Tworzywa sztuczne. Włókna

1. Tworzywa sztuczne. Włókna

2. Co to są tworzywa sztuczne? • Tworzywa sztuczne – materiały składające się z polimerów syntetycznych (wytworzonych sztucznie przez człowieka i niewystępujących w naturze) lub zmodyfikowanych polimerów naturalnych oraz dodatków modyfikujących. Termin "tworzywa sztuczne" funkcjonuje obok niepoprawnych często stosowanych żargonowych określeń takich jak: plastik lub plastyk. Najbardziej poprawnym terminem obejmującym wszystkie materiały zawierające jako główny składnik polimer, bez rozróżniania, czy jest on pochodzenia sztucznego czy naturalnego, jest określenie "tworzywa polimerowe".

3. Tworzywa polimerowe • Tworzywa polimerowe stanowią osobną grupę materiałów obok materiałów ceramicznych, metali i ich stopów oraz drewna, które, ze względu na budowę cząsteczek celulozy, również należy zaliczyć do naturalnych materiałów polimerowych. • Zaletami tworzyw polimerowych są: mała gęstość, odporność na korozję oraz łatwość przetwórstwa (niskie koszty wykonywania dużych serii gotowych wyrobów w porównaniu do innych grup materiałów). Ta ostatnia cecha głównie zadecydowała o wielkim rozwoju przemysłu tworzyw polimerowych w XX wieku i ich obecną wielką powszechnością w życiu codziennym człowieka. • Wadami tworzyw polimerowych są: mała odporność na wysokie temperatury i mniejsze właściwości mechaniczne (np. twardość, podatność na pełzanie) w porównaniu do np. metali lub ceramiki. Pomimo że właściwości mechaniczne większości tworzyw polimerowych są mniejsze w stosunku do metali, to włókna z niektórych tworzyw polimerowych (np. aromatyczne poliamidy - Kevlar) mogą wykazywać większą wytrzymałość na rozciąganie (powyżej 3500 MPa) nawet w stosunku do wysokogatunkowych stali. Podobnie bardzo wysoką wytrzymałością charakteryzują się kompozyty polimerowe. • Do wad tworzyw polimerowych zalicza się bardzo długi czas rozkładu, jeśli człowiek dokonuje zaśmiecania nimi środowiska naturalnego, czy też podczas składowania ich na składowiskach odpadów. Tymczasem tworzywa polimerowe stanowią doskonałe materiały wtórne do ponownego przerobu w technologiach recyklingu, gdzie na samym końcu powinny one kończyć "swoje życie" jako materiał opałowy, ze względu na wysoką wartość opałową, często porównywalną do węgla.

4. Podział tworzyw sztucznych Ze względu na fizykochemiczne właściwości przetwórcze • Tworzywa termoplastyczne - które w określonej temperaturze i ciśnieniu zaczyna mieć własności lepkiego płynu. Tworzywa termoplastyczne można kształtować przez tłoczenie i wtryskiwanie w podwyższonej temperaturze a następnie szybkie schłodzenie do temperatury użytkowej. Np. polietylen, polipropylen, poli(chlorek winylu) itp. • Polietylen - Używany do wyrobu: folii, rur, pojemników, nart, żagli, markerów, zmywaczy do paznokci oraz toników. • Polipropylen - przemysł chemiczny i farmaceutyczny: przewody do wody i cieczy agresywnych, zbiorniki, wykładziny, naczynia laboratoryjne, tkaniny filtracyjne, sprzęt medyczny, naczynia dla chorych, strzykawki jednorazowego użytku, opakowania leków, • Poli(chlorek winylu) - do produkcji wykładzin podłogowych, stolarki okiennej i drzwiowej, akcesoriów (w postaci różnych listew wykończeniowych), rur i kształtek do wykonywania instalacji w budynkach, jako elewacja (siding), folii, elektroizolacji (np. przewodów i kabli elektrycznych). W medycynie: dreny, sondy, cewniki, strzykawki

5. Tworzywa reaktywne – ulegają reakcji chemicznej sieciowania. Np. „ żywice epoksydowe, żywice poliestrowe, kauczuk” • Sieciowanie – proces prowadzący do powstania trójwymiarowej sieci nadcząsteczkowej, na skutek powstawania mostków między różnymi cząsteczkami chemicznymi. Polimery o niezbyt dużej wyjściowej masie cząsteczkowej, usieciowane w niewielkim stopniu, tworzą żele. Niezbyt gęsto usieciowane polimery o odpowiedniej strukturze i masie cząsteczkowej uzyskują często własności gumy. Proces sieciowania prowadzący do powstania gumy nazywa się wulkanizacją. • Żywice epoksydowe - są stosowane jako lepiszcze laminatów konstrukcyjnych, do zalewania elementów elektrycznych, jako kleje do metali oraz jako surowiec do budowy form twardych. • Żywice poliestrowe -Nienasycone żywice poliestrowe służą m.in. do ręcznego laminowania. Są też stosowane jako składniki kitów, szpachli, klejów, mieszanek do formowania wytłoczek i mieszanek, z których formuje się elementy galanterii przez sieciowanie w formach. • Kauczuk - ogólna nazwa dla materiałów wykazujących zarazem elastyczne jak i lepkie własności. Kauczuk dzieli się jeszcze na dwie różne grupy • -Kauczuk naturalny - substancja otrzymywana z soku mlecznego (lateksu) roślin kauczukodajnych - drzew, krzewów lub roślin zielnych. Roztwory kauczuku naturalnego zawierające substancje wulkanizujące stosuje się jako kleje. • -Kauczuk syntetyczny – ogólna nazwa wszystkich kauczuków, otrzymywanych na drodze sztucznej syntezy chemicznej. Stanowi podstawowy składnik sztucznej gumy. Spotyka się je także w elastycznych żelach, sztucznych piankach, wykorzystuje się je do produkcji elastycznych tkanin, lin i wielu innych zastosowań.

6. PODZIAŁ WŁÓKIEN • Włókna sztuczne-  włókna wytwarzane z : • - naturalnych surowców organicznych (celuloza, białka, kauczuk), • - surowców nieorganicznych (szkło, węgliki, metale, tlenki). • Włókna syntetyczne(zalicza się je do włókien chemicznych)  - włókna wytwarzane od początku do końca przez człowieka z polimerów syntetycznych w procesie polimeryzacji (głównie z węgla i ropy naftowej). • Różnica pomiędzy włóknami sztucznymi a syntetycznymi polega na różnej technologii produkcji. • Włókna naturalne dzieli się, ze względu na ich pochodzenie - na włókna  roślinne i zwierzęce. • Włókna roślinne: • - bawełna, • -len, • -konopie, • - juta, • -sizal. • Włókna zwierzęce: • - wełna, • -jedwab.

7. CHARAKTERYSTYKA WŁÓKIEN WYSTĘPUJĄCYCH • Elastan  (Spandex, Lycra)- włókno syntetyczne • Został wynaleziony w 1958 roku i od razu zrewolucjonizował rynek odzieżowy. Wprowadzenie tego włókna jako dodatku do materiałów zmniejszało znacznie wagę tychże, zwiększając jednocześnie ich trwałość oraz komfort i łatwość użytkowania. Elastan nigdy nie występuje samodzielnie, a zawsze jako miejszy lub większy dodatek w materiale. Włókno to cechuje bardzo duża rozciągliwość (do 500%!), rozprężność (wraca po rozciągnięciu zawsze na swoje miejsce, nie zatracając kształtu ubrania), jest odporne na pot, tłuszcz, detergenty i, co najważniejsze – w mieszankach z innymi włóknami (np. bawełna, jedwab) ma bardzo dobre właściwości. Elastan nie elektryzuje się i nie znajduje się w grupie alergenów.

8. Poliamid (Nylon)-włókno syntetyczne • - Pierwsze w historii  włókno syntetyczne. Ze względu na swoje właściwości - jest lekki, bardzo wytrzymały, odporny na gniecenie i bardzo  łatwo się pierze i szybko wysycha – chętnie używa się go do produkcji  bielizny, w tym plażowo-kąpielowej.  Stosowany w bieliźnie w postaci mikrówłókien (mikrofibra) . Bardzo przyjemny w dotyku. • Poliester (PE) - włókno syntetyczne • - Przetwarzany głównie na włókna mieszane. Stosuje się go do mieszanek z bawełną, wełną, wiskozą. Używany jest często do produkcji bielizny sportowej, w związku z tym, że jego wskaźnik chłonności wilgoci jest bardzo niski - szybko wysycha. Poliester jest wytrzymały, elastyczny i nie odkształca się

9. Wiskoza – włókno sztuczne (nie syntetyczne!) z naturalnego surowca organicznego • Włókno to składa się głównie z celulozy i wytwarzane jest przemysłowo. Nazwa amerykańska to rayon. Ma dużo z właściwości bawełny, ale większą wytrzymałość i połysk. Podczas produkcji używa się ługu sodowego, jak przy merceryzacji bawełny, co nadaje takie właśnie jakości. Ma właściwości chłodzące, nawet w dotyku jest zimna. Doskonale pochłania wilgoć, ale nie izoluje dlatego dobrze sprawdza się latem i w ciepłym klimacie.

10. 1. włókna chemiczne pierwotne i regenerowane akrylowe, poliamidowe, poliestrowe polipropylenowe, wiskozowe

11. 2. przędze poliamidowe, poliestrowe, wiskozowe

12. 3. maty i włókna szklane

13. Adrian Wierzbicki • Klasa 1u