Docsity
Docsity

Przygotuj się do egzaminów
Przygotuj się do egzaminów

Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity


Otrzymaj punkty, aby pobrać
Otrzymaj punkty, aby pobrać

Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium


Informacje i wskazówki
Informacje i wskazówki

Polimetakrylan - Notatki - Materiałoznawstwo, Notatki z Inżynieria materiałowa

Inżynieria: notatki z dziedziny materiałoznawstwa dotyczące polimetakrylanu oraz tworzyw acetalowych i poliwęglanych.

Typologia: Notatki

2012/2013

Załadowany 15.04.2013

spartacus_80
spartacus_80 🇵🇱

4.5

(55)

350 dokumenty

Podgląd częściowego tekstu

Pobierz Polimetakrylan - Notatki - Materiałoznawstwo i więcej Notatki w PDF z Inżynieria materiałowa tylko na Docsity! POLI(METAKRYLAN METYLU), TWORZYWA ACETALOWE I POLIWĘGLANY Poli(metakrylan metylu) (PMMA) Jest produktem polimeryzacji metakrylanu metylu, czyli estru metylowego kwasu metakrylowego, CH3 CH3 | | nCH2 = C -- CH2 - C --- | | COOCH3 COOCH3 n Polimeryzację tego monomeru można prowadzić metodą blokową, suspensyjną, emulsyjną lub w roztworze. Pierwszą z nich wytwarza się prawie połowę płyt produkowanych z PMMA. natomiast przez polimeryzację suspensyjną są otrzymywane granulki do przetwórstwa metodami wtrysku i wytłaczania. Poli(metakrylan metylu) należy do nielicznych polimerów, które ulegają wcześniej depolimeryzacji niż rozkładowi termicznemu. Umożliwia to ponowne otrzymywanie monomeru z tego tworzywa przez ogrzewanie w temperaturze ok. 360 °C. Proces ten należy przeprowadzać bardzo ostroznie, ponieważ temperatura zapłonu metakrylanu metylu jest niewiele wyższa od temperatury depolimeryzacji PMMA. Omawiane tworzywo jest znane z bardzo dobrej przepuszczalności światła widzialnego, wynoszącej 90 — 92 %. Przepuszczalność promieni nadfioletowych wynosi ok. 70 % w porównaniu z ok. 5% dla zwykłego szkła. Z tego powodu PMMA jest nazywany również szkłem organicznym. W porównaniu ze zwykłym szkłem krzemianowym poli(metakylan metylu) jest znacznie lżejszy odporniejszy na stłuczenia oraz odznacza się większą plastycznością. Wykazuje on jednak mniejszą sztywność i odporność na zarysowania powierzchni. Poli(metakrylan metylu) jest tworzywem nisko syntetyczny, odpornym na działanie niskiej temperatury i praktycznie niechłonący wody. W porównaniu z innymi tworzywami termoplastycznymi jego właściwości są ogólnie dobre z wyjątkiem małego wydłużenia przy zerwaniu oraz małej udarności, szczególnie z karbem. Korzystną cechą PMMA jest prawie stała wartość udamości, zarówno z karbem jak i bez karbu, w zakresie temperatury od - 40 do + 80°C. Bardzo dobre właściwości optyczne poli (metakrylanu metylu) ulegają Łatwo pogorszeniu z powodu małej odporności na ścieranie (łatwość zarysowania) oraz uszkodzeń powierzchni pod wpływem czynników mechanicznych. W celu zwiększenia odporności na zarysowanie podaje się metakrylan metylu kopolimeryzacji z innymi monomerami lub pokrywa powierzchnię tworzywa związkami fluorowęglowymi. Poli(metakrylan metylu) jest odporny na działanie rozcieńczonych kwasów i stężonych alkaliów w temperaturze pokojowej oraz olejów mineralnych, roślinnych i zwierzęcych. Wskazuje natomiast brak odporności na estry, etery, ketony, węglowodory aromatyczne, chlorowane alkohole i stężone kwasy organiczne. PMMA rozpuszcza się m.in. w acetonie, toluenie, dichloroetanie, chloroformie i octanie etylu. Formowanie wyrobów z poli(metakrylenu metylu) może być prowadzone metodami wtrysku. kształtowania próżniowego i wytłaczania oraz przez polimeryzację blokową. Ze względu na właściwości i przeznaczenie granulaty PMMA dzieli się na trzy grupy: miękkie, półtwarde i twarde. Za podstawę tęgo podziału przyjmowana jest zawartość zmiękczacza w granulacie. Najlepszymi właściwościami mechanicznymi i cieplnymi odznaczają się granulaty twarde, których przetwórstwo stwarza jednak nąjwięcej trudności. Najniższą wytrzymałość mechaniczną i cieplną mają granulaty miekkie ale ich przetwórstwo jest jednocześnie najtańsze. Granulaty półtwarde charakteryzuja się właściwościami pośrednimi i są stosowane do wytwarzania wyrobów dla przemysłu samochodowego, optycznego i chemicznego. Z granulatów miękkich wytwarza się przede wszystkim artykuły galanteryjne, natomiast z twardych wyroby specjalne. Przetwórstwo poli(metakrylanu metylu) metodą wytłaczania jest stosowane praktycznie tylko do formowania płyt. Metoda ta stwarza wiele trudności technologicznych i dlatego płyty wytłaczane są wytwarzane przeważnie przez producentów granulatu. Inną metodą formowania wyrobów z PMMA jest polimeryzacja blokowa monomeru bezpośrednio w formie. Czas polimeryzacji jest bardzo długi, gdyż w celu zapobieżenia powstawaniu naprężeń wewnętrznych proces prowadzi się w stosunkowo niskiej temperaturze, wynoszącej 30-50°C. Pojedyncze wyroby ze szkła organicznego mogą być wytwarzane metodami obróbki wiórowej przez cięcie, toczenie, struganie, frezowanie, szlifowanie lub polerowanie. Na tak wytworzonych wyrobach powstają ślady obróbki w postaci zarysowan i zadrapań, co prowadzi do zmniejszenia przezroczystości i obniżenia estetyki gotowych wyrobów. W celu przywrócenia wymaganej przezroczystości należy wypolerować uszkodzone powierzchnie. O zastosowaniu poli(metakrylanu metylu) decydują jego najważniejsze właściwości, jakimi są; przezroczystość, odporność na czynniki atmosferyczne, łatwość obróbki mechanicznej i możliwość wielokrotnego polerowania. Płyty i arkusze PMMA wykorzystuje się do szklenia kabin i okien samolotów, śmigłowców, szybowców, autobusów. Nie wykazują one zamglenia nawet przy dużych różnicach temperatury, występujących po obu stronach płyty. W budownictwie wykonuje się z nich ścianki działowe, zadaszenia, świetliki wanny, umywalki oraz przedmioty użytkowe i zdobnicze. Płyty i arkusze PMMA są stosowane w technice oświetleniowej do wyrobu osłon na lampy. Znajdują one również zastosowanie do wytwarzania skal radiowych i tablic dalekopisów. Duża odporność na działanie chemikaliów nieorganicznych spowodowała, że płyty te stosuje się do produkcji elementów aparatury chemicznej oraz urządzeń galwanizerskich. Granulat poli(metakrylanu metylu) jest przeznaczony w większości do wyrobu osłon świateł i odbłyśników samochodowych. Poza tym wytwarza się z niego elementy aparatury optycznej i kontrolno- pomiarowej, szkiełka do zegarków, artykuły gospodarstwa domowego, przemysłowe okulary ochronne, galanterię ozdobną itp. W kraju poli(metakrylan metylu) wytwarzają Zakłady Chemiczne w Oświęcimiu od nazwą handlową Metapleks, w postaci płyt i granulatu. Za granicą granulat PMMA jest produkowany m.in. pod nazwami handlowymi: Vedri1 (Montepolimeri - Włochy). Diakon (ICI - Wielka Brytania), Lucite (Du Pont -USA). Tworzywa acetalowe Do grupy tworzyw acetalowych (poliacetali) jest zaliczany homopolimer (poliformaldehyd) oraz kopolimer acetalowy. Poliformaldehyd otrzymuje się przez polimeryzacje gazowego formaldehydu w środowisku mewodnym np. w heksanie, w obecności odpowiedniego katalizatora. n H2C = O -> [-CH2 - O -]n Kopolimer acetalowy jest wytwarzany w wyniku kopolimeryzacji pierścieniowego trimeru formaldehydu (trioksanu) z niewielką ilością (2 - 5%) cyklicznych acetali np. z diksolanem. /CH2-O\ CH2--O \ O CH2 | CH2 \CH2-O/ CH2--O / Trioksan dioksonal ( formal glikolu etylowego) Właściwości mechaniczne i cieple tworzyw acetalowych mogą być modyfikowane masą cząsteczkową polimeru oraz przez dodatek elastomerów lub napełniaczy. Standardowe typy homopolimeru kopolimeru są produkowane w trzech zasadniczych odmianach. Pierwsza z nich, o największej masie cząsteczkowej, a zatem o najmniejszej płynności (wskaźnik szybkości płynięcia WSP ok. 2,5 g/l O min) przeznaczona jest do wytłaczania lub formowania wtryskowego wyrobu o grubych ściankach. Druga o mniejszej masie cząsteczkowej, czyli o większej płynności (WSP ok. 9 g/10 min), jest przetwarzana głownie metodą wtrysku. Ostatnia odmiana charakteryzuje się dużą płynnością (WSP ok. 27 g/10 min). Jest to tworzywo o strukturze drobnokrystalicznej, z którego wytwarza się wyroby wtryskowe cienkościenne. Na początku lat osiemdziesiątych uruchomiono produkcję poliacetali modyfikowanych elastomerami. Tworzywa te odznaczają się dużą elastycznością i udarnością, ale wykazują mniejszą sztywność niż materiał standardowy. Właściwości użytkowe poliacetali modyfikuje się również przez napełnienie tworzywa włóknem szklanym, dwusiarczkiem molibdenu lub politetrafluoroetylenem. W prawidłowo wykonanych wyrobach z tworzyw acetalowych stopień krystaliczności polimeru wynosi 70 - 75 %. Z tego względu mają one mlecznobiałe zabarwienie. Stosunkowo wysoki stopień krystaliczności powoduje, że poliacetyle charakteryzują znaczną sztywnością, twardością, wytrzymałością mechaniczną, odpornością na ścieranie i działanie podwyższonej temperatury, znamienne jest, że udamość z karbem w szerokim przedziale temperatury zmienia się dla tworzyw acetalowych tylko w niewielkim zakresie. Wyroby o większym stopniu krystaliczności wykazują mniejszą przepuszczalność par i gazów, a zarazem większa jest ich odporność na rozpuszczalniki krystaliczne. Występujące w łańcuchu kopolimeru ugrupowania pochodzące z acetali cyklicznych zmniejszają tendencję tworzywa do krystalizacji. Z tego względu kopolimer ma gorsze właściwości mechaniczne w porównaniu z homopolimerem. Tworzywa acetalowe odznaczają się dużą odpornością na zmęczenie i pełzanie. Na przykład naprężenie rozciągające 20Mpa przyłożone do próbki wykonanej z kopolimeru powoduje po upływie