Transcript PLASTY

PLASTY
1
Polymer - plast
Polymer – makromolekulární látka,
může být přírodní i syntetická
Plast – polymer, maziva, stabilizátory,
pigmenty, plniva, atd.
2
Příprava polymerů
Většina polymerů je syntetizována z
monomerů, které jsou připravovány převážně
z ropy.
Monomer je skupina atomů, nízkomolekulární
sloučenina, jejímž opakováním vzniká
polymer.
Polymer tedy vzniká následným řazením
monomerů. Způsob jak k tomu dochází může
být různý.
3
Polyreakce
Chemická reakce, která se mnohokrát
opakuje.
Polyreakcí jsou schopné pouze sloučeniny,
které mají minimálně 2 funkční místa
(dvojné vazby). K zahájení polyreakce je
nutno dvojnou vazbu rozštěpit (iniciovat)
např.působením tepla, světla, zářením
apod., čímž vzniká tzv.radikál ۰C-C۰
(původně C=C).
Radikál reaguje s molekulou monomeru a
volný elektron se stále obnovuje na konci
molekuly.
4
Polyreakce
Druhy polyreakcí
Polymerace
Polyadice
Polykondenzace
5
Polymerace
molekuly monomeru obsahujícího
dvojnou vazbu mezi dvěma atomy
uhlíku se spojují řetězovým
mechanizmem v polymer, nevzniká
vedlejší produkt, velká rychlost reakce
(řádově sekundy), vznikají
makromolekuly různé délky, nejčastější
typ reakce, př. PVC, PE, PP, PS, PMMA
6
Polyadice
struktura polymeru se liší od struktury
monomeru, nevzniká vedlejší produkt,
rychlost reakce malá, př. PUR,
epoxidové pryskyřice
7
Polykondenzace
reagují spolu monomery různého druhu,
vzniká vedlejší produkt (voda, alkohol),
rychlost reakce je malá (i několik hodin),
lze ji i zastavit, resp. přerušit a dokončit
např. až při zpracování do konečného
tvaru výrobku
př. PA66, reaktoplasty
8
Polymerační stupeň
y = počet strukturních jednotek,
obsažených v jedné makromolekule
M = Moy (Mo molek.hm.str.jedn., M
mol.hm.polymeru
Strukturní jednotka = skupina atomů,
které se opakují (CH2)
Stavební jednotka = monomer, jehož
polyreakcí polymer vzniká (H2C=CH2)
9
Homopolymer,
kopolymer
Homopolymer – je polymer složený z
chemicky stejných jednotek s výjimkou
koncových. Př. PE, PVC, PMMA.
Kopolymer – vzniká syntézou dvou nebo
několika odlišných monomerů, kopolymery se
rozdělují podle umístění monomerních
jednotek v makromolekulách na statistické,
alternační, blokové a roubované. Př. PA66,
reaktoplasty, ABS
10
Rozdělení polymerů
Dle tvaru makromolekul – lineární,
rozvětvené, zesítěné
Dle uspořádání nadmolekulární
struktury – semikrystalické, amorfní
Dle chování v elektrickém poli – polární,
nepolární
Dle chování za zvýšených teplot a při
působení vnějších sil – termoplasty,
reaktoplasty, elastomery
11
Tvar makromolekul
Je dán funkčností monomerů, která
rozhoduje o možnosti vzniku makromolekul
lineárních, rozvětvených nebo zesítěných.
Vliv teploty a tlaku při procesu výroby – např.
u PE (vzniká PE lineární, rozvětvený – liší se
krystalinitou).
Plasty s lineárními makromolekulami jsou
obvykle dobře tavitelné, v tuhém stavu se
vyznačují houževnatostí, ve formě tavenin
dobrou zpracovatelností. Snadno krystalizují.
Př. PE, PP.
12
Rozvětvené polymery jsou v rozpouštědlech
rozpustné, zesítěné se v nich nerozpouštějí, pouze
botnají.
Makromolekulární sítě vznikají spojováním
lineárních nebo rozvětvených makromolekul, které
obsahují dosud nevyčerpaná vazebná místa.
Vlastnosti rozvětvených polymerů závisí na velikosti
bočních řetězců, na jejich množství. S jejich
zvyšujícím se počtem klesá hustota polymeru,
snižuje se teplota měknutí, materiál je ohebnější a
měkčí, zvyšuje se jeho rozpustnost a propustnost
pro plyny, zvyšuje se tažnost a transparentnost.
13
Polymery polární a nepolární
Polárnost plastů vyplývá z
polarizovatelnosti kovalentních vazeb
mezi atomy v makromolekulách. Různá
elektronegativita prvků je příčinou
odlišné afinity elektronů k atomům,
vytvářejícím kovalentní vazbu. Posuvem
elektronů na elektronegativnější atomy
vznikají dipóly.
Tvorba dipólů nevede ke vzniku + nebo
– iontů a tak celistvost molekul zůstává
zachována.
14
Polymery polární a nepolární
Pokud jsou monomerní jednotky
symetrické a tvoří je stejné skupiny
atomů, vzniklé dipóly se uvnitř polymeru
kompenzují a polymer se jeví jako
nepolární
U makromolekul s osamocenými dipóly
dochází ke zvýšení polárnosti a
mluvíme o polymerech polárních
15
Polymery polární a nepolární
Polárnost souvisí s elektrickými
vlastnostmi – většinou se polymery
chovají jako nevodiče (dielektrika).
Elektroizolační vlastnosti jsou u
polárních plastů horší než u nepolárních
Někdy se i u polymerů požaduje
zvýšení vodivosti – lze např. u těch,
které mají konjugované vazby, nebo
absorbují vodu – povrchová vodivost
16
Molární hmotnost
Molární hmotnost - patří k
nejvýznamnějším strukturním
charakteristikám
Polymery jsou tvořeny soubory
makromolekul o různé velikosti molární
hmotnosti M(g/mol) jsou tzv.
polydisperzní - tím se liší od
nízkomolekulárních látek, u nichž jsou
všechny molekuly stejně velké.
Vyjádřením polydisperzity jsou
distribuční křivky
17
Distribuční křivky
Čím je užší,
tím menší
rozptyl
vykazují
molekuly
kolem střední
hodnoty a
polymer je z
hlediska
velikosti
molekul
homogennější
18
Distribuční křivky
Tvar křivky závisí na druhu polyreakce při
přípravě polymeru – polykondenzace – užší
distribuční křivky, polymerace širší.
Polymery s úzkou distribuční křivkou vykazují
vyšší modul pružnosti, vyšší pevnost a
houževnatost.
Z distribuční křivky vyplývá, že v polymerních
soustavách jsou obsaženy makromolekuly
různé velikosti. Díky tomu např. neexistuje
ostrý bod Tm a Tg.
19
Nadmolekulární struktura
Amorfní polymery – makromolekuly
zaujímají zcela nahodilou pozici
Semikrystalické – nedochází k úplné
krystalizaci – existují vedle sebe oblasti
krystalické i amorfní.
V krystalických oblastech jsou řetězce
makromolekul pravidelně uspořádány.
20
Amorfní polymery
Makromolekuly jsou neuspořádané,
resp.vykazují nejnižší uspořádanost do
klubíček (globulí), které se za určitých
podmínek (např.působením vnějších sil)
mohou částečně rozvinout a sdružovat
do balíčků, které jsou označovány jako
nepravé krystalické útvary.
Př. PMMA, PS, PVC, roztavené
polymery
21
Semikrystalické polymery
Obecně vzniká krystalická struktura tím
snadněji, čím je molekula symetričtější,
řetězce hladší a pravidelnější.
Nejjednodušším útvarem jsou proužky,
které se sdružují do fibril nebo lamel a
energeticky nejstabilnějším útvarem je
sférolit.
22
23
Semikrystalické polymery
Podíl krystalických oblastí ve hmotě
vyjadřuje stupeň krystalinity
wk – stupeň krystalinity, udává se v %
Lze ho ovlivňovat např.rychlostí
ochlazování
Stupeň krystalinity ovlivňuje řadu
vlastností – zvyšuje hustotu, pevnost v
tahu, modul pružnosti, tvrdost, odolnost
proti opotřebení, snižuje rázovou
houževnatost.
24
Polymery
semikrystalické x amorfní
Semikrystalické
houževnaté
pevnost se zvyšuje s rostoucí krystalinitou
v org. rozpouštědlech se rozpouštějí špatně
nebo vůbec
mléčně zakalené až bílé
PE, PP
25
Polymery
semikrystalické x amorfní
Amorfní
tvrdé a křehké
vysoká pevnost
průhledné
dobře rozpustné v organických
rozpouštědlech
PS, PMMA, PC
26
Vlastnosti polymerů –
přechodové teploty
Při určité teplotě či v určitém teplotním
intervalu dochází k rychlým nebo přímo
skokovým změnám některých
fyzikálních vlastností – jsou tzv.
přechodové teploty
Pro krystalické polymery je to teplota
tání Tm
Pro amorfní polymery teplota
zeskelnění Tg
27
Teplota tání
Na rozdíl od kovů není jedinou teplotou,
ale středem určitého teplotního intervalu
Interval je tím větší, čím širší je
distribuční křivka
Je to bod zvratu I.řádu, protože dochází
ke změně fází
Teplota tání není u amorfních polymerů
Nad Tm leží oblast zpracovatelnosti
krystalických polymerů.
28
Teplota zeskelnění - Tg
Pod ní se polymer nachází ve stavu sklovitém
– je tvrdý, křehký, má vysoký modul
pružnosti.
Nad ní je ve stavu kaučukovitém . I malá
napětí způsobují deformace až o několik set
%.
V přechodové oblasti se modul mění až o 3
řády, koeficient teplotní roztažnosti až o
100%.
29
Teplota zeskelnění - Tg
bod zvratu II. řádu , protože dochází
pouze ke změně stavu hmoty, nikoliv
změně fází
Protože semikrystalické polymery
obsahují i určité množství amorfních
podílů, lze u nich stanovit i Tg.
Čím polymer vykazuje vyšší krystalinitu,
tím jsou změny vlastností při Tg méně
patrné.
30
Teplota zeskelnění - Tg
Krystalické polymery si udržují dobré
technické vlastnosti i v oblasti mezi Tg a
Tm. Polymer představuje v této oblasti
směs měkkých kaučukovitých
amorfních oblastí a tvrdých
krystalických oblastí. Na jejich poměru
závisí E ale i další vlastnosti.
31
32
Teplota křehnutí
V praxi se někdy místo teploty zeskelnění
zjišťuje teplota křehnutí Tb, při níž se látka
stává křehkou a při rázové zkoušce se
porušuje křehkým lomem
Stanovení této teploty je smluvní technickou
zkouškou, a proto je výsledek závislý na
podmínkách zkoušky
Obvykle se teploty zeskelnění a křehnutí
nekryjí
33
Teplota viskozního toku
Při této teplotě hmota ztrácí své kaučukovité
vlastnosti, modul pružnosti klesá na nulu a
hmota se mění na vysoce viskózní kapalinu
Je to teplota nad níž leží oblast
zpracovatelnosti plastů.
Tf lze zjistit u roztavených amorfních
polymerů – deformace jsou nevratné a
závisejí na čase
U většiny semikrystalických lze ztotožnit s
teplotou tání
34
Základní fyzikální
vlastnosti
Hustota
Tepelné vlastnosti
- teplotní rozsah použitelnosti
- teplotní roztažnost
- tepelná vodivost
Elektrické vlastnosti
Optické vlastnosti
35
Hustota
Je mnohonásobně menší než u kovů – vliv
chemického složení (základem polymerních
řetězců jsou prvky s nízkou atomovou
hmotností – C, H, O, S, N).
Obecně závisí hustota kromě chemického
složení také na nadmolekulární struktuře (s
rostoucí krystalinitou roste hustota), ale i na
druhu a množství přísad (plniva nebo lehčené
polymery).
Nejtěžší - fluoroplasty 2100 až 2300 kg/ m3
36
Teplotní rozsah použitelnosti
Amorfní polymery jsou použitelné
do Tg
Krystalické do Tm
to jsou však teoretické hranice
z praktických důvodů se teploty
volí s ohledem k mechanickému
namáhání a spolehlivé funkci
součásti
amorfní: Tg – (10o C až 20oC)
semikrystalické: Tm – (20oC až 40oC)
37
Teplotní roztažnost
Určuje součinitel délkové teplotní roztažnosti
α, je to relativní zvětšení délky tělesa
vztažené na 1K (10-6/K)
Závisí na druhu polymeru, jeho struktuře,
složení, uvažované teplotní oblasti.
Obecně je zvětšování objemu hmoty při
zvyšování teploty podmíněno zeslabováním
mezimolekulárních sil a zvětšováním
pohyblivosti makromolekul.
Obecně je α tím menší, čím je stupeň
krystalinity větší
Nejmenší mají reaktoplasty.
38
Tepelná vodivost
Určuje součinitel tepelné vodivosti λ (W/m.K)
Závisí na schopnosti látky přenášet tepelný
pohyb z jedné částice na druhou. Tato
schopnost souvisí s velikostí sil, kterými jsou
částice hmoty navzájem poutány.
U polymerů je tepelná vodivost malá –
100 krát menší než ocel.
Špatná tepelná vodivost způsobuje problémy
při zpracování materiálu – dlouhá doba
ohřevu a ochlazování.
39
Elektrické vlastnosti
Polymery jsou dobré elektrické izolanty.
Polární lepší než nepolární.
Vodivost lze ovlivnit vodivými přísadami.
V důsledku vysokého izolačního odporu
se snadno nabíjejí statickou elektřinou.
40
Optické vlastnosti
Polymery jsou bezbarvé nebo čiré, pokud
neobsahují pigmenty barviva nebo plniva.
Amorfní – čiré.
Semikrystalické více či méně mléčně
zakalené (představují heterogenní systém,
krystalické oblasti mají n = 1,52-1,58, amorfní
n = 1,49), intenzita zakalení závisí na stupni
krystalinity.
Index lomu při 20oC je v intervalu 1,4 –1,6 a
málo závisí na vlnové délce.
Bezbarvé polymery se dají barvit organickými
barvivy nebo pigmenty, většinou se nebarví
již hotové výrobky.
41
Hořlavost polymerů
Závisí na:
Chemickém složení výchozích látek (PE,
PTFE)
Struktuře makromolekuly a její relativní
molekulové hmotnosti
Druhu a množství přísad ve výrobku
Rozměru a tvaru výrobku
Množství kyslíku potřebného k hoření
Velikosti spalného tepla a tepelné vodivosti
polymeru
42
Hořlavost polymerů lze
ovlivnit:
Přídavkem aditivních retardérů hoření
(skleněná vlákna)
Včleněním reaktivních retardérů hoření
do makromolekulárního řetězce
(halogensloučeniny – F, Cl, Br, N, Si,
MgO, Al2O3)
Ochrannými pěnivými nástřiky
Nejhořlavější: PE, PP, PMMA
43
Mechanické vlastnosti
Mechanické vlastnosti polymerů jsou
odrazem jejich:
Chemického složení
Velikosti a tvaru makromolekul
Nadmolekulární struktury (amorfní,
krystalické)
Ale také závislosti na teplotě a na čase
44
Hodnocení mechanických
vlastností
Zkoušky probíhají stejně jako u kovů na
zkušebních vzorcích
Příprava zkušebních těles
1) přímo ze zkoušených materiálů – příprava
vulkanizací, lisováním, vstřikováním,
odléváním v příslušných formách s tvarem
zkušebního tělesa
2) z hotových výrobků nebo polotovarů
vysekáváním nebo frézováním
45
Kondicionování
Zkušební tělesa, která budou podrobena
fyzikálním či mechanickým zkouškám nesmí
být předem vystavena mechanickému,
fyzikálnímu či chemickému namáhání, které
by mohlo výsledky zkoušek ovlivnit.
Před provedením vlastní zkoušky je nutné
materiál nechat odležet až dosáhne
rovnovážného stavu z hlediska teploty a
vzdušné vlhkosti.
46
Kondicionování
Tzv. historie vzorku se má
kondicionováním vyrovnat.
Kondicionování spočívá v tom, že se
vzorky nechají určitou dobu odležet v
klimatizovaných prostorách za
podmínek smluvní teploty a relativní
vlhkosti.
Doba kondicionování je závislá na
teplotě přípravy vzorku, jeho tloušťce,
tepelné vodivosti, atd.
47
Rozdělení zkoušek
Podle způsobu stanovení vlastnosti a podle
účelu se mechanické vlastnosti dělí na :
Krátkodobé – vliv relaxačních dějů se
považuje za zanedbatelný, stanovení
požadovaných parametrů proběhne do
několika minut (zkouška tahem, zkoušky
tvrdosti)
Dlouhodobé – podle charakteru působící síly
se dělí na statické (relaxace napětí, creepové
deformační zkoušky) a dynamické (rázová a
vrubová houževnatost, cyklické zkoušky)
48
Zkouška tahem
Praktické provedení zkoušky tahem je
obdobné jako u materiálů kovových, obdobné
jsou i vzorce pro výpočet Rm, A, Z.
Na zkušební těleso se působí ve směru jeho
podélné osy stále se zvětšující silou až do
okamžiku, při kterém dojde po určité
deformaci k jeho přetržení nebo kdy měřené
parametry dosáhnou zvolených hodnot.
49
Zkouška tahem - vzorky
Vzorky jsou
většinou ve tvaru
oboustranné lopatky
– tzv. osmičky.
Volba rychlosti
deformace by měla
být taková, aby k
přetržení došlo
kolem 60 sekund.
50
Zkouška tahem - diagram
V průběhu zkoušky
se trvale
zaznamenává síla a
prodloužení tělesa.
V protokolu je nutné
vždy uvádět rychlost
deformace, teplotu a
relativní vlhkost.
51
Zkouška tahem - diagram
52
Zkouška tlakem
U tuhých, tvrdých a křehkých plastů
napětí v tlaku stoupá do meze
pevnosti, která je destrukční mezí.
Překročí-li napětí mez pevnosti, dojde k
roztříštění nebo pomalejšímu rozdrcení
materiálu. Často dochází k výskytu
trhlin na povrchu zkušebního tělesa,
aniž by došlo k velké deformaci a byla
porušena celková soudržnost.
53
Zkouška tlakem
Při stlačování houževnatých a měkčích
plastů se těleso deformuje, aniž by
docházelo k jeho viditelné destrukci.
Tlakové vlastnosti jsou konstrukčně
zajímavé do meze kluzu.
Zkušební tělesa mají tvar hranolu, válce
nebo trubky – délka 10 až 50 mm, šířka
10 mm, tloušťka 4 mm.
54
Zkouška ohybem
Zkouška dává konstrukční podklady pro
plasty, které jsou při aplikaci namáhány na
ohyb, je zvlášť vhodná pro křehké plasty, pro
které je provedení zkoušky tahem obtížné.
V průběhu zkoušky se zaznamenává síla
(napětí) působící na těleso a velikost
odpovídajícího průhybu zkušebního tělesa.
55
Zkouška ohybem
Napětí v ohybu
je podílem
ohybového
momentu M při
zatížení F ku
modulu průřezu
zkušebního
tělesa W.
56
Zkoušky tvrdosti
Vzhledem k tomu, že plasty jsou
materiály převážně houževnaté a jejich
povrchy se vtlačováním více či méně
deformují, vyvinuly se tyto zkoušky v
měření odporu celého objemu proti
vtlačování hrotu.
Tvrdost je vlastně vyjádřením tuhosti
plastů.
57
Měření tvrdosti
Metody měření se dělí podle tvaru hrotu:
kulička, jehlan, kužel, komolý kužel.
Vzhledem k viskoelastickému chování
polymerů nelze měřit stopu po vpichu
tvrdoměru, ale měří se rovnovážná hloubka
vniknutí hrotu při určité konstantní síle
vtlačování.
Tvrdost (tuhost) může být silně ovlivněna
teplotou, stupněm navlhnutí u polárních
plastů, stupněm krystalinity. Kondicionování.
58
Zkouška podle Brinella
Konstantní průměr kuličky (5 ± 0,1) mm
Konstantní zatížení
Proměnnou je hloubka vtisku, která se po
určité době odečítá pomocí hloubkového
indikátoru.
Tvrdost je vyhodnocována podle vzorce HB
=F/A = F/đ.D.h [MPa]
HB(5/50/60) = 20MPa
průměr kuličky (mm) – použitá síla [N] –
doba působení síly [s]
59
Zkouška podle Shoreho
Pro měkčené plasty Shore A, pro houževnaté
Shore D
Typické je zatěžování pomocí kalibrovaných
pružin, které je nutno před měřením
kontrolovat a vynulovat.
Hroty mají tvar kužele (typ D) nebo komolého
kužele (typ A)
Hodnota tvrdosti se odečítá ze stupnice
tvrdoměru za 15 ± 1 sekund po jeho přiložení
Výsledkem zkoušky je průměr z 5 měření.
60
Rázová a vrubová
houževnatost
Je to schopnost materiálu odolávat iniciaci a
šíření trhliny.
Houževnatost představuje energii, kterou je
materiál schopen lokálně absorbovat, než se
poruší.
Zkoušky poskytují určité informace o chování
plastů při nárazu. Výsledky stanovení závisí
na druhu plastu, jeho složení, teplotě,
zkušební metodě, podmínkách provedení
zkoušky, tvaru zkušebního tělesa.
61
Houževnatost lze ovlivnit volbou aditiv.
Rázová houževnatost je energie
spotřebovaná na porušení zkušebního tělesa
vztažená na plochu kritického průřezu
zkušebního tělesa za předepsaných
podmínek, označuje se an (kJ/m2)
Vrubová houževnatost – plocha kritického
průřezu v místě vrubu, označuje se ak(kJ/m2)
Vrubové číslo, vrubová citlivost (poměrná
rázová houževnatost) je poměr vrubové a
rázové houževnatosti, Kz (číslo menší než 1)
62
Rázová a vrubová
houževnatost
Metody - Charpy
- Izod
- Dynstat
- rázové zkoušky tahem
- rázové zkoušky padajícím závažím
63
Metoda Charpy – ČSN EN
ISO 179
Kyvadlové kladivo s rozsahem podle
typu materiálu a rozměru zkušebních
těles, bývá opatřeno stupnicí, na které
se absorbovaná energie W
(spotřebovaná práce) odečítá přímo.
Vliv vrubu je značný, vrubová
houževnatost až 10 krát nižší než
rázová.
64
Metoda IZOD
Odlišný způsob přerážení zkušebního
tělesa – trámeček se na jednom konci
pevně upne a na druhém se přeráží.
Tělesa s vrubem ČSN EN ISO 180 z
6/1998 se přeráží ze stejné strany.
65
Rázové zkoušky
padajícím závažím
Využívají se především pro zkoušení
plochých výrobků.
Při zkouškách působí na zkušební tělesa
volně padající zkušební závaží s různě
volenou kinetickou energií.
Postupným zvyšováním hmotnosti závaží
dojdeme k takové hodnotě energie, která
způsobí zlomení vzorku nebo při které
praskne 50% zkoušených těles.
66
Cyklické zkoušky
Únava materiálu je proces probíhající v
materiálu v důsledku dlouhodobého
statického nebo časově proměnlivého
namáhání, způsobujícího, že materiál
se poruší při napětích nižších než
odpovídá mezi pevnosti zjištění
krátkodobými zkouškami.
67
Mez únavy
Mez časové únavy
se zjišťuje
Wöhlerovou
metodou, při které
se zkouší zkušební
tělesa při různých
výkmitech napětí tak
dlouho, až dojde k
lomu nebo až se
dosáhne stanovené
mezní hodnoty.
68
Mez únavy
Mez únavy plastů má značně nižší
hodnoty než je pevnost statická –
polymery se během namáhání zahřívají
(špatná tepelná vodivost), mění se E.
Vyztužené plasty – 25 – 35%
krátkodobé pevnosti, nevyztužené
termoplasty – 10%.
69
Viskoelastické chování
polymerů
Při aplikaci materiálů v praxi jsou
důležité jeho deformační vlastnosti,
které vyjadřují vztah mezi vnější silou a
deformací materiálu
Mezní případy
1) ideálně pružné těleso
2) ideálně viskózní kapalina
70
Mezní stavy
Ideálně pružné těleso
- deformace se ustaví okamžitě a její velikost
je napětí přímo úměrná a s časem se
nemění
Ideálně viskózní kapalina
mezi napětím a deformací se rovnováha
neustaví, deformace narůstá po celou dobu
působení síly, deformovaný stav zůstává
zachován – deformace nevratná
celková deformace závisí na velikosti napětí i
na době jeho působení
71
Viskoelesticita
Složitá struktura polymerů se projevuje i v
jejich komplikovanějším deformačním
chování.
Na vnější namáhání reagují tak, že
deformace zahrnuje vždy současně složku
elastickou i plastickou a navíc ještě deformaci
zpožděně elastickou.
Celková deformace je tedy časově závislá a
deformační chování je označováno jako
viskoelastické.
72
Deformace je funkcí nejen napětí, ale i času a je
vratná jen zčásti.
73
Vliv teploty
Jestliže je teplota, při níž je polymer
zatěžován mnohem nižší než jeho Tg,
hmota vykazuje vlastnosti blížící se
dokonale pružnému tělesu.
Blíží-li se teplota teplotě Tf, viskozita
klesne a uplatní se pouze vliv
viskózního členu a tavenina se přibližuje
ideální kapalině.
74
Vliv rozdílné rychlosti
deformace (rozdílná doba
působení vnější síly)
Působí-li síla po velice krátkou dobu (např.
namáhání rázem), výsledná deformace
odpovídá prakticky jen deformaci ideálně
pružného členu.
Bude-li síla působit naopak po velmi dlouhou
dobu, má zpožděný i viskózní člen dost času,
aby se jeho deformace mohly plně rozvinout
a při dlouhé době zatěžování pak obě tyto
složky mohou převládnout.
75
Korozní odolnost
Obecně dobrá, proto se používají k
povrchové ochraně kovů nebo jejich
náhradě
Koroze = změny vlastností vyvolané
fyzikálními jevy (teplota, záření),
chemickými vlivy (chemikálie, voda,
kyslík,..), případně i působením
mikroorganismů
76
Koroze
Souvisí s difúzí korozní látky. Postupuje
od povrchu, ale vlivem koncentračního
spádu dosahuje různého stupně v
různých vzdálenostech od povrchu
U kovů probíhá převážně na povrchu a
postupuje jen dalším obnažováním
zkorodovaného povrchu
77
Hodnocení korozní
odolnosti
Provádí se v závislosti na změně
mechanických vlastností vyjádřených v
% původní hodnoty a době působení
korozního prostředí
Podle poklesu mech.vlastností v
závislosti na době působení korozního
prostředí se určuje životnost plastu
78
Projevy koroze
Změna optických vlastností
Změna barvy – např. zářením
fotooxidace
Botnání – při působení kapalného
prostředí (rozpouštění)
Deriváty celulózy jsou napadány termity
Na plasty působí i plísně
79
Elastomery
Lineární amorfní, od termoplastů se liší větší
délkou řetězce
Tg je nižší než –40 až - 50°C, při pokojové
teplotě se tedy vyznačují kaučukovitou
pružností
Vlastnosti závisejí na jejich struktuře –
některé vynikají odolností vůči olejům, jiné
kyslíku a ozonu, příp.zvýšené teplotě
80
Vulkanizace
Vulkanizací se vytvářejí příčné vazby
(síra) a vzniká zesítěná struktura pryží
Počet příčných vazeb souvisí s tvrdostí
pryže
Měkká pryž – jeden můstek na 100 až
200 monomerních jednotek v řetězci
Vlastnosti – deformace až několik set %
81
Tvrdá pryž
Čím je síť můstků hustší, tím je pryž
tvrdší
Ebonit – tvrdá pryž s obsahem síry až
30 % a kaučukovitě elastické vlastnosti
postrádá zcela – na nádoby
akumulátorů
Možnost různých přísad do pryží k
ovlivnění vlastností
82
Přísady do pryží
Aktivní saze – zvyšují odolnost proti
opotřebení – pneumatiky
Dále lze přidávat textil, křídu apod.
Z pryže se vyrábějí např.stupačky, kryty
pérování, hadice, membrány, těsnění,…
83