Ţijeme v době plastové

České vysoké učení technické v Praze Fakulta strojní Ústav materiálového inţenýrství Karlovo nám. 13 121 35 Praha 2 Ţijeme v době plastové Zdeňka Jeníková

ISTORIE 12. století Anglie, cech zpracovatelů rohoviny 15. století K. Kolumbus, 2. cesta do Ameriky, kaučuk 18. století kaučukové kostičky k odstraňování písma třením 19. století bavlněná tkanina impregnovaná kaučukem - nepromokavý plášť vulkanizace přírodního kaučuku sírou patent pneumatika první plast celuloid 20. století fenolformaldehydová pryskyřice, bakelit polvinylchlorid (PV) chloroprénový kaučuk (neoprén) polyestery, polyamidy (PA 66 nylon) nízkohustotní (rozvětvený) polyethylén (PE) polymethylmethakrylát (PMMA) vysokohustotní (lineární) polyethylén (PE) izotaktický polypropylén (PP) polyethyléntereftalát (PETP) polykarbonáty (P) akrylonitril butadien styrén (ABS) polysulfony, polyamidy, aromatické polyamidy (aramidy) Kevlar polymerní směsi a kompozity

ZÁKLADNÍ PRVKY V POLYMERNÍ MATERIÁLE N O F l S Si

VAZBY MEZI ATOMY V POLYMERE PRIMÁRNÍ KOVALENTNÍ VAZBY délka vazby [nm] disociační energie [kj.mol -1 ] - 0,154 347-0,110 414 = 0,121 750 -O 0,146 360

POLYMERAČNÍ REAKE + + + + n

Četnost DISTRIBUČNÍ KŘIVKA Délka řetězce Molární hmotnost

Vlastnost ZÁVISLOST VLASTNOSTÍ NA DÉLE ŘETĚZE Viskozita taveniny Pevnost v tahu Rázová houţevnatost Molární hmotnost Oblast komerčně vyráběných polymerů

VLIV EMIKÉO SLOŢENÍ NA VLASTNOSTI POLYMERU Název (zkratka) POLYETYLEN (PE) Opakující se konstituční jednotka Polární (P) Nepolární (N) Amorfní (A) Krystalizující (K) N Teplota skelného přechodu [ ] Teplota tání [ ] -110 aţ -122 n K 120 aţ 137 POLYPROPYLEN (PP) N -24 3 n K 176 POLYVINYLLORID (PV) P 70±10 A l n

USPOŘÁDÁNÍ SUBSTITUENTŮ VŮČI LAVNÍMU ŘETĚZI n 3 n

USPOŘÁDÁNÍ SUBSTITUENTŮ VŮČI LAVNÍMU ŘETĚZI n 3 n TAKTIITA

NADMOLEKULÁRNÍ STRUKTURA

RŮST SFÉROLITŮ

tvrdost rázová odolnost tuhost pevnost VLIV KRYSTALINITY NA MEANIKÉ VLASTNOSTI krystalinita krystalinita krystalinita krystalinita

VLIV ORIENTAE NA PEVNOST A MODUL PRUŢNOSTI Statistické rozdělení krystalických útvarů a orientovaná struktura Př. PE (ρ = 0,97g.cm -3 ) E [GPa] σ m [GPa] Izotropní 2 0,05 Superorientovaná 120 2,6 Teoretická hodnota 240 4,0 Trţná délka = délka vlákna, které praskne vlastní hmotností [km] ocel 25 Nylon 85 sklo 135 uhlík 195 Kevlar 235 superorientovaný PE (r. 1987) 267 (r. 1996) 400

ZPŮSOBY ROZŠIŘOVÁNÍ SORTIMENTU POLYMERNÍ MATERIÁLŮ a) chemická modifikace kopolymerace sesíťování

ZPŮSOBY ROZŠIŘOVÁNÍ SORTIMENTU POLYMERNÍ MATERIÁLŮ b) směsi (blendy) polymerů a kopolymerů mísitelné nemísitelné - kompatibilizace

ZPŮSOBY ROZŠIŘOVÁNÍ SORTIMENTU POLYMERNÍ MATERIÁLŮ c) přísadami - aditiva stabilizátory změkčovadla barvicí činidla plniva retardéry hoření kompatibilizátory tepelné světelné radiační biologické antioxidanty antiozonanty zpracovatelnost ohebnost mrazuvzdornost rozpustná (barviva) nerozpustná (pigmenty) mechanické vlastnosti ovlivnění fyzikálních vlastností nadouvadla síťovací činidla antistatická činidla ceny

TERMOPLASTY POLYMER n MÍÁNÍ A GRANULAE PŘÍSADY SMĚS V DODAVATELSKÉ FORMĚ- GRANULÁT ZPRAOVÁNÍ FYZIKÁLNÍ PROES - OŘEV DO STAVU TAVENINY A NÁSLEDNÉ TUNUTÍ VÝROBEK NEBO POLOTOVAR n

TERMOPLASTY REAKTOPLASTY POLYMER NÍZKOMOLEKULÁRNÍ POLYMER n n MÍÁNÍ A GRANULAE PŘÍSADY MÍÁNÍ A IMPREGNAE PŘÍSADY SMĚS V DODAVATELSKÉ FORMĚ- GRANULÁT SMĚS V DODAVATELSKÉ FORMĚ- LISOVAÍ MOTY A PREPREGY ZPRAOVÁNÍ FYZIKÁLNÍ PROES - OŘEV DO STAVU TAVENINY A NÁSLEDNÉ TUNUTÍ ZPRAOVÁNÍ EMIKÁ REAKE - VZNIK NOVÝ KOVALENTNÍ VAZEB VÝROBEK NEBO POLOTOVAR VÝROBEK NEBO POLOTOVAR n

VAZBY V POLYMERNÍ MATERIÁLE PRIMÁRNÍ MEZI ATOMY KOVALENTNÍ VAZBY délka vazby [nm] disociační energie [kj.mol -1 ] - 0,154 347-0,110 414 = 0,121 750 -O 0,146 360 SEKUNDÁRNÍ MEZI MAKROMOLEKULAMI Van der Waalsovy délka vazby [nm] disociační energie [kj.mol -1 ] disperzní 0,3-0,4 4,14-7,45 indukované a dipólové 0,3-0,4 8,37-20,92 vodíkové můstky 0,17-0,3 29,3-47,3 Vazba primární sekundární kapalina plyn Délka [nm] 0,15 0,3 0,5 >>

PŘÍKLADY OVLIVNĚNÍ MEANIKÝ VLASTNOSTÍ Zkušební těleso typu 1A [2] dle ČSN EN ISO 527-2 h b L Vybrané rozměry tělesa b =10,0 ± 0,2 mm h = 4,0 ± 0,2 mm L =115 ± 1 mm

TYPIKÉ TVARY TAOVÝ KŘIVEK PLASTŮ ε tb ε tb σ m, σ b a σ b σ y, σ m b σ y, σ m σ b c σ m, σ b d ε tb ε tb Křivky vyhodnocené z měření bez průtahoměru a křehké materiály b, c houţevnaté materiály s mezí kluzu d houţevnaté materiály bez meze kluzu

Pracovní diagram PS, PS-I

Pracovní diagram PP, PP-GF30

Pracovní diagram PA6 obsah vlhkosti 3%, PA6 obsah vlhkosti 6%

Pracovní diagram PS, P

Pracovní diagram P dobře a špatně vyrobený vzorek

JAK IDENTIFIKOVAT PLAST NEJEN PRO POTŘEBU NÁRADY, ALE I TŘÍDĚNÍ

JAK IDENTIFIKOVAT POLYMERNÍ MATERIÁLY pouţít zkoušky: vizuální - propustnost světla - vzhled lomu povrchové tvrdosti ( nehtová ) akustické dle zvuku po dopadu vzorku na podloţku určení hustoty - základní skupiny plastů podle hustoty v plameni dle hustota g.cm -3 0,9-1,0 PE, PP 1,0-1,2 PS, P, PA 1,2-1,5 PV, POM > 1,8 PTFE - charakteru plamene při spalování - zápachu - dýmu - změny polymeru - ohořelého zbytku

JAK IDENTIFIKOVAT POLYMERNÍ MATERIÁLY dle normy ČSN EN ISO 1043-1 Plasty - Značky a zkratky - Část 1: Základní polymery a jejich zvláštní charakteristiky Příklady označování - druhová značka > PE-LLD < > PP-(GF25+F15) < > PA6 < > P+ABS < > E/P < > ABS <

JAK IDENTIFIKOVAT PLAST DLE REYKLAČNÍO SYMBOLU Recyklační symbol 1 PET 2 PE-D 3 PV 4 PE-LD 5 PP 6 PS 7 jiné 07

SNAD SI NEZNIČÍME ZEMI PLASTOVÝM ODPADEM A BUDE NÁSLEDOVAT DOBA

Výsledky tohoto projektu LO1207 byly získány za finančního přispění Ministerstva školství, mládeţe a tělovýchovy v rámci účelové podpory programu Národní program udrţitelnosti I

Děkuji za pozornost