Transcript 4. Technické nekovo..

Technické nekovové materiály
V technické praxi se vedle kovových materiálů používají
i látky nekovové:
- mají zpravidla nižší měrnou hmotnost
- větší odolnost proti korozi
- jsou dobrými tepelnými i elektrickými izolanty
- dobře tlumí chvění
Nekovové látky:
- Plasty
- Dřevo
- Pryž a syntetický kaučuk
- Keramika
- Kamenina
- Porcelán
- Kůže a textilie
Plasty
- organické sloučeniny skládající se z obřích molekul –
tzv. makromolekul, které obsahují tisíce atomů, především uhlíku,
vodíku a dalších prvků, např. chloru, fluoru, kyslíku, dusíku aj.
Makromolekulární látka – pryskyřice – je základní složkou plastické
hmoty – tvoří tzv. pojivo, do kterého se přidávají plnidla a přísady.
Plnivo – různé látky, které zvětšují objem a upravují vlastnosti –
dřevitá moučka, textilní vlákna apod.
Přísady – barviva, stabilizátory vlastností, změkčovadla aj.
Nadouvadla – při zpracování uvolňují plyny a vytvářejí pěnovou
strukturu hmoty.
Rozdělení plastických hmot
Podle vlivu tepla:
- Termoplasty – působením tepla měknou, ochlazením tvrdnou
- Reaktoplasty (Termosety) – působením tepla se vytvrzují –
nevratně přecházejí do netavitelného a
nerozpustného stavu
- Elastomery – vznikají vulkanizací – syntetické kaučuky
Podle výchozích surovin:
- Hmoty vzniklé zušlechtěním přírodních makromolekulárních látek
- Hmoty vyrobené synteticky z jednoduchých nízkomolekulárních
látek
Rozdělení plastických hmot
Podle druhu chemických reakcí, kterými vznikly:
- Polykondenzáty – vznikají sloučením nízkomolekulárních látek za
vzniku odpadových jednoduchých látek (vody).
- Polymery – vznikají prostým spojením nízkomolekulárních látek
na látku makromolekulární
- Polyadukty – sloučeniny nízkomolekulárních látek bez vzniku
odpadních látek.
- Modifikované - plastické hmoty smíšené, hnětené, roubované,
popř. ozářené paprsky gama.
Termoplasty
Polyvinylchlorid – PVC – nejznámější plast,
- měkký PVC – těsnící profily, izolace elektrických vodičů, obaly
- tvrdý PVC – použitelný do 60 °C, chemicky odolný – potrubí, nádrže
Polyethylen – PE
- měkký PE (PET) – použití ve farmaceutice, potravinářství – obaly,
lahve, hadice, předměty pro domácnost
- tvrdý PE – kbelíky, kanystry, potrubí, armatury
Polypropylen - PP
- odolává teplotám až do 90 °C, nádoby, potrubí na
horkou vodu
Polystyren – PS
Termoplasty
Nejznámější pěnový PS – tepelné izolace v chladírenství, ve
stavebnictví apod.
Polytetrafluorethylen – PTFE – teflon – velmi houževnatý,
tepelná odolnost v rozsahu - 250 až + 250°C , odolný vůči
chemikáliím, vysoká kluznost. Používá se na těsnění, ucpávky, hadice
pro chemický průmysl, pohybová nemazaná ložiska.
Polyamidy – PA – více typů – použití cca do 80 °C, vysoká
odolnost proti opotřebení, dobře tlumí rázy. Použití – bezmazná
kluzná ložiska a ozubená kola pro provoz v potravinářství (kde by
mazivo znečišťovalo potraviny). V automobilovém průmyslu – kliky,
rukojeti, šrouby, matice, kryty ventilátorů apod. Výroba vláken –
silon, nylon, perlon, kapron – rybářských vlasců, lana, řemeny, kordy
do pneumatik.
Termoplasty
Polyethylentereftalát – PETP – do 100 °C rozměrově stálý,
odolává až 150 °C – izolace kabelů do horkého prostředí. Vlákna
(tesil) v oděvním průmyslu, sítě, lana. V automobilech filtrační
tkaniny, bezpečnostní pásy. Pogumované tkaniny – nafukovací čluny,
nafukovací haly, skladiště apod.
Polymethylmetakrylát – PMMA – plexisklo – do 75°C,
ochranné kryty a štítky, netříštivé, ale vytváří ostré, špičaté střepy –
v automobilech se nesmí používat. Vyztužený polyesterovým
vláknem – laminát.
Reaktoplasty
Fenolformaldehyd – tvrdý, křehký, odolný proti rozpouštědlům,
odolává teplotám do 120 °C. nejčastěji se používá jako lisovací
hmota s těmito plnidly:
- Dřevěná moučka – bakelit – elektroizolační součástky,
svorkovnice, objímky žárovek
- Vrstvený papír – umakart – nábytkářský průmysl
- Vrstvená bavlněná tkanina – textgumoid
- Vrstvená skelná tkanina – skelné lamináty
Epoxidy – čisté – zalévání elektrosoučástek a obvodů, lepidla na
kovy, odlévání modelů pro slévárenství apod., epoxidové skelné
lamináty – chemické nádrže, potrubí, elektro izolanty a pod.
Elastomery
Silikony – sloučeniny křemíku a kyslíku, odolné povětrnostním
podmínkám, odolávajícím teplotám až 200 °C.
Jako lineární polymery se dodávají ve formě olejů, past, tuků
a ochranných past pro autokosmetiku apod.
Technická pryž
Základní surovina – kaučuk
- přírodní kaučuk se získává z mléčné šťávy (latexu) z kůry
tropického stromu kaučukovníku
- syntetický kaučuk se vyrábí polymerací etylalkoholu, acetylénu
a krakových plynů
Vulkanizací kaučuku – přidáním vulkanizačních směsí, z nichž
převážnou část tvoří síra, se získává technická pryž, její vlastnosti
jsou závislé na složení vulkanizačních směsí.
Využití technické pryže je velmi rozsáhlé – pneumatiky, vzdušnice,
těsnění, ochranné oděvy a obuv, proložené vrstvami textilu - hadice
Dřevo
- Materiál rostlinného původu, jeho vlastnosti závisí především na
druhu, podmínkách růstu, stáří, době kácení, sušení a mnoha
dalších faktorech.
- Dřevo dobře tlumí rázy, má nízkou tepelnou a zvukovou vodivost.
Nejlepší mechanické vlastnosti má ve směru vláken (až 100 MPa).
Má nízkou měrnou hmotnost – cca 0,5 kg/dm3.
- Nevýhodou dřeva je jeho sesychavost, bobtnavost a náchylnost
k hnilobě.
Dřevo nejčastěji zpracováváme na řezivo (trámy, fošny, prkna), nebo
na dýhy. Obojí se dále využívá na výrobu konstrukčních desek ze
dřeva – spárovky, překližky, laťovky.
Dřevo
Kromě masivního dřevěného materiálu se používají velkoplošné
desky z dřevěných třísek, nebo vláken.
Pojiva desek jsou:
- syntetická – pryskyřice
- minerální – cement, sádra, vodní sklo
Desky mohou mít povrch přirozený, nebo broušený, či opatřený
lakem, dýhou, umakartem apod.
Vedle dřeva mají technický význam i jiné hmoty rostlinného původu,
např. korek (kůra korkového dubu) – dobrý materiál na zvukovou
a tepelnou izolaci.
Sklo
- Vyrábí se tavením tzv. sklářského kmene – křemičitý písek,
vápenec, soda, skleněný odpad a přísady určující jeho vlastnosti.
Bezpečnostní sklo
- tvrzené – rozpadá se na neškodnou tříšť – boční a zadní zasklení
motorových vozidel, vchody ve veřejných budovách apod.
- vrstvené – obsahuje bezpečnostní fólii, na které zůstane skleněná
tříšť nalepená – čelní skla automobilů, ochranné kryty obráběcích
strojů apod.
Konstrukční sklo
- Pomocí vhodných přísad se dosahuje potřebných vlastností pro
jeho použití ve stavebnictví, chemickém průmyslu v potravinářství,
optice, výpočetní technice apod.
Skleněná vlákna – s polyesterovou pryskyřicí - sklolamináty
Technický porcelán
Základními surovinami jsou kaolín, živec a křemen. V technické praxi
se rozemleté směsi zpracovávají zejména lisováním, následně se
glazurují a vypalují při teplotě cca 1 500 °C.
Porcelán má velkou pevnost v tlaku, snáší kolísavé teploty až do
1 100 °C. Je dobrým izolantem, odolává chemikáliím.
Technická kůže
Vydělanou vepřovou nebo hovězí kůži v technické praxi používáme
na výrobu hnacích řemenů, manžet, ucpávek, těsnění apod.,
v automobilovém průmyslu pak na výrobu potahů sedadel, volantů
apod.
Technické textilie
- Z polyamidových, polyesterových, akrylových nebo vynilových
vláken jsou vyrobeny potahy sedadel, koberečky, …
- Bavlněná vlákna se používají na výrobu kordů, hadic, řemenů
- Lněná vlákna – plachty, popruhy
- Konopná vlákna – provazce, popruhy, hadice (hasičské)
- Plsť – je vyrobena ze srsti – 50% ovčí vlny, ostatní jsou hovězí a kozí
chlupy. Dobře tlumí chvění a zvuk. Používá se také na různé
filtry.