Transcript TWORZYWA SZTUCZNE
Slide 1
TWORZYWA
SZTUCZNE
Slide 2
Tworzywa sztuczne
(plastik, plastyk) – materiały oparte
na polimerach syntetycznych lub
zmodyfikowanych naturalnych,
zastępujące tradycyjne tworzywa
takie jak drewno, ceramika, metal,
kauczuk naturalny, gutaperka i inne.
Slide 3
Ponadto, wiele tworzyw sztucznych
posiada własności niemożliwe do
uzyskania z zastosowaniem
surowców naturalnych.
Slide 4
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat
związki te dzięki swoim właściwościom
stały się niemal wszechobecne.
Rezygnacja z nich spowodowałaby
zniknięcie sporej części ubrań, prawie
całego sprzętu gospodarstwa domowego,
a takie unieruchomienie samochodów
i samolotów.
Slide 5
Aby zrozumieć specyfikę tworzyw sztucznych,
należy przede wszystkim poznać
charakterystyczne cechy budowy ich
cząsteczek. Są wielocząsteczkowe co
oznacza, że
w skład ich cząsteczek wchodzą
powtarzające się, chociaż niekoniecznie
identyczne, elementy po-łączone ze sobą
w długie łańcuchy.
Slide 6
Slide 7
Większość tworzyw sztucznych to
związki chemiczne zwane
polimerami. Zbudowane są one
z wielu identycznych molekuł
połączonych w długie łańcuchy.
Większość polimerów (np.
polietylen lub nylon) jest dziełem
człowieka.
Slide 8
POLIMERY
Polimery (gr. polymeres - wieloczęściowy, zbudowany z wielu
części) – substancje chemiczne o bardzo dużej masie
cząsteczkowej, które składają się z wielokrotnie
powtórzonych jednostek zwanych merami.
Polimery naturalne są jednym z podstawowych budulców
organizmów żywych. Polimery syntetyczne są podstawowym
budulcem tworzyw sztucznych, a także wielu innych
powszechnie wykorzystywanych produktów chemicznych
takich jak: farby, lakiery, oleje przemysłowe, środki
smarujące, kleje itp.
Slide 9
Polimery syntetyczne otrzymuje się
w wyniku łańcuchowych lub
sekwencyjnych reakcji polimeryzacji ze
związków posiadających minimum dwie
grupy funkcyjne zwanych monomerami.
Slide 10
Slide 11
TWORZYWA SZTUCZNE
A NATURALNE
Współcześnie paleta dostępnych tworzyw
sztucznych umożliwia w praktyce zastąpienie
nimi niemal każde tworzywo naturalne.
Tworzywa sztuczne nie mają jednak zwykle
własności identycznych z tworzywami
naturalnymi. Zwykle tworzywa sztuczne mają
takie same a nawet lepsze te własności, które
są najbardziej istotne dla danego zastosowania,
może mieć jednak gorsze mniej istotne
własności.
Slide 12
Zastosowanie tworzywa PET
zamiast szkła do produkcji butelek
?
Slide 13
ZALETY*:
1) PET się nie tłucze
2) butelki z PET są lżejsze
3) łatwiej jest uformować je
w niemal dowolny kształt
Slide 14
WADY*:
1)PET w temperaturze pow 70°C traci
swoje własności mechaniczne
2)butelek PET nie można poddawać
sterylizacji w wysokiej temperaturze
– w związku z czym recykling butelek
PET wymaga ich przetapiania
*Podobne wady i zalety posiada wiele
innych tworzyw sztucznych
Slide 15
Podział tworzyw sztucznych ze
względu na właściwości
fizykochemiczne:
Duromery – twarde, trudnotopliwe o
wysokiej odporności mechanicznej służące
jako materiały konstrukcyjne. Niektóre
duromery zastępują materiały ceramiczne.
Slide 16
Plastomery – popularnie zwane
termoplastami mniej sztywne od
duromerów ale łatwotopliwe – dzięki ich
topliwości można je przetwarzać
poprzez topienie
i wtryskiwanie do form lub wytłaczanie,
dzięki czemu można
z nich uzyskać bardzo skomplikowane
kształty.
Slide 17
Slide 18
Elastomery – tworzywa, które można
rozciągać i ściskać; w wyniku rozciągania
lub ściskania elastomery zmieniają
znacznie swój kształt ale po odjęciu siły
wracają do poprzednich kształtów.
Elastomery zastąpiły prawie całkowicie
kauczuk naturalny, ale znalazły też
szereg nowych zastosowań
niedostępnych dla zwykłego kauczuku.
Slide 19
Przetwórstwem tworzyw sztucznych nazywa się
proces formowania z nich wyrobów.
Do podstawowych technik stosowanych
w przetwórstwie zalicza się:
wytłaczanie
wtrysk
prasowanie
tłoczenie
przetłaczanie
formowanie płyt
walcowanie i kalandrowanie
odlewanie
Slide 20
Kody recyklingu tworzyw
sztucznych
W celu uproszczenia recyklingu
tworzyw sztucznych został
wprowadzony przez Society of the
Plastics Industry Inc (USA)‘
w 1988 kod oznaczania tych
tworzyw. Pierwotnie został on
zaprojektowany dla tworzyw
stosowanych w naczyniach
i opakowaniach stosowanych
w gospodarstwach domowych.
Slide 21
Slide 22
Czy wiesz, że…
Slide 23
Polietylen z etylenu po raz
pierwszy otrzymali Anglicy
Proces otrzymywania polietylenu
z etylenu został odkryty przypadkowo
w 1933 roku podczas badań nad
wpływem ciśnień powyżej 1000 atm.
na przebieg różnych reakcji
chemicznych. Produkcja na skale
przemysłową została uruchomiona
dopiero 1942 roku.
Slide 24
Polimery są w nas
Biopolimery to polimery, które
występują w żywych organizmach
i są przez nie produkowane.
Najważniejsze grupy biopolimerów to:
• polisacharydy np. skrobia, celuloza,
pektyna, itp
• polinukleotydy np. DNA , RNA
• polipeptydy zwane białkiem
Slide 25
Polietylen jest znany już
od 1898 roku
Polietylen po raz pierwszy w 1898 roku
zsyntetyzował niemiecki chemik Hans von Pechman,
który zaobserwował tworzenie się białej kłaczkowatej
substancji w wyniku reakcji rozkładu eterowego
roztworu dwuazometanu. Wkrótce potem Eugen
Bamberger i Friedrich Tschimer stwierdzili, że
tworzący się z dwuazometanu związek, rozpuszczalny
we wrzącej pirydynie
i izopropylobenzenie, o temp. topnienia ok. 128oC
posiada wzór sumaryczny (CH2)n , przy czym autorzy
słusznie wysunęli przypuszczenie, że powstaje on
w reakcji:
nCH2N2 -> (CH2)n + nN2
Slide 26
Produkujemy tysiące ton
tworzyw w Polsce
W pierwszym półroczu 2004 roku
wyprodukowaliśmy w Polsce:
polietylenu – 71,6 tys. t
polipropylenu – 59,4 tys. t
polichlorku winylu (nie zmieszanego
z innymi substancjami) – 128 tys. t
* Dane dotyczą producentów wyrobów
przemysłowych sektora publicznego
i prywatnego, w których liczba
pracujących wynosi 50 osób i więcej.
Slide 27
Znicz olimpijski
z polimerów
Najnowszy projekt znicza olimpijskiego zkonstruowanego na
igrzyska w Turynie jest współczesną interpretacją tradycyjnej
pochodni używanej podczas starożytnych igrzysk olimpijskich.
Pochodnia znicza ma wysokość 770 mm, średnicę 105 mm
i waży 1,805 kg. Projektanci zapewniają, że nie ma
niebezpieczeństwa, by zgasł, nawet w niekorzystnych
warunkach atmosferycznych. Jest to kryterium o tyle ważne,
gdyż znicza nie można po raz drugi zapalić.
Każda z nowych olimpijskich pochodni ma palić się przez 15
minut, a jej płomień nie będzie wyższy niż 10 cm.
Znicz jest zrobiony z mieszanki stali, miedzi i specjalnych
sztucznych polimerów. Zewnętrzna warstwa jest powleczona
aluminium i pomalowana farbą odporną na bardzo wysokie
temperatury.
Slide 28
Polski naukowiec jest autorem
nowatorskiej metody syntezy
polimerów
Mniej więcej połowę wszystkich polimerów wytwarza się metodą tzw.
polimeryzacji wolnorodnikowej, która - choć stosowana w przemyśle
od kilkudziesięciu lat - ma szereg istotnych wad. Przede wszystkim nie
jest procesem kontrolowanym, a wskutek tego powstają np. łańcuchy
polimerów o różnej długości.
Wymyślono więc alternatywne metody, które pozwalają na
otrzymywanie polimerów o uporządkowanych własnościach. Jedną
z ostatnich i najbardziej obiecujących okazała się kontrolowana
polimeryzacja rodnikowa ATRP odkryta przez polskiego chemika prof.
Krzysztofa Matyjaszewskiego. Nowatorska metoda posiada większość
zalet wcześniejszych metod, a równocześnie z przemysłowego punktu
widzenia korzystnie wyróżnia się znacznie łagodniejszymi warunkami
syntezy.
Slide 29
Przygotowała:
Agata Rocka
Klasa: 3 gimnazjum
2008/2009
TWORZYWA
SZTUCZNE
Slide 2
Tworzywa sztuczne
(plastik, plastyk) – materiały oparte
na polimerach syntetycznych lub
zmodyfikowanych naturalnych,
zastępujące tradycyjne tworzywa
takie jak drewno, ceramika, metal,
kauczuk naturalny, gutaperka i inne.
Slide 3
Ponadto, wiele tworzyw sztucznych
posiada własności niemożliwe do
uzyskania z zastosowaniem
surowców naturalnych.
Slide 4
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat
związki te dzięki swoim właściwościom
stały się niemal wszechobecne.
Rezygnacja z nich spowodowałaby
zniknięcie sporej części ubrań, prawie
całego sprzętu gospodarstwa domowego,
a takie unieruchomienie samochodów
i samolotów.
Slide 5
Aby zrozumieć specyfikę tworzyw sztucznych,
należy przede wszystkim poznać
charakterystyczne cechy budowy ich
cząsteczek. Są wielocząsteczkowe co
oznacza, że
w skład ich cząsteczek wchodzą
powtarzające się, chociaż niekoniecznie
identyczne, elementy po-łączone ze sobą
w długie łańcuchy.
Slide 6
Slide 7
Większość tworzyw sztucznych to
związki chemiczne zwane
polimerami. Zbudowane są one
z wielu identycznych molekuł
połączonych w długie łańcuchy.
Większość polimerów (np.
polietylen lub nylon) jest dziełem
człowieka.
Slide 8
POLIMERY
Polimery (gr. polymeres - wieloczęściowy, zbudowany z wielu
części) – substancje chemiczne o bardzo dużej masie
cząsteczkowej, które składają się z wielokrotnie
powtórzonych jednostek zwanych merami.
Polimery naturalne są jednym z podstawowych budulców
organizmów żywych. Polimery syntetyczne są podstawowym
budulcem tworzyw sztucznych, a także wielu innych
powszechnie wykorzystywanych produktów chemicznych
takich jak: farby, lakiery, oleje przemysłowe, środki
smarujące, kleje itp.
Slide 9
Polimery syntetyczne otrzymuje się
w wyniku łańcuchowych lub
sekwencyjnych reakcji polimeryzacji ze
związków posiadających minimum dwie
grupy funkcyjne zwanych monomerami.
Slide 10
Slide 11
TWORZYWA SZTUCZNE
A NATURALNE
Współcześnie paleta dostępnych tworzyw
sztucznych umożliwia w praktyce zastąpienie
nimi niemal każde tworzywo naturalne.
Tworzywa sztuczne nie mają jednak zwykle
własności identycznych z tworzywami
naturalnymi. Zwykle tworzywa sztuczne mają
takie same a nawet lepsze te własności, które
są najbardziej istotne dla danego zastosowania,
może mieć jednak gorsze mniej istotne
własności.
Slide 12
Zastosowanie tworzywa PET
zamiast szkła do produkcji butelek
?
Slide 13
ZALETY*:
1) PET się nie tłucze
2) butelki z PET są lżejsze
3) łatwiej jest uformować je
w niemal dowolny kształt
Slide 14
WADY*:
1)PET w temperaturze pow 70°C traci
swoje własności mechaniczne
2)butelek PET nie można poddawać
sterylizacji w wysokiej temperaturze
– w związku z czym recykling butelek
PET wymaga ich przetapiania
*Podobne wady i zalety posiada wiele
innych tworzyw sztucznych
Slide 15
Podział tworzyw sztucznych ze
względu na właściwości
fizykochemiczne:
Duromery – twarde, trudnotopliwe o
wysokiej odporności mechanicznej służące
jako materiały konstrukcyjne. Niektóre
duromery zastępują materiały ceramiczne.
Slide 16
Plastomery – popularnie zwane
termoplastami mniej sztywne od
duromerów ale łatwotopliwe – dzięki ich
topliwości można je przetwarzać
poprzez topienie
i wtryskiwanie do form lub wytłaczanie,
dzięki czemu można
z nich uzyskać bardzo skomplikowane
kształty.
Slide 17
Slide 18
Elastomery – tworzywa, które można
rozciągać i ściskać; w wyniku rozciągania
lub ściskania elastomery zmieniają
znacznie swój kształt ale po odjęciu siły
wracają do poprzednich kształtów.
Elastomery zastąpiły prawie całkowicie
kauczuk naturalny, ale znalazły też
szereg nowych zastosowań
niedostępnych dla zwykłego kauczuku.
Slide 19
Przetwórstwem tworzyw sztucznych nazywa się
proces formowania z nich wyrobów.
Do podstawowych technik stosowanych
w przetwórstwie zalicza się:
wytłaczanie
wtrysk
prasowanie
tłoczenie
przetłaczanie
formowanie płyt
walcowanie i kalandrowanie
odlewanie
Slide 20
Kody recyklingu tworzyw
sztucznych
W celu uproszczenia recyklingu
tworzyw sztucznych został
wprowadzony przez Society of the
Plastics Industry Inc (USA)‘
w 1988 kod oznaczania tych
tworzyw. Pierwotnie został on
zaprojektowany dla tworzyw
stosowanych w naczyniach
i opakowaniach stosowanych
w gospodarstwach domowych.
Slide 21
Slide 22
Czy wiesz, że…
Slide 23
Polietylen z etylenu po raz
pierwszy otrzymali Anglicy
Proces otrzymywania polietylenu
z etylenu został odkryty przypadkowo
w 1933 roku podczas badań nad
wpływem ciśnień powyżej 1000 atm.
na przebieg różnych reakcji
chemicznych. Produkcja na skale
przemysłową została uruchomiona
dopiero 1942 roku.
Slide 24
Polimery są w nas
Biopolimery to polimery, które
występują w żywych organizmach
i są przez nie produkowane.
Najważniejsze grupy biopolimerów to:
• polisacharydy np. skrobia, celuloza,
pektyna, itp
• polinukleotydy np. DNA , RNA
• polipeptydy zwane białkiem
Slide 25
Polietylen jest znany już
od 1898 roku
Polietylen po raz pierwszy w 1898 roku
zsyntetyzował niemiecki chemik Hans von Pechman,
który zaobserwował tworzenie się białej kłaczkowatej
substancji w wyniku reakcji rozkładu eterowego
roztworu dwuazometanu. Wkrótce potem Eugen
Bamberger i Friedrich Tschimer stwierdzili, że
tworzący się z dwuazometanu związek, rozpuszczalny
we wrzącej pirydynie
i izopropylobenzenie, o temp. topnienia ok. 128oC
posiada wzór sumaryczny (CH2)n , przy czym autorzy
słusznie wysunęli przypuszczenie, że powstaje on
w reakcji:
nCH2N2 -> (CH2)n + nN2
Slide 26
Produkujemy tysiące ton
tworzyw w Polsce
W pierwszym półroczu 2004 roku
wyprodukowaliśmy w Polsce:
polietylenu – 71,6 tys. t
polipropylenu – 59,4 tys. t
polichlorku winylu (nie zmieszanego
z innymi substancjami) – 128 tys. t
* Dane dotyczą producentów wyrobów
przemysłowych sektora publicznego
i prywatnego, w których liczba
pracujących wynosi 50 osób i więcej.
Slide 27
Znicz olimpijski
z polimerów
Najnowszy projekt znicza olimpijskiego zkonstruowanego na
igrzyska w Turynie jest współczesną interpretacją tradycyjnej
pochodni używanej podczas starożytnych igrzysk olimpijskich.
Pochodnia znicza ma wysokość 770 mm, średnicę 105 mm
i waży 1,805 kg. Projektanci zapewniają, że nie ma
niebezpieczeństwa, by zgasł, nawet w niekorzystnych
warunkach atmosferycznych. Jest to kryterium o tyle ważne,
gdyż znicza nie można po raz drugi zapalić.
Każda z nowych olimpijskich pochodni ma palić się przez 15
minut, a jej płomień nie będzie wyższy niż 10 cm.
Znicz jest zrobiony z mieszanki stali, miedzi i specjalnych
sztucznych polimerów. Zewnętrzna warstwa jest powleczona
aluminium i pomalowana farbą odporną na bardzo wysokie
temperatury.
Slide 28
Polski naukowiec jest autorem
nowatorskiej metody syntezy
polimerów
Mniej więcej połowę wszystkich polimerów wytwarza się metodą tzw.
polimeryzacji wolnorodnikowej, która - choć stosowana w przemyśle
od kilkudziesięciu lat - ma szereg istotnych wad. Przede wszystkim nie
jest procesem kontrolowanym, a wskutek tego powstają np. łańcuchy
polimerów o różnej długości.
Wymyślono więc alternatywne metody, które pozwalają na
otrzymywanie polimerów o uporządkowanych własnościach. Jedną
z ostatnich i najbardziej obiecujących okazała się kontrolowana
polimeryzacja rodnikowa ATRP odkryta przez polskiego chemika prof.
Krzysztofa Matyjaszewskiego. Nowatorska metoda posiada większość
zalet wcześniejszych metod, a równocześnie z przemysłowego punktu
widzenia korzystnie wyróżnia się znacznie łagodniejszymi warunkami
syntezy.
Slide 29
Przygotowała:
Agata Rocka
Klasa: 3 gimnazjum
2008/2009