Struktura polymerů. Příprava (výroba).struktura vlastnosti. Materiálové inženýrství (Nauka o materiálu) Základní představy: přírodní vs.



Podobné dokumenty
Podstata plastů [1] Polymery

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Základní formy využití polymerů. Aditivy do polymerních látek Plasty Nátěrové hmoty Vlákna

Termické chování polymerů

Amorfní a krystalické polymery, termické analýzy DSC, TGA,TMA

VLASTNOSTI VLÁKEN. 3. Tepelné vlastnosti vláken

ZÁKLADY REOLOGIE. Reologie - nauka o tokových a deformačních vlastnostech makromolekulárních

POLYMERY PRINCIPY, STRUKTURA, VLASTNOSTI. Doc. ing. Jaromír LEDERER, CSc.

TECHNOLOGIE VSTŘIKOVÁNÍ

Polymery lze rozdělit podle několika kritérií. Podle původu rozlišujeme polymery přírodní a syntetické. Přírodní polymery jsou:

Nauka o materiálu. Přednáška č.13 Polymery

Plasty. Základy materiálového inženýrství. Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2010

6. Viskoelasticita materiálů

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast. Termika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_0220 Anotace

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

7 Lineární elasticita

8 Elasticita kaučukových sítí

18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.

Mechanika kontinua. Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

NAUKA O MATERIÁLU I. Přednáška č. 03: Vlastnosti materiálu II (vlastnosti mechanické a technologické, odolnost proti opotřebení)

Matrice. Inženýrský pohled. Josef Křena Letov letecká výroba, s.r.o. Praha 9

Některé základní pojmy

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Základní požadavky: mechanické a fyzikální vlastnosti materiálu

Mol. fyz. a termodynamika

Kompozity s termoplastovou matricí

Silly putty ( inteligentní plastelína ) V USA za II.sv.války jako možná (neúspěšná) náhrada nedostatkové pryže (kyselina boritá + silikonový olej)

Pružnost. Pružné deformace (pružiny, podložky) Tuhost systému (nežádoucí průhyb) Kmitání systému (vlastní frekvence)

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů

2 VLIV STRUKTURY NA VLASTNOSTI A ZPRACOVATELNOST PLASTŮ

12. Struktura a vlastnosti pevných látek

MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Porušení hornin. J. Pruška MH 7. přednáška 1

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.9 Plasticita a creep

Celosvětová produkce plastů

přechodná forma ] n práškový polyetylen CH 2

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Polymery: minimum, které bychom si měli pamatovat. Lukáš Horný

2 Stanovení teploty tání semikrystalických polymerů v práškové formě

Co by mohl (budoucí) lékař vědět o materiálech tkáňových výztuží či náhrad. 20. března 2012

Mechanické vlastnosti technických materiálů a jejich měření. Metody charakterizace nanomateriálů 1

Vlastnosti a zkoušení materiálu. Přednáška č.13 Část 1: Polymery

tuhost, elasticita, tvrdost, relaxace a creep, únava materiálu, reologické modely, zátěž a namáhání

Poruchy krystalové struktury

Polymerní materiály 1

Mezi krystalické látky nepatří: a) asfalt b) křemík c) pryskyřice d) polvinylchlorid

Makromolekulární látky

Netkané textilie. Materiály

Výroba polotovarů z plastů

ROZDĚLENÍ, VLASTNOSTI A POUŽITÍ MATERIÁLŮ

4 Viskoelasticita polymerů II - creep

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.1 Konstrukční materiály

Požadavky na technické materiály

18MTY 9. přenáška polymery 2

2. Molekulová stavba pevných látek

KAPITOLA 12: PLASTICKÉ HMOTY Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Titanic Costa Concordia

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Nauka o materiálu. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

GUMÁRENSKÁ TECHNOLOGIE

1. Fázové rozhraní 1-1

Reologické modely technických materiálů při prostém tahu a tlaku

3. Termická analýza. Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

APLIKACE MIKROTVRDOSTI K HODNOCENÍ KVALITY PLASTOVÝCH DÍLŮ. vliv expozice v tenzoaktivním prostředí motorových paliv a geometrie dílu

Ţijeme v době plastové

Vlastnosti technických materiálů

5. Stavy hmoty Kapaliny a kapalné krystaly

Identifikace zkušebního postupu/metody

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

Téma 2 Napětí a přetvoření

Kapitola 3.6 Charakterizace keramiky a skla POVRCHOVÉ VLASTNOSTI. Jaroslav Krucký, PMB 22

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ PODMÍNKY PLASTICITY A PORUŠENÍ

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

2 TVAROVÁNÍ TEXTILNÍCH MATERIÁLŮ

Primární (kovalentní) Sekundární (stereochemická Terciální (konformační) Kvartérní (nadmolekulární)

PROCESY V TECHNICE BUDOV 2

9 Viskoelastické modely

Podstata plastů [1] POLYMERY 1 / 41

Pružnost, pevnost, tvrdost, houževnatost. Jaký je v tom rozdíl?

Vlastnosti polymerů určeny jejich fyzikální a chemickou strukturou

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č.3 k prezentaci Křivky chladnutí a ohřevu kovů

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny

TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému

Výroba tablet. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Lisování tablet. POMOCNÉ LÁTKY (kluzné látky, rozvolňovadla) LÉČIVÉ LÁTKY

Nelineární problémy a MKP

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI. Fakulta strojní

Stavební hmoty. Přednáška 3

Zařízení: Rotační viskozimetr s příslušenstvím, ohřívadlo s magnetickou míchačkou, teploměr, potřebné nádoby a kapaliny (aspoň 250ml).

Každá položka má objednácí číslo ve formátu xxx xxxx xxx xx, kde zvýrazněné dvojčíslí označuje kód materiálu.

V.Švorčík, polymery. Polymery stručně

MŘÍŽKY A VADY. Vnitřní stavba materiálu

Struktura makromolekul

Transkript:

Struktura polymerů Základní představy: přírodní vs. syntetické V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz celulóza přírodní kaučuk Příprava (výroba).struktura vlastnosti Materiálové inženýrství (Nauka o materiálu)

Molekula lineární (HDPE) ( xxµm 0.1nm) rozvětvená (LDPE) zesíťovaná (vícefunkční M) a) lineární b) rozvětvené c) ideální siť se čtyřvaznými uzly (A, B, C, D) d) reálná siť se čtyřvaznými uzly a fyzikálními zapleteninami (F)

Termoplasty - teplo- plastický stav Elastomery (kaučuky)- rozpustné nebo botnají (po vulkanizaci - pryž, guma) Termosety, reaktoplasty, pryskyřice tvrdé, křehké, teplem nemění tvar nerozp. Rozdílné mechanické a fyz. chemické vlastnosti (lin. makromolekuly-mezimolek. síly, síťování-chemické vazby)

Polymery s lineárními, rozvětvenými a slabě zesiťovanými molekulami Termoplasty, kaučuky a pryže (guma) velikost makromolekul - polymery jen v kondenzované fázi do plynné fáze energie - degradace nebo depolymerace Kondenzovaná fáze-amorfní nebo krystalická (anorg. materiály mají dokonalé krystaly, u polymerů nelze 100%)

AMORFNÍ FÁZE sklo (tuhý materiál) kaučuk (elastický materiál) plastická látka (plastický materiál) u polymerů mohou existovat vedle sebe - viz vzorek příčina: lin. řetězec lze deformovat, tím změní svůj tvar např. působením vnější síly díky sigma vazba π vazba ovliňuje chemické chování

Mechanické chování polymerů Deformační vlastnosti odolnost nebo odpor látek proti tvarovým nebo objemovým změnám např. reakce materiálu na smykové napětí Deformace ve smyku Ft smyková síla (síla vztažená na jedn. plochy s-napětí), u smykové posunutí, u/a = tg α = γ relativníposunutí(smyková deformace)

Poměr napětí vs. deformace s/γ míra odporu látky pro deformaci Ideální elasticita deformace je rovnovážná, vratná okamžitá, časově nezávislá, úměrná napětí platí pro ni Hookův zákon G = s/γ, kde G je modul pružnosti G je materiálová konstanta, nezávisí na rozměrech, době deformace u kovů ca 10E5 kp/cm2 Ideální viskózní chování s/γ je u kapalin závislý na t, deformace s časem roste, je fcí času u jednoduchých kapalin platí vztah mezi s a rychlostí deformace dγ/dt s = η dγ/dt, kde η je viskozita viskozita kapalin klesá s teplotou

Vložená práce U ideálně elastického tělesa uložíse jako potenciální energie po oddálení se uvolní U kapaliny práce na deformaci kapaliny, tok kapaliny, díky disipaci energie se uvolní ve formě tepla

Deformační chování polymerů V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz pohybuje se mezi oběma extrémy, tj. ideální elasticitou a viskozitou nízká T elasticita (jako sklo) vysoká T tok (jako kapalina) toto deformační chování je viskoelastické: deformace je víceméně vratná práce se částečně ukládá jako potenciální energie a současně ztrácí ve formě tepla

Amorfní polymery V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz neuspořádané makromolekuly, polosbalená klubka, pohyb segmentů a konformační změny závisí na T Teplota zeskelnění (skelného přechodu) Tg charakteristická veličina pro amorfní polymery pod Tg - polymery sklovité, tvrdé nad Tg polymery o vysoké M - elastické, kaučukovité o nízké M kapalné hodnotu Tg ovlivňuje ohebnost řetězců a jejich mezimol. soudržnost

např. PB Tg=-100 C (ohebný a malá soudržnost) PS Tg=+100 C (substituent snižuje ohebnost) PP Tg=-27 C (nepolární methyl) vs. PVC Tg=80 C (polární Cl) Dělení polymerů podle Tg Tg > 20 C tvrdá plastická hmota Tg < 20 C kaučuk, vratné deformace, tažnost Tg cca 20 C nátěrové hmoty, lepidla Teplota tečení (plastického toku) Tf teplota, kdy polymer přechází z kaučukovitého stavu (elastické deformace) do oblasti toku (viskózní kapalina) Amorfní sklo kaučuk viskózní polymer kapalina Tg Tf

termomechanická křivka V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz udává teplotní závislost a) napětí způsobující konstantní deformaci (s vs. T) b) deformace vznikající působením konstantní vnější síly (γ vs. T)

Semikrystalické polymery V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz vlastnosti závisí na stupni krystalinity a ta na M a struktuře polymeru, např. takticitě, Tm teplota tání krystalického podílu může být polymer 100% krystalický?

Krystalické semikrystalické-amorfní polymery teplota T Tg Tm Tf Krystalický kryst. viskózní polymer kaučuk kapalina Amorfní sklo kaučuk viskózní polymer kapalina Tg Tf Vzorek amorfní PET

Krystalické polymery V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz

V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz V.Švorčík a kol., Polym. Degr. Stab. 91, 1219 (2006)