docanamorphous
download 
Stížnost Transkript
anamorphous
POLYMERY Resin Identification Code The Society of the Plastics Industry, Inc. (SPI) introduced its resin identification coding system in 1988 at the urging of recyclers around the country Rozdělení polymerů •TERMOPLASTY (polyethylén, polypropylén, polystyrén, polyamid,…) Zahřátím na jistou teplotu přecházejí do plastického stavu, tato změna je vratná •REAKTOPLASTY (fenolformaldehydová pryskyřice, melaminová pryskyřice,…) •Zahřátím na jistou teplotu se vytvrzují (3D struktura); tatozměna je nevratná •ELASTOMERY (kaučuky-přírodní, isoprenový, chloroprenový, silikonový,…) Vykazují elastický stav, tj.malou silou velká deformovatelnost Polymer Definition A Chemical compound formed by many monomers linking to form larger molecules that contain repeating structural units. Mono-one Mer-unit Monomer ----------------------------------------------- Polymer Molecule Poly-many Polymer Families Materials Plastics (Polymers) Elastomers Reaktoplasty (Thermosets) Thermoplastics Normální stav – „klubíčková struktura. ENTROPICKY VÝHODNÉ Natažený stav – „rozbalená struktura. ENTROPICKY NEVÝHODNÉ SILIKONY – nejvýznačnější elastomery R = methyl, alkyl, fenyl,….. Primární Zdroje Basic Petrochemical Polymer Materials End Products Plastics Plastics Ropa Ropa Ethylene Ethylene Propylene Propylene Styrene Styrene Vinyl VinylChloride Chloride Butadiene Butadiene Cyclohexane Cyclohexane Acetylene Acetylene Natural Natural Gas Gas HDPE HDPE LDPE LDPE LLDPE LLDPE PP PP PVC PVC ABS ABS PA PA Acetal Acetal PC PC PUR PUR PBT PBT etc. etc. Elastomer Elastomer Fibers Fibers Adhesives Adhesives++ Coatings Coatings Polymer Structure Polymery mají strukturu podobnou spaghetti Polymer Families Thermoset The ultimate branched polymer becomes a crosslinked network called a Thermoset. REAKTOPLASTY (termosety) fenol + formaldehyd Polymer Families Engineering and Commodity • • • • Corrosion Resistance Thermal/Electrical Resistance Practical Toughness and Stiffness Light Weight Engineering • High Temperature Resistance • Flame Resistance Polymer Families Plastics Thermoplastics Thermosets Commodity Amorphous PMMA PVC PS Crystalline PE PP High Performance Engineering Amorphous ABS PC/ABS ASA PC MPPO Blends PC/PBT PPO/PA ABS/PA Crystalline PBT PA POM Amorphous PEI PEEK Crystalline PPS Plastics Tree HIGH PERFORMANCE PLASTICS PEI PSU LCP PPS PA PC PA blends ENGINEERING PLASTICS PPE / PS blends PMMA PC blends PBT blends PBT POM ABS PET Polypropylene COMMODITIES PS HIPS PVC Polyethylene AMORPHOUS SEMICRYSTALLINE History of Major Plastics PS PMMA PVC 1930 1934 1933 LDPE PA Teflon Silicone ABS PET HDPE 1939 1939 1943 1943 1952 1953 1955 Germany UK Germany/U S UK US US US US US Germany Polymer Morphology Refers to the Structure of the Polymer Material • Amorphous • Crystalline Polymer Morphology Amorphous Resins Polymer Morphology Crystalline Resins Polymer Morphology Crystalline Polymers are Actually Semi - Crystalline Regions of Crystallinity in an Otherwise Amorphous Mass Polymer Morphology Amorphous Broad Softening Range Crystalline Sharp Melting Point Polymer Morphology Amorphous Polymers: • Are Structural Below the Glass Transition Temperature (TG) and Rubbery Above It • Rely on Physical Entanglements of the Molecular Chains for Structural Properties Below TG Polymer Morphology Glass Transition Temperature That Temperature at Which a Polymer Structure Turns Rubbery upon Heating and Glassy upon Cooling Polymer Morphology Glass Transition Temperature (TG) Glassy TG Rubbery Raise Temperature of Polymer Both amorphous and crystalline polymers exhibit a glass transition temperature. Polymer Morphology Amorphous Polymers: • Are Structural Below the Glass Transition Temperature (TG) and Rubbery Above It • Rely on Physical Entanglements of the Molecular Chains for Structural Properties Below TG Polymer Morphology Model of Amorphous Polymers Locked Entanglements TG Stiff Flow Easier Flow Raise Raise Temperature Temperature ofof Polymer Polymer Adding Heat Increases Space Between Molecular Chains Polymer Morphology Model of Crystalline Polymers Rigid Solid TG Soft Solid TM Flows Easily Raise Temperature of Polymer Adding heat increases space between molecular chains but crystalline structure prevents flow. Polymer Morphology Amorphous Polymer Modulus (Stiffness) TG Temperature Polymer Morphology Crystalline Polymer Modulus (Stiffness) Glassy State TG TM Glass Transition Leathery Region Rubbery Plateau Liquid Flow Temperature Polymer Morphology Crystalline Polymer Modulus (Stiffness) High Crystallinity Moderate Crystallinity Low Crystallinity Amorphous Temperature Polymer Morphology Amorphous vs. Crystalline Amorphous Modulus (Stiffness) Crystalline Crystalline TG Amorphous TG Crystalline TM Temperature Polymer Softening Range Amorphous Materials Have a Broad Softening Range TG Solid (glassy) Stiff Flow (rubbery) Temperature Flows Easily Polymer Softening Range Crystalline Materials Have a Sharp Melting Point TG Solid (glassy) TM Stiff Flow (rubbery) Temperature Flows Easily Polymer Flow Characteristics • Adding Heat to a Polymer Melt will Increase Flow • Adding Too Much Heat or Heating for Too Long May Cause Degradation • It is Important to Know the Processing Temperature Range for Each Plastic to Make Good Parts Polymer Amorphous Processing Range TG Degradation Processing Temperature Range Raise Temperature of Polymer Polymer Crystalline Processing Range TG TM Degradation Processing Temperature Range Raise Temperature of Polymer Polymer Combinations Physical Combination Chemical Combination Blend Homopolymers Are Physically Mixed Copolymer Homopolymers are Chemically Mixed Polymer Combinations Physical Combination Chemical Combination Blending Copolymerization Multiple Phase Material Single Phase Material The phase characteristics of the blend depend on the miscibility (solubility) of the parent polymers. Polymer Additives Additives Fine Tune a Polymer Property Performance Profile: • Stabilizer Systems •Flame Retardants •Colorants •Flow Aids • Release Agents Polymer Stabilizer Systems Stabilizers are added to the polymer to inhibit degradation caused by: Oxygen Oxidative Stability Light Energy Ultraviolet Stability Heat Energy Thermal Stability Water Hydrolytic Stability Certain Stabilizers protect the polymer during processing and others guard against the affects of weathering Inteligentní (smart) materiály 80. léta 20. stol. Intensifikace poznatků a kombinace vědomostí o známých materiálech a jejich kombinacích (včetně miniaturizace) Magnetotropní materiály Elektrochromní skla WO3 + x e- + xM+ Bezbarvá MxWO3 (M = H, Li) Tmavě modrá V2O5 + x(M+ + e¯) MxV2O5 Žlutá světle modrá Nb2O5 + x(M+ + e¯) Mx Nb2O5 Transparentní světle modrá PLASTY s tvarovou pamětí A fiber made of a new biodegradable plastic with "memory" can be used to tie a smart suture. After forming a loose knot, the ends of the suture were fixed. The knot tightened in 20 seconds when heated to 40† C. PHILIPS 2003 – Kapalné čočky (liquid lenses) Plenty of Room at the Bottom Richard P. Feynman December 1959 NANOTECHNOLOGIE – studium systémů řádu 1 – 100 nm •nelze jednoznačně určit, zdali to je odvětví chemie, fyziky, věd o materiálu, elektroniky, biologie, mechaniky INTERDISCIPLINÁRNÍ CHARAKTER Moorův zákon (obecně, platí v míru ) : Každých 18 měsíců se zdvojnásobí průměrná výkonnost zpracování dat mikroprocesorem ( tj. stejně výkonný procesor lze koupit za 18 měsíců za polovinu ceny) •obecné povědomí : je to díky stále pokračující miniaturizaci elektronických součástek. Nejde to ale do nekonečna. Richard Feynmann : konstrukce objektů stylem „ atom za atomem“ Analogie úspěšných nanotechnologických procesů je de facto kombinace chemických reakcí probíhajících v každé živé buňce. Princip skládání – jak dosáhnou toho, že z relativně jednoduchých stavebních kamenů v buňce vzniknou komplikované makro-molekulární útvary jako bílkoviny, nukleové kyseliny, membrány a nukleové kyseliny? SELF-ASSEMBLY = SAMOORGANIZACE, SAMOSKLAD Ve 2 oblastech již bylo dosaženo úspěchů : syntéza a elektronické aplikace nanotrubic •kombinace nanotechnologie a biotechnologie. 2001 : US administrativa přidělila US National Science Foundation 423 milionů USD na Národní nanotechnologickou iniciativu (NNI). SELF-ASSEMBLY = SAMOORGANIZACE, SAMOSKLAD Molekulární stavebnice Počítačové simulace molekulárních vrtulí a rotorů Jaroslav Vacek, Josef Michl
