Tworzywa sztuczne

Co to są ,,Tworzywa Sztuczne`` Tworzywa sztuczne – materiały składające się z polimerów syntetycznych (wytworzonych sztucznie przez człowieka i niewystępujących w naturze) lub zmodyfikowanych polimerów naturalnych oraz dodatków modyfikujących takich jak np. napełniacze proszkowe lub włókniste, stabilizatory termiczne, stabilizatory promieniowania UV, uniepalniacze, środki antystatyczne, środki spieniające, barwniki itp. Termin "tworzywa sztuczne" funkcjonuje obok niepoprawnych często stosowanych żargonowych określeń takich jak: plastik lub plastyk. Najbardziej poprawnym terminem obejmującym wszystkie materiały zawierające jako główny składnik polimer, bez rozróżniania, czy jest on pochodzenia sztucznego czy naturalnego, jest określenie "tworzywa polimerowe". Tworzywa polimerowe stanowią osobną grupę materiałów obok materiałów ceramicznych, metali i ich stopów oraz drewna, które, ze względu na budowę cząsteczek celulozy, również należy zaliczyć do naturalnych materiałów polimerowych. Zaletami tworzyw polimerowych są: mała gęstość, odporność na korozję oraz łatwość przetwórstwa (niskie koszty wykonywania dużych serii gotowych wyrobów w porównaniu do innych grup materiałów). Ta ostatnia cecha głównie zadecydowała o wielkim rozwoju przemysłu tworzyw polimerowych w XX wieku i ich obecną wielką powszechnością w życiu codziennym człowieka

WADY TWORZYW POLIMEROWYTCH Wadami tworzyw polimerowych są: mała odporność na wysokie temperatury i mniejsze właściwości mechaniczne (np. twardość, podatność na pełzanie) w porównaniu do np. metali lub ceramiki. Pomimo że właściwości mechaniczne większości tworzyw polimerowych są mniejsze w stosunku do metali, to włókna z niektórych tworzyw polimerowych (np. aromatyczne poliamidy - Kevlar) mogą wykazywać większą wytrzymałość na rozciąganie (powyżej 3500 MPa) nawet w stosunku do wysokogatunkowych stali. Podobnie bardzo wysoką wytrzymałością charakteryzują się kompozyty polimerowe. Do wad tworzyw polimerowych zalicza się bardzo długi czas rozkładu, jeśli człowiek dokonuje zaśmiecania nimi środowiska naturalnego, czy też podczas składowania ich na składowiskach odpadów. Tymczasem tworzywa polimerowe stanowią doskonałe materiały wtórne do ponownego przerobu w technologiach recyklingu, gdzie na samym końcu powinny one kończyć "swoje życie" jako materiał opałowy, ze względu na wysoką wartość opałową, często porównywalną do węgla. Pomimo zaawansowanych technologii w spalarniach odpadów, które eliminują emisję szkodliwych związków do środowiska, wciąż obserwuje się wysoki opór społeczny podczas wyboru lokalizacji spalarni odpadów. Spalanie tworzyw polimerowych w gospodarstwach domowych jest zabronione, gdyż, m.in. ze względu na za niską temperaturę spalania, może powodować to emisję do atmosfery silnie trujących związków. W latach 1988 - 2010 światowa roczna produkcja wzrosła z 75 mln do 245 mln ton. Zaobserwowano, że drobne odpady tworzyw sztucznych unoszą się na powierzchni północnego Oceanu Atlantyckiego i północnego Oceanu Spokojnego. W latach 1988 - 2010 nie zaobserwowano wzrostu ilości tych odpadów. Badania na Morzu Sargassowym sugerują, że morskie mikroorganizmy są zdolne do rozkładania tworzyw sztucznych

ARTYKUŁY TWORZYW SZTUCZNYCH

Najczęściej spotykanymi tworzywami sztucznymi są miedzy innymi :         nylon         polietylen         teflon         polichlorek winylu         polipropylen polistyren

NYLON - są to bezbarwne lub kremowe, włóknotwórcze, elastyczne, wytrzymałe mechanicznie, odporne na działanie czynników chemicznych, oprócz kwasów, stężonych zasad i utleniaczy. Są stosowane do wyrobu włókien, folii, artykułów gospodarstwa domowego, części maszyn, powłok elektroizolacyjnych

PRZYKŁAD NYLONU

POLIETYLEN -"tłusty" w dotyku, giętki, bezbarwny lub mlecznobiały, topliwy w temperaturze około 60°C, palny, produkt polimeryzacji etylenu, odporny na działanie niskich temperatur, stężonych kwasów i zasad oraz większości rozpuszczalników organicznych, z wyjątkiem tłuszczów i węglowodorów. Stosuje się go do wyrobu folii opakowaniowych, artykułów gospodarstwa domowego, poje mników, butelek zabawek, rur, powłok kablowych, itp

PRZYKŁAD POLIETYLENU

TEFLON cechuje go wyjątkowa odporność chemiczna i cieplna, doskonałe właściwości ślizgowe, dobre właściwości mechaniczne i dielektryczne, niepalność. Zastosowanie: do wyrobu urządzeń i aparatury chemicznej, w elektronice i elektrotechnice, w przemyśle maszynowym, samochodowym, papierniczym, włókienniczym.

PRZYKŁAD TEFLONU

POLICHLOREK WINYLU produkt polimeryzacji chlorku winylu (chloroetenu). Czysty PVC jest twardy, niepalny, odporny na działanie rozcieńczonych kwasów i zasad, alkoholi, benzyny, rozpuszcza się w wielu rozpuszczalnikach organicznych, ma dobre właściwości dielektryczne, małą odporność cieplną, ulega rozkładowi pod wpływem ciepła i światła. Znajduje zastosowanie w produkcji rur, armatury sanitarnej, elementów budowlanych, przyborów kreślarskich, opakowań, uszczelek, wykładzin podłogowych i tapicerskich, powłok ochronnych, folii ubraniowych i galanteryjnych, sztucznej skóry, cewników, drenów.

Przykład polichlorku winylu:

MODEL 3D ŁAŃCUCHA POLIMERU POLIPROPYLEN jest tworzywem otrzymywanym poprzez polimeryzację propenu. Jest to biało żółtawa, przejrzysta masa, twarda, o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych i dielektrycznych, odporna na działanie czynników chemicznych. Polipropylen jest palny, ma dość dobrą odporność cieplną (do ok. 130°C). Ma zastosowanie w produkcji elementów, osłon i obudów maszyn, wykładzin, opakowań, pojemników na chemikalia, rur, folii, włókien, itp. MODEL 3D ŁAŃCUCHA POLIMERU

Przykład polipropylenu :

POLISTYREN Produkt polimeryzacji styrenu, bezbarwne, przezroczyste ciało stałe, kruche, odporne na działanie kwasów (z wyjątkiem kwasu azotowego HNO3), zasad, alkoholi, olejów, rozpuszcza się w węglowodorach aromatycznych, ma dobre właściwości dielektryczne, małą odporność cieplną, jest palny. Zastosowanie: do wyrobu materiałów elektroizolacyjnych, części samochodów, rowerów, lodówek, naczyń, pojemników, zabawek, galanterii. Z polistyrenu można otrzymać styropian - doskonały, lekki materiał izolacyjny

PRZYKŁADY POLISTYRENU :

Światowy popyt na tworzywa sztuczne:

Podział tworzyw sztucznych ze względu na fizykochemiczne własności przetwórcze: Tworzywa termoplastyczne - uplastyczniające ("topiące") się pod wpływem temperatury np. polietylen, polipropylen, poli(chlorek winylu) itp. Tworzywa reaktywne - ulegające reakcji chemicznej sieciowania np. żywice epoksydowe, żywice poliestrowe, kauczuk

Ze względu na zastosowanie: konstrukcyjne, elastoplastyczne, porowate, powłokotwórcze, adhezyjne, włóknotwórcze, specjalne (wymieniacze jonowe, polimery biomedyczne itp).

Przetwórstwo i obróbka Przetwórstwem tworzyw sztucznych nazywa się proces formowania z nich wyrobów. Do podstawowych technik stosowanych w przetwórstwie zalicza się: wytłaczanie wtryskiwanie prasowanie tłoczenie przetłaczanie formowanie płyt walcowanie i kalandrowanie odlewanie

Maszyna do przetworu tworzyw sztucznych:

Obróbka tworzyw sztucznych:

PRACA WYKONANA W RAMACH PROJEKTU EDUKACYJNEGO

PRACA WYKONANA W RAMACH PROJEKTU EDUKACYJNEGO „CHEMIA W NASZYM ŻYCIU” TRUMIEJKI 2014 Michał Lewandowski Dawid Jakubiak Mateusz Martynowski Artur Kurpiewski Patryk Ostrowski Paulina Gajewska Patrycja Rogozińska Opiekun: p.Aneta Lizińska