Введение в полимеры. Технический тренинг

1. Введение в полимеры

Технический тренинг
Ноябрь 2009

2. Определение :

• Полимеры и макромолекулы характеризуют как пластичные
материалы. Материалы называют пластиковыми когда они
принимают определенную форму после формования (под
воздействием температуры, давления и.т.д.).
Противоположно эластичным материалам, которые могут
изменить форму под давлением, и принять исходный вид
после прекращения действия этой силы.
• Интерес к полимерам возник в 1920-1930. После 1973
разрабатывается все больше и больше инженерных
пластиков.
• Полимеры сегодня – это один из наиболее важных классов
материалов (два других Металлы и керамика)
2

3. History :

• 1870 : Первый синтетический полимер
Необходимость заменить бильярдный шар из слоновой кости
Полимеры
Коммерческ
ое
наименован
ие
Ученый
Год
Компания
Страна
CN
Целюлоза
HYATT
1868
Albany Dental Plate
USA
ПММА
Plexiglas
Wulff
1927
Rhom et Hass
USA
Staudinger
1930
IG Farben
Germany
1937
ICI
UK
1941
Dupont de Nemours
USA
1957
BAYER
Germany
Полистирол
Полиэтилен
3
Полиамид
Nylon
Поликарбонат
Makrolon
Carothers

4. Полимеры в нашей жизни:

4

5. Особенности полимеров:

Преимущества
5
- Низкая плотность
- Низкая цена
- Легкая обработка
- Долговечность
- Формы
Прозрачность/Полупрозрачност
ь
- Водонепроницаемое качество
- Эластичность
- Химическая стойкость
Недостатки
- Воспламеняемость
- Тепловое сопротивление
- Высокое расширение
- Механическое
сопротивление
- Статическое
электричество
- Царапины
- Старение

6. Композиции полимерных материалов:

• Полимерные молекулы очень длинные
-----
• Полимеры это скомпонованные и переплетенные
макромолекулы
6

7. Главные типы полимеров :

Термопласты
–
–
7
Полукристаллические ( PP, PE, PA, … )
Аморфные ( PS, PC, PVC, PMMA,… )
Эластомеры (Резины)
Реактопласты

8. Термопласты:

• Меняют форму при небольшом нагревании и принимают
необходимую форму
• Простые термопласты: пэ, пп, пс, пвх, Нейлон, полиэстер
• Схематичная структура: Переплетенные цепочки без
химических связей между ними
8

9. Полукристаллические и аморфные термопласты :

• Некоторые участки полимера организованы (т.е.
кристаллические), другие спутаны
• Объем кристаллических частей влияет на свойства (ПЭ, ПП)
Crystalline
Area
9

10. Влияние на оптические свойства :

Полукристаллические :
Свет отражается от
кристаллических зон
Плохая прозрачность
Аморфные материалы :
Нет отраженного цвета
Хорошая Траспарентность
10

11. Эластомеры :

• Эластомеры – полимеры которые деформируются под
воздействием силы, после окончания воздействия, принимают
первоначальную форму без долговременной деформации
• Простые эластомеры : Каучук, натуральная резина
• Схематическая структура – продолговатые цепи с химическими
связями между ними
11

12. Реактопласты :

• Полимеры переработка которых в изделия сопровождается
необратимой химической реакцией, приводящей к образованию
неплавкого и нерастворимого материала
• Простые реактопласты : Формальдегидные, эпоксидные смолы
• Схематическая структура : прочно поперечно связанные
структуры
• Очень жесткие
12

13. Олефины и полиолефины :

• ПНД Полиэтилен низкого давления (HDPE)
• Производиться на специальных металлических катализаторах
• Очень правильная структура (1 to 5 ответвлений/1000 цепей)
…
…
…
…
Легко образовывает полимерные цепи
Легко организовывается в кристаллические
структуры
Выше плотность, лучше механические свойства,
лучше барьерные свойства
13

14. Олефины и полиолефины :

• ЛПВД (LLDPE)
• Производиться на металлических катализаторах
• Производиться контроль ответвления
Свойства между ПВД и ПНД
Металлоценовый Специальный ЛПВД с особой
структурой. При производстве контролируется
длинна цепи
14

15. Олефины и полиолефины :

• ПВД (LDPE)
• Производится с помощью свободного радиального процесса
(трудно для контроля)
• Разветвленная структура не регулярная (20-40 ответвлений на
1000)
Сложное образование цепей
Меньше кристаллических зон
Меньшая плотность, меньше механические свойства,
барьерные свойства
15

16. Главные свойства

ПВД
ПНД
Плотность
0.92-0.93
0.94-0.97
Кристалличность
%
30-54
55-77
Прозрачность
Литье
Прозрачная
Не прозрачная
Прозрачность
пленка
Прозрачная
молочная
100-125°C
125-132°C
Плавление T°
16

17. Олефины и полиолефины :

• Полипропилен это тоже полимер (Пропилен – мономер) :
P=
H
H
C C
H
CH3
• Полипропилен может быть:
– Гомополимер: —P—P—P—P—P—P—P—
– Сополимер:
• Рандом: —P—P—E—P—E—P—P—E—E —
• Блок: —P—P—P—P—P—E—E —E—E —
17

18. Универсальные носители

• Универсальные носители:
Совместимы PE/PP/PS/ABS/PA ...
– EVA :ETHYLENE VINYL ACETATE COPOLYMER Сополимер этилена с
винилацетатом
• T° Resistance <220°C
– EMA : ETHYLENE ACRYLIC ESTER COPOLYMER
Сополимер этилена с акрилатом
• T° Resistance: 320-350°C
• Главные свойства: эластичность, прочность, эластичность
• Применение: Упаковочная пленка (мясо)
18