů je uhlík, silikony mají kostru tvořenou řetězci a pevnějšími křemíkovými a kyslíkovými vazbami. Plasty jsou např.: igelit, novodur, nylon, silon, plexisklo, bakelit a jiné.

6 12.2 obecné rozdělení Plasty třídíme podle vzniku:
Přírodní – kaučuk, celulosa, glukosový polysacharid Syntetické – většina plastů, suroviny: ropa, uhlí a zemní plyn Plasty třídíme podle chování za tepla: Termoplasty - působením tepla vždy znovu měknou, stávají se plastické, po ochlazení opět tvrdnou. Nemění se chemické složení. (např. pexisklo) Duroplasty - působením tepla se chemicky mění, tvrdnou, po vytvrdnutí se jejich tvar teplem nemění, do plastického stavu je již nelze převést. Jsou to zesíťované polymery. (např. bakelit)

7 12.3 Struktury makromolekul
Lineárně uspořádány atomy v molekule – řetězce s převládajícím délkovým rozměrem. Lineární makromolekuly mají různou délku a jsou rozmanitě zprohýbány, protože atomy mají možnost se pootáčet. Od určité teploty hmota postupně měkne a přechází do kapalného stavu, ve kterém nemají lineární makromolekuly pravidelné uspořádání. Rozvětvené makromolekuly – jsou tvořené lineárními rozvětvenými řetězci tak, že z hlavního řetězce odbočují jako samotné řetězce další. Makromolekuly jsou navzájem poutány větší energií, proto obtížněji krystalizují, mají také menší pružnost a rozpustnost.

8 12.3 Struktury makromolekul
Prostorové makromolekuly - ve srovnání s předchozími druhy dosahují značných rozměrů. Chemické vazby mezi atomy jsou mnohostranné a tak intenzivní, že látky z nich vzniklé jsou tvrdé, pevné, křehké, málo rozpustné, netavitelné. Zesíťování (vytvoření příčných vazeb mezi lineárními makromolekulami) – vytvoření chemických vazeb mezi molekulami přidáním určitého prvku nebo sloučeniny. Podle počtu příčných vazeb se zesíťované látky blíží svými vlastnostmi buď více látkám termosetickým, nebo termoplastickým.

9 12.4 způsob výroby Polymerace – slučování monomerů ve složitější celky – makromolekuly bez vzniku vedlejších látek Polykondenzace – při slučování monomerů v polymery vzniká kromě makromolekul plastické hmoty ještě vedlejší nízkomolekulární produkt – např. voda, amoniak apod. Polyadicí – obdobně jako u polykondenzace dochází ke slučování několika monomerů, ale bez vzniku vedlejší látky.

10 12.5 vlastnosti plastů Většina mechanických, fyzikálních a chemických vlastností je závislá především na jejich chemickém složení. Některé vlastnosti se odlišují v závislosti na změnách teploty, vlhkosti prostředí, atd. elektrická vodivost – většina plastů je elektricky nevodivá nasákavost – 0 – 8 % objemu (u pěnových plastů i vyšší) odolnost proti vodě – dobrá objemová hmotnost – cca 10 – 1800 kg/m3 modul pružnosti v tahu – závisí na teplotě, celkově je značně nízký cca 100 – 1750 MPa. Tažnost – zvětšuje se s rostoucí teplotou

11 12.5 vlastnosti plastů Teplotní roztažnost – u většiny plastů poměrně velká, součinitel délkové roztažnosti 10 až W/mK Chemické vlastnosti – záleží na struktuře dané látky a na charakteru příměsí. Pomocí plnidel lze dosáhnout velké odolnosti proti působení kyselin, zásad a dalších chemikálií. Biologické vlastnosti – většina plastů umožňuje život mikroorganismů Akustické vlastnosti – rychlost šíření zvukových vln v plastech je vzhledem k nízkému modulu pružnosti poměrně malá a se stoupající teplotou se dále snižuje. Životnost – je u některých plastů ovlivněna UV zářením a dalšími vlivy

12 12.6 Nejčastěji používané plasty - termoplasty
Polyetylén se vyrábí jako vysokotlaký LDPE a nízkotlaký HDPE. Je odolný proti středně koncentrovaným kyselinám, není odolný proti organickým rozpouštědlům a UV záření Použití: sáčky, fólie, zemní izolace proti vodě, nopové fólie, polyetylénové desky, polyetylénové trubky vodovodní a kanalizační (snáší teplotu 80oC, výjimečně 100oC) pěnový polyetylén (tepelná izolace). Polypropylen je podobný HDPE, je však pevnější, tvrdší a má vyšší bod měknutí. Je chemicky odolný, špatně odolný UV záření. Za nízkých teplot křehký. Spojuje se svařováním. Použití: kanalizační trubky, vlákna, geotextilie.

13 12.6 Nejčastěji používané plasty - termoplasty
Poly-1 buten je velmi pevný a odolný. Použití: tenkostěnné trubky, pevné fólie Polyvinylchlorid (PVC) vyrábí se tvrdé a měkčené PVC. Tvrdé PVC se dá dobře lepit a svařovat, je tvarovatelné v horké vodě. Použití: kanalizační trubky a tvarovky, okapové žlaby. Měkčené PVC je ohebný a pružný materiál, používá se převážně ve formě fólií. Spojuje se lepením. Použití: izolace proti vodě, podlahové krytiny. Hořením PVC vznikají jedovaté plyny.

14 12.6 Nejčastěji používané plasty - termoplasty
Polystyrén pevná a křehká látka, neodolává UV záření a organickým rozpouštědlům. Většinou se používá lehčená. Snadno hoří za vývinu jedovatých plynů. Expandovaný polystyrén se používá jako nejlevnější tepelná izolace, dodává se v bílých deskách. Je mírně nasákavý (otevřené póry) Extrudovaný polystyrén je mechanicky odolnější než expandovaný a není nasákavý (vnější póry jsou uzavřené). Používá se do vlhkého prostředí (izolace soklů a suterénů). Polykarbonáty - používají se dutinkové desky na zastřešování.

15 12.6 Nejčastěji používané plasty - termoplasty
Polyestery, Pet láhve, vlákna a polykarbonáty. Jsou pevné v tlaku i tahu, pružné, průsvitné, nenasákavé, odolné UV záření Použití: Textilie s tažností, desky na zastřešení, výrobky z odpadu PET („prkna“, zatravňovaní dlažba). Polymetylmetakrylát pevný, pružný a průsvitný až průhledný – plexisklo. Použití: desky na zasklívání, kopule světlíků, apod. Polyvinilestery a polyakryláty mají vlastnosti lepidel Použiti: do vodou ředitelných barev, jako přísada do silikátú (nátěrové izolace), přísada do vodotěsných betonů.

16 12.6 Nejčastěji používané plasty - Reaktoplasty
Bakelit je tvrdý plast, používá se na desky (parapety) Formaldehyd – lepidlo do dřevotřískových desek, mají jedovaté výpary Polyuretany jsou trvale pružné materiály, použití do nátěrových hmot, tepelné izolace, izolační pěny – UV záření je poškozuje. Epoxidy jsou velmi odolné proti povětrnosti, pevné. Použití na lepidla, nátěrové hmoty, pojivo plastbetonu. Silikony Trvale pružný a přilnavý materiál, vodoodpudivý. Používá se na těsnění, do tmelů a do nátěrů omítek.

17 Otázky a úkoly Co jsou to termoplasty? Co jsou to duroplasty?
Co je to polymerace? Co je to polykondenzace? Co je to polyadice? Jaké vlastnosti mají plasty obecně? Jaké znáte stavební výrobky z plastických hmot?