graficki materijali skripte -...

GRAFI^KIMATERIJALI

dr. Borislav Simendi}

VISOKA TEHNI^KA [KOLASTRUKOVNIH STUDIJA NOVI SAD

Grafi čki materijali Dr. Borislav Simendić

- 3 -

UvodGrafi čki materijali se dobivaju određnim tehnologijama.Tehnologija - primena hemijskih i fi zičkih procesa za proizvodnju određenih predmeta.Podela: 1. U zavisnosti od prirode procesa (hemijske i mehaničke) 2. U zavisnosti od dobijenih proizvoda ( i grafi čke )Grafi čki materijali : skup čvrstih i tečnih materija koje omogućavaju proizvodnju grafi čkih proiizvoda. Uslovi za izradu poznavanje hemijskih i fi zičkuh procesa koji su neophodni za njihovu proizvodnju.

MaterijaliDefi nicija materije i materijala Materija je supstanca koja izgrađuje svet u kojemu živimi i nalazi se u nascentnom obliku. Materijal predstavlja oblik materije koji je nakon određene obrade preveden u stanje u kojomu je omogućena određena funkcija odnosno tehnički upotrebljivo svojstvo

Poznavanje materijalaobuhvata razumevanje međuzavisnosti unutrašnje strukture materijala, tehnologije obrade -

i funkcionalnih osobina materijala

Od strukture do osobinaDa bi razumeli osobine inženjerskih materijala neophodno je poznavanje njihove strukturePodela:

Metali- Polimeri- Keramika- Kompoziti- Poluprovodnici-

Praktično svaka glavnija osobina materijala je posledica određenog mehanizma u strukturi, koji se javlja na atomskom ili mikrostrukturnom nivou.

Primeri:a.) pravilna-kristalna i nepravilna - amorfna strukturab.) Al-kubna i Mg-heksagonalna struktura ( duktilni i krti lom)c.) neprovidna i transparentna Al-oksidna keramika

a.) kristalna struktura kod keramike b.) nekristalna struktura kod stakala


- 4 -

Aluminijum-kubna rešetka Magnezijum-heksagonalna rešetka (desno)

StrukturaAtomska struktura raspored atoma, jona, molekula i njihove veze na lokalnom nivou.Fina struktura rasored atoma, jona, molekula u prostoru (kristalna i amorfna).Mikrostruktura raspored, oblik, veličinu i broj faza na većoj skali unutar materijala.Makrostruktura geometrijski oblici i agregatno stanje materijala.

Svojstva materijalaMerljiva veličina kojom se karakteriše oblik ili mera sposobnosti materijala da pruža odgovor na spoljašnje uticaje :Podela:

Hemijska(toksičnost, zapaljivost, korozija, oksidacija)• Fizička (gustina, temperatura topljenja,toplotna provodljivost, električna, optička, magnetna)• Mehanička (čvrstoća, tvrdoća, elastičnost,žilavost)

Procesi obrade materijala-tehnologije:Defi nišu se preko hemijskih procesa i fi zičko-mehaničkih operacija koje se koriste za promenu • oblika i svojstva materijala u cilju dobijanja željenog proizvodaTehnološka svojstva materijala defi nišu ponašanje materijala u toku procesa obrade• Tehnologija materijala inženjerska disciplina koja koristi osnovna i primenjena znanja o • materijalaima sa ciljem da se od materijala dobije proizvod željenih karakteristika

Tehnologije:Defi nisanje tehnologije dobijanja određenog materijala:

Kako je izgrađen materijal1. Koja svojstava ima materijal2. Kako se materijal prevodi u određeni oblik3. Kako se karakteriše struktura i svojstava materijala- ispitivanje i karakterizacija materijala 4.

Grafi čki proizvodiDobivaju se štampanjem

Štampanje• : Tehnološki postupak izrade štampanih proizvoda uz korišćenje teksta i slike prema kvalitetu koji defi niše kupacSložen tehnološki postupak u koji ulaze različiti materijali koji se tokom proizvodnje transformišu • u štampani proizvod ( štamparske forme, papir, boje postupak štampanja štamparski proizvod).

PapirDefi nicija: Kompozitni materijal sastavljen od isprepletenih vlakana, pomoćnih sirovina i vodeUpotreba:Prvobitna: kao materijal na kome se može pisati, crtati, štampati, odnosno materijal sa kojim se


- 5 -

prenosi pisana informacijaDanas: pored prenosa informacija koristi se za izradu ambalaže,održavanje higijene i u industriji IstorijatPrvobitna sredstava za prenos informacija:

Kameni blokovi, kamene ploče, glinene ploče, ploče od drveta- klinasto pismo• Papirus ( 2000 g. P.n.e.) iz biljke Cyperus papyrus- duga vlakna- sušenje - poliranje• Pergament: ( 200 g.p.n.e. Pergamon, Mala Azija)• uglačana teleća koža i danas se koristi (npr. za Povelje)• Papir: Nastao u Kini 105 g.n.e(ministar Čaj Lun)• Tehnologija proizvodnje: sirovine (bambus, slama od pirinča, ostaci od pamuka) - usitnjavanje - • bubrenje u vodi-kuvanje uz razvlaknjivanje - ceđenje na sitima - presovanje - sušenje - papir

Papir u EvropiProizvodnja papira u Kini tajna do VII veka• Prenošenje tehnologije papira u Japan, Koreju i arapski svet• Papir u Evropi 1150 g (Španija) • XV vek Gutenberg, štamparska presa• Ručna izrada papira do 1799 g. Kada se u Francuskoj pojavljuje prva papir mašina ( Luis Rober)• Proizvodnja papira na bazi tekstilnih sirovina sve do sredine XIX veka - Gotfried Keller uvodi • postupak brušenja drveta - drvenjača - usavršavanje postupka - hemijski postupci (sulfi tni 1865 g i sulfatni 1889 g.) - papir mašina za kontinualnu proizvodnju 1945 g. - kontinualna proizvodnja celuloznih vlakana, sulfatni ( 1955.g.)

Stanje danasU toku 2002 g. U svetu proizvedeno 330 mil.t papiraPotrošnja papira:

Amerika 305 kg/stanovnik• Nemačka, Holandija, Norveška 200 kg/stanovnik• Nerazvijene zemlje 15 kg/stanovnik• Potrošnja papira po glavi stanovništva može biti realan pokazatelj ekonomskog i kulturnog • razvoja neke zemlje


- 6 -

Grafi čki materijali Sadržaj predavanja:

Istorijski uvod, poreklo i proizvodnja grafi čkih materijala1. Papir. Važnije prirodne sirovine i proizvodnja vlakanaca-drvo, jednogodišnje biljke, 2. mineralne sirovine, sirovine životinjskog porekla, sintetika, otpadni papir - struktura i hemijski sastav drvetaProizvodnja drvenjače, celuloze, poluceluloze i dr. mehanički i termoomehanički 3. postupak - hemijski postupci za dobijanje celuloznih vlakana iz drveta Pomoćne sirovine za izradu papira, kartona i lepenke4.

PREDAVANJA

PREDAVANJE 1:

Struktura atoma. Jonska veza. Kovalentna veza. Sekundarne veze.

1.Struktura atoma:

planetarni model ( jezgro i omotač)• jezgro• ( protoni i neutroni, masa = 1,66 * 10 -24)Avogadrov broj, broj protona u 1 g , 6,023 * 10 • 23

atomski broj= broj protona u jezgru• atomski broj = broj protona i neutrona• omotač• ( elektroni, masa 0,911 * 10 -27 , naelektrisanje 1,6 * 10-19 C)orbitale; s,p,d,f• struktura atoma ugljenika : 1s• 2 2s2 2p2 -->hibridizacija --> 1s2 2s1 2p3

atomske veze:• elektronski proces• primarne veze, kada elektroni spoljašnje orbitale bivaju preneseni ili podeljeni između atoma• sekundarne veze,rezultat privlačenja između pozitivnih i negativnih naelektrisanja•

2. Jonska veza:

rezultat prelaza elektrona sa jednog na drugi atom• veza između Na i Cl• veza između suprotno naelektisanih jona je posledica Kulonovog privlačenja između anjona i • katjonaneusmerena veza• pakovanje jona je takvo da se maksimizira broj suprotno naelektrisanih jona koji okružuju dati • jonprivlačne sile: Fc= -K/a• 2


- 7 -

K= k• o ( z1*q) ( z2*q) z-valenca jona, q-naektrisanje =1,6 *10 • -19 C, ko= 9 *109 V m/C odbojne sile: F• r= λ e-a/ρ λ i ρ eksperimentalno određene konstante za dati par jona, a- dužina vezerezultujuća sila: F• c + Fr = 0ravnotežna dužina veze a• o , odgovara ravnoteži sila F=0 i samim time i minimumu energijejonski ili atomski poluprečnik , odgovara srednjoj elektronskoj gustini u spoljašnjoj elektronskoj • orbitalikoordinacioni broj = broj atoma ili jona koji okružuju centralni jon/atom, zavisi od relativne • veličine suprotno naelektisanih jona, r/R

3 Kovalentna veza: ostvaruje se vezivanjem atoma preko zajedničkog elektronskog para• usmerena veza• model Cl• 2

model etilena• mogućnost povezivanja u duge lan• ce ili razgranata struktureosnovi element lanca “mer”• manji koordinacioni broj u odnosu na jonsku vezu• energija veze kovalentnih veza• ugao veze•


- 8 -

6. Sekundarne veze:

vezivanje atoma se ostvaruje bez prenosa ili delenja elektrona, odnosno se ostvaruje privlačenjem • pozitivnih i negativnih naelektrisanjaveza se ostvaruje usled privlačenja suprotnih naelektrisanja usled asimetrične distribucije • pozitivnog i negativnog naelektisanja-dipolidipoli ( 1.indukovani ili povremeni 2. stalni )• inukovani kod A• r , energija veze 0,99 kJ/molstalni, vodonična veza, energija veze 21 kJ/mol•

Jonske veze:

sl.1 Veza između Na i Cl

Kriva sile privlačenja za par Na+-Cl- koja pokazuje ravnotežnu dužinu veze a0=0,28nm

FC (=Kulonova sila privlačenja)

F (=sila privlačenja)

FR (=sila odbijanja)


- 9 -

Formiranje jonske veze između natrijuma i hlora u kojoj je prikazan efekat jonizacije na atomske radijuse.

Katjon Na+ postaje manji od Na atoma, dok anjon Cl- postaje veći od neutralnog atoma Cl.

Koordinacionibroj

Relativni odnos jona

Zavisnost koordinacionog broja od odnosa radijusa


- 10 -

Atomski i jonski radiusi pojedinih elemenata

Atomski

broj Simbol

Atomski

radius (nm)

Jon sa najčešćom

valencom

Jonski

radius (nm)

3 Li 0.152 Li+ 0.078

4 Be 0.114 Be2+ 0.054

5 B 0.097 B3+ 0.02

6 C 0.077 C4+ <0.02

7 N 0.071 N5+ 0.01-0.02

8 O 0.060 O2– 0.132

9 F – F– 0.133

11 Na 0.186 Na+ 0.098

12 Mg 0.160 Mg2+ 0.078

13 Al 0.143 Al3+ 0.057

14 Si 0.117 Si4+ 0.039

15 P 0.109 P5+ 0.03-0.04

16 S 0.106 S2– 0.174

17 Cl 0.107 Cl– 0.181

19 K 0.231 K+ 0.133

20 Ca 0.197 Ca2+ 0.106

21 Sc 0.160 Sc2+ 0.083

22 Ti 0.147 Ti4+ 0.064

23 V 0.132 V4+ 0.061

24 Cr 0.125 Cr3+ 0.064

25 Mn 0.112 Mn2+ 0.091

26 Fe 0.124 Fe2+ 0.087

27 Co 0.125 Co2+ 0.082

28 Ni 0.125 Ni2+ 0.078

29 Cu 0.128 Cu+ 0.096

30 Zn 0.133 Zn3+ 0.083

31 Ga 0.135 Ga3+ 0.062

32 Ge 0.122 Ge4+ 0.044

35 Br 0.119 Br– 0.196

39 Y 0.181 Y3+ 0.106

40 Zr 0.158 Zr4+ 0.087

41 Nb 0.143 Nb4+ 0.074

42 Mo 0.136 Mo4+ 0.068

46 Pd 0.137 Pd2+ 0.050

47 Ag 0.144 Ag+ 0.113

48 Cd 0.150 Cd2+ 0.103

50 Sn 0.158 Sn4+ 0.074

53 I 0.136 I– 0.220

55 Cs 0.265 Cs+ 0.165

56 Ba 0.217 Ba2+ 0.143

74 W 0.137 W4+ 0.068

78 Pt 0.138 Pt2+ 0.052

79 Au 0.144 Au+ 0.137

80 Hg 0.150 Hg2+ 0.112

82 Pb 0.175 Pb2+ 0.132

92 U 0.138 U4+ 0.105


- 11 -

Opšti oblik krive energije veze kao i terminologija koja se koristi za kovalentne kao i jonske veze.

(Isto važi i za metalne i sekundarne veze)

Energije veze i dužine veze za reprezentativne kovalentne veze

Energije veze

Veza kcal/mol kJ/molDužina veze

(nm)

Energija veze

Dužinaveze


- 12 -

Kovalentne veze:

Dvodimenzionalni šematski prikaz strukture čvrstog polietilena

Trodimenzionalna struktura veze u kovalentnoj čvrstoj materiji, ugljeniku (dijamant).

Svaki atom ugljenika C ima četiri kovalentne veze sa četiri druga atoma ugljenika.


- 13 -

Sekundarne veze:

Izolovani atom argona Ar

Centar pozitivnog naelektrisanja (jezgro)

Centar negativnog naelektrisanja (elektron)

Sekundarnaveza

Veličina dipolnog momenta

Izolovani atom argona Ar

Nastajanjem indukovanih dipola kod susednih atoma argona dolazi do slabe sekundarne veze. Stepen asimetričnosti raspodele u ovom slučaju je veoma povećan.


- 14 -

PREDAVANJE 1

7. Kristalana struktura metala i njene greške8. Kristalizacija metala

7. Kristalana struktura metala i njene greškeKristalna struktura:

- Kristalna struktura metala se formira pri prelazu iz tečnog u čvrsto stanje, formiranjem kristalografskih atomskih ravni -Kristalna rešetka kao osnov kristalne strukture se formira paralelnim povezivanjem više kristalografskih ravni (sl.2.1.)

Elementarna kristalna rešetka predstavlja najmanju grupu atoma koja se ponavlja u prostornoj kristalnoj rešetkiOsnovni tipovi kristalnih rešetki kod metala: a.) Heksagonalno gusto pakovana HGP ( Zn, Mg) b.) Površinski centrirana kubna PCK ( Al, Cu, Pb) c.) Zapreminski centrirana kubna ZCK ( Cr, V, Va )


- 15 -

8. Greške kristalne strukture:Greške narušavaju idealnu kristalnu strukturu i predstavljaju geometrijski koncept, a javljaju se kao : tačkasti, linijski i površinski defektiTačkasti defekti: lokalni poremećaji u kristalnoj strukturi

vakansije• supstitucijski atom• intersticijski atom•

vakansije su rezultat lokalnog poremećaja za vreme procesa kristalizacije. Vakansije su odgovorne za proces difuzije atoma kod metala, pri čemu difuzija predstavlja kretanje atoma u metalima pri većim rastojanjimaLinijski defekti ili dislokacije:

Ovu grešku karakteriše pomeranje atoma iz ravnotežnog položaja, duž zamišljene linije, sl.2.4-imaju veliki uticaj na mehaničke osobine metala

Površinski defekti:

- predstavljaju granice metalnog zrna usled različite orjentacije kristala, sl.2.5- granice zrna karakteriše manja gustina pakovanja a posledica toga je brža difuzija atoma i različita orjentacija kristala što otežava kretanje dislokacija u oblasti granice zrna- oblik i veličina granice zrna u polikristalnom materijalu imaju veliki uticaj na mehaničke osobine materijala pošto su granice zrna prepreke za kretanje dislokacija


- 16 -

9. Kristalizacija metala:

Kristalizacija predstavlja proces transformacije metala iz tečne u čvrstu fazu. Proces kristalizacije se odvija u 2 faze: 1. formiranje stabilnih jezgara kristalizacije formiranje nukleusa i njihov prelaz u stabilni kristal-nukleacija 2. dalji rast kristala i formiranje polikristalnih agregata-rast zrna

Na sl.2.6 je prikazana kriva hlađenja pri očvršćavanju rastopa olova ( iznad 327 oC-rastop) prilikom očvršćavanja se oslobađa latentna toplota koja sprečava opadanje temperature što uslovljava da se proces očvršćavanja odvija na istoj temperaturi.Na sl.2.7 je prikazana polikristalna struktura nakon završetka očvršćavanja pri čemu se formiraju metalna zrna sa granicama zrna ( tetris !!!) - veličina metalnog zrna zavisi od brzine obrazovanja nukleusa i brzine rasta kristala - pri manjim brzinama hlađenja uz manji stepen podhlađivanja, brzina stvaranja nukleusa

je manja što uslovljava nastajanje kristala većih dimenzija - veličina formiranog metalnog zrna bitno utiče na mehaničke osobine metala-krupnozrna struktura smanjuje zateznu čvrstoću, tvrdoću, žilavost i plastičnost metala.


- 17 -

PREDAVANJE 2

10. Legure metala

Legure predstavljaju smeše dva ili više metala ili metala i nemetala ( komponente legure)Faze predstavljaju homogeni deo u strukturi legure, koje imaju istovetna fi zička i hemijska svojstva i istu kristalnu strukturuLegiranje predstavlja proces dodavanja hemijskih elementa u strukture drugih elemenata.Struktura legure zavisi od načina grupisanja i uzajamne povezanostiPodela legura sa obzirom na način nastajanja: a.) čvrsti rastvori b.) hemijska jedinjenja c.) dvofazni sistemiI. Čvrsti rastvori

- jedna komponenta zadržava svoju kristalnu rešetku a atomi druge komponente se raspoređuju u rešetku prve komponente-čvrsti rastvor se sastoji od dve ili više komponenti koje imaju isti tip rešetke i predstavljaju jednu fazuPrema rasporedu atoma u kristalnoj rešetci, legure u obliku čvrstih rastvora mogu formirati ( sl.2.8)

- supstitucijski čvrsti rastvor- intersticijski čvrsti rastvor

Supstitucijski čvrsti rastvor

- Formiraju se između dve vrste atoma približno istih dimenzija- Supstitucijski čvrst rastvor sa neograničenom rastvorljivošću se formira ako zadovolji Hjum-Roterijeva pravila:1. razlika u poluprečnicima ne sme biti veća od 15 %

2. kristalne rešetke moraju biti istovetne3. neznatna razlika u elektronegativnosti4. elementi imaju istu valentnostIntersticijski čvrsti rastvori:- Formira se raspoređivanjem atoma rastvora u šupljine kristalne rešetke rastvarača ( sl.2.8 b)- Uslov za formiranje čvrstog rastvora je da je poluprečnik atoma rastvarača mnogo manji od poluprečnika rastvorenog elementaPrimeri rastvorenih elemenata( C, N, B )Rastvarajući elementi- rastvarači ( Fe, Mo, Cr)Legure sa intermedijalnim jedinjenjem:- Jedinjenja imaju drugačiju kristalnu rešetku u odnosu na kristalnu rešetku u odnosu na kristalnu rešetku polaznih legirajućih komponenti


- 18 -

- Atomi svake pojedine komponente u rešetci hemijskog jedinjenja su raspoređeni po određenoj zakonitosti- Formula jedinjenja je Am Bn, a satav je postojan, tj. ne dolazi do njegove promene pri zagrevanju i hlađenjuGlavna karakteistika: visoka tvrdoća i i znatna krtost

11. Dvofazne legure - Nastaju u slučaju kada se elementi koji ulaze u sastav legure međusobno ne rastvaraju niti međusobno grade jedinjenje međusobno obrazuju heterogenu strukturu u obliku mehaničke smeše sl 2.12 - Svaka faza u heterogenoj strukturi je homogena tj. ima svoja sopstvena svojstva. Dvofazni sistemi

- Primer 1: sistem Pb- Cu , gde je manja količina Pb rastvorena u Cu , a ostatak Pb je razasut po celoj strukturi - ovakva struktura ima potpuno različite osobine od osobina polaznih komponenti - Primer 2: Sistem sa 2 vrste metalnih zrna ( sl.2.12 b, plastična i krta)Dijagrami stanja legura:

Predstavljaju grafi čki prikaz postojanja različitih faza u leguri pri različitim temeperaturama i sastavu legura Ravnotežni dijagrami stanja

Dvokomponentne legure u obliku čvrstih rastvora (Cu -Ni ,sl.2.12)• Dvokomponentni eutektički dijagram stanja, javlja se kod komponenti koje su u tečnom stanju • potpuno rastvorene jedna u drugoj, au u čvrstom stanju su arstvorene u ograničenoj meri ili se međusobno uopšte ne rastvaraju ( Pr. Pb- Sn , sl.2.15)

Mehaničke osobine metalnih materijala:

mehaničke osobine predstavljaju odgovor materijala podvrgnutog mehaničkom opterećenjuPrema pravcu i napadnoj površini dele se na: istezanje, savijanje, pritisak i uvijanjeElastična deformacija - Deformacija predstavlja promenu veličine i oblika tela nakon dejstava spoljašnjih sila a posledica je promene položaja atoma iz ravnotežnog položaja - Elastičnom deformacijom materijal se vraća u prvobitan položaj - Za elastičnu derformaciju važi Hukov zakon:


- 19 -

σ= E . εE-Jangov modulε-elastično izduženje

Plastična deformacija:

-plastičnom deformacijom struktura materijala se u potpunosti menja-uzročnik ovoj deformaciji je klizanje atomskih ravni usled dejstva smicajnih napona sl. 2.25-prilikom plastičnog deformisanja ne dolazi do pojave pukotina ojačavanje materijala

Glavne mehaničke osobine metalnih materijala

I. ) Zatezanje:II.) Tvrdoća


- 20 -

PREDAVANJA 3:

14.Korozija metala:

Def: Korozija predstavlja razaranje materijala usled hemijskog ili elektrohemijskog dejstva spoljne agresivne sredine na površini metala (sl.2.52)Korozija započinje na graničnoj površini metala i okolne sredine, a zatim se širi u njegovu dubinuPrema karakteru fi zičko-hemijskih procesa koji uslovljavaju koroziju, deli se na hemijsku ili elektrohemijsku korozijuHemijska korozija :

Nastaje dejstvom gasne ili parne faze na površini metala ( O2, H2, HCl, N2, S) ili para (benzin, benzol,nafta) - Produkti koroziji ( oksidi, hidroksidi, soli) - Rast sloja produkata zavisi od mogućnosti prodiranja korozivne sredine kroz produkte korozije. - Inhibitori korozije Al, Zn, Cr - Prohibitori korozije alkalni i zemnoalkalni metali; Na, K, Mg, Fe -U slučaju inhibitora korozije poželjno je dobro prijanjanje slojeva korozije na površinu metala, pri čemu koef. linearnog širenja slojeva korozije i metala treba da budu približno jednaki

15. Elektrohemijska korozija: odigrava se u elektrolitima ( vodeni rastvori metalnih soli ) ili u drugim sredinama koje su električni provodnici. Uzrok elektrohemijske korozije su mikrogalvanski spregovi na površini metala ( sl.2.53)Nastajanje mikrogalvanskih spregova uzrokuju: - nehomogenost metalne faze - nehomogenost elektrolita - različiti spoljni fi zički uslovi ( t, p i sl.)Elektohemijska korozija predstavlja oksidaciono-redukcijski procese, koji imaju za posledicu da pojedini delovi površine metala imaju negativniji potencijal, a opet drugi delovi imaju pozitivniji potencijal anodne i katodne zone


- 21 -

- Metal se jonizuje na manje plemenitim, negativnijim delovima površina, a depolarizuje na plemenitim (pozitivnijim delovima ) tj. na katodi - Spajanjem anode i katode uspostavlja se mikrogalvanski spreg ( sl.2.54)

- Elektodni potencijal predstavlja težnju ka korodiranju prema standardnoj elektrodi ( tabela 2.55)Važniji oblici korozije: - kontaktna korozija - selektivna korozija - korozija pukotine - tačkasta korozija - međukristalna korozija - naponska korozija

16. Zaštita metala od korozije: Korozija se može kontrolisati ili izvršiti zaštita putem više različitih metoda: - prirodna zaštita - zaštita pomoću inhibitora - prevlake - izbor materijala - kontrola sredineprirodna zaštita:

- obezbeđuje se stvaranjem pokrivnog sloja na površini metala , koji sprečava daljnju koroziju- zaštitni slojevi su posledica oksidacije metalne površinezaštita pomoću inhibitora:

- Inhibitori su supstance koje se dodaju metalima u malim količinama, a u cilju sprečavanja korozije- Razlikujemo fi zičke i hemijske inhibitore- fi zički inhibitori se apsorbuju na površinu metala, obrazujući zaštitni sloj( specijalna ulja i masti)


- 22 -

- hemijski inhibitori reaguju sa matalnim površinama, obrazujući pri tome zaštitni sloj ( soli fosfata)zaštita pomoću prevlaka:

zaštitne prevlake se formiraju nanošenjem materijala sa zaštitnim svojstvima na površinu metalaMetalne prevlake: Zn, Sn, Pb, Al, NiNemetalne prevlake: boje, lakovi, emajl, guma , plastikaOksidne prevlake: dobijaju se oksidacijom ili bruniranjem i to hemijskim ili elektrohemijskim putem

hemijsko bruniranje: postiže se potapanjem predmeta u kupatilo• elektrohemijsko bruniranje se sastoji u nanošenju prevlake elektrohemijskim procesima• Metalne prevlake nanose se termičkim ili elektrohemijskim putem• termički proces se odvija potapanjem predmeta u kupatilo rastopa metala koji se vezuje na • površinu predmeta koji treba zaštititi ( kalajisanje, cinkovanje)elektrolitički procesi ( sl.2.58)• baziraju se na procesu elektrolize, pri čemu elektrolit predstavlja rastvor soli metala koji se koristi za zaštitu ( Zn, Cu, Cd, Ni, Cr)

Izbor materijala:

opšta pravila:Za redukcione i neoksidacine uslove , za 1. zaštitu se upotrebljavaju Ni i CuZa oksidacione uslove upotrebljava se 2. zaštita na bazi CrZa izuzetno jake oksidacione uslove 3. upotrebljava se Ti i njegove legure

Promena sredine:

metode za snižavanje korozije usled promena u korozionoj sredini;

snižavanje temperature1. snižavanje brzine tečnost2. uklanjanje kiseonika iz tečnosti3. smanjenje koncentracije jona4. dodavanje inhibitora5.


- 23 -

PREDAVANJE 4:

METALI I LEGURE ZA GRAFIČKU TEHNIKU

17. Olovo i njegove legure:

- pripada grupi obojenih teških metala- kristališe u obliku PCK- niska temperature topljenja 327 oC, lako se obrađuje- lako se rastvara u kiselinama- oksiduje na vazduhu , stavarajući površinski zaštitni sloj- pri oksidaciji rastopljenog olova stavaraju se PbO i PbO2

- primenjuje se za izradu delova koji su izloženi koroziji i za legure

Olovne štamparske legure:

- sastavljene su od Pb, Sn I Sb- upotreba u grafi čkoj tehnici za izradu štamparskih slova, pri čemu je označavanje,sastav i kvalitet propisan JUS standardom - eksploatacioni uslovi za štamparsku leguru: - što niža tačka topljenja - dobro livenje - što manja promena zapremine pri prelazu iz tečnog u čvrsto stanje - što veća tvrdoća - velika otpornost na habanje - da dozvoljava upotrebu višectrukim pretapanjem - temperatura topljenja, tvrdoća olovnih legura zavise od strukture ( Sb povećava tvrdoću, a Sn livkost)

18. Auminijum i njegove legure:

- pripada grupi lakih metala- kristališe u obliku PCK- odlikuje se dobrom električnom i toplotnom provodljivošću- na vazduhu oksidiše, pri čemu se stvara zaštitna skrama od Al2O3

- dobro se oblikuje plastičnom deformacijom- za poboljšanje mehaničkih osobina legira se sa Cu, Mg, Zn i Mg- legure za gnječenje i legure za livenjeVrste leguraDuraluminijum:

- legura Al sa Cu i Mg- posebno otporne na koroziju


- 24 -

Silumini:

legure Al i Si - sadržaj Si 5 do 13 %-

Upotreba u grafi čkoj industriji za izradu off set ploča i za izradu klišea za visoku štampu.

19. Bakar i njegove legure:

- pripada grupi teških obojenih metala- odličan je provodnik toplote i elektične struje- topi se na 1083 oC- lako se obrađuje plastičnom deformacijom- Cu se teško lije, zbog rastvaranja gasova, koji opet naknadno prilikom njihovog rastvaranja stvaraju pore i time smanjuju mehaničke osobine- za poboljšanje livačkih osobina dodaje se fosfor dezoksidacija- Cu je koroziono otporan na vazduhu, jer se na njegovoj površini stvara zaštitna skrama – patina CuCO3 Cu (OH)2

- rastvara se u HNO3, conc. H2SO4, organskim kiselinama, NH3

- sa drugim obojenim metalima gradi legureMesing- legura Cu sa Zn- za izradu linija za ručni slog- za izradu matrica kod monotipa i linotipa Bronza – legura Cu sa Sn ( Al, Si , Pb)Upotreba u graf.industriji:

- čist Cu se koristi za izradu precizih klišea kod višebojne štampe- za izrau plašta na cilindričnoj štamparskoj mašini kod duboke štampe- za izradu bimetalnih ofset ploča

20.Cink

- pripada grupi obojenih teških metala- topi se na 420 oC- na temp. 100- 130 oC postaje plastičan, gda se može valjati u tanke listove i izvlačiti u obliku žice- na temperaturi 150 oC rekristališe, pri čemu se stvara gruba kristalna struktura loše mehaničke osobine- lako se rastvara u mineralnim kiselinama- uz dodatak vrlo malih količina Cd brzina rastvaranja se povećava i ostvaruje se ravnomerno rastvaranje- koroziono je otporan jer se stvara zaštitna skrama od Zn (OH)2 CO3

Upotreba u graf.industriji:

- za izradu klišea ( cinkografi ja)- mikrocink za emulziono rastvaranje(homogeni sastav i sitnozrna struktura)- za izradu ofst ploča


- 25 -

Magnezijum;

- najlakši metal iz oblasti konstrukcionih materijala- zbog slabe otpornosti na koroziju i slabih mehaničkuh osobina koristi se isključivo u obliku legura- topi se na 651 oC- na vazduhu i temp. Od 500 oC lako se pali i gori belim plamenom- lako se rastvara u kiselinamaUpotreba u graf.industriji:

- za izradu klišea jednostepenim emulzionim nagrizanjem- za izradu lakih ofset ploča

Gvožđe i njegove legure :

- hemijski čisto gvožđe je mek metal - koroziono je otporan , ali uz dodatak primesa lako korodira - u čvrstom stanju se javlja u 3 alotropske modifi kacije : α- ZCK, β- PCK, γ- ZCK - hemijski čisto gvožđe se retko koristiGvožđe se koristi uglavnom u obliku njegovih legura- najčešće Fe i C čelici i liveno gvožđeČelici:

Ugljenični - sa malo stranih primesa- odlučujući uticaj na mehaničke osobine ima sadržaj C- koriste se za izradu važnih konstrukcionih delova mašina i alataLegirani čelici

- svi čelici koji pored C sadrže još jedan ili više legirajućih elemenata ( Cr, Ni, Mn, Mo, W, V, Co ) - legiranjem čelici postaju hemijski koroziono otporni - otpornost na visoke temperature i abrazijuUpotreba u graf.industriji:

- sudovi za elektrohemijske procese, - Cr i Cr Ni čelici se koriste za izradu ofset pločaLiveno gvožđe:

- legure Fe sa C, sa više od 2 % C - osobine livenog gvožđa zavise od količina i oblika u kojem se nalazi ugljenik ( belo i sivo liveno gvožđe ) - radi poboljšanja osobina, liveno gvožđe se podvrgava posebnim temičkim obradama temper liv, nodularni liv


- 26 -

PREDAVANJA 5:

22. Najvažnije sirovine za proizvodnju vlakanaca.23. Molekulska i nadmolekulska struktura celuloze.24. Hemiceluloza i lignin.25. Hemijski sastav i struktura vlakana drveta

22. Najvažnije sirovine za proizvodnju vlakanaca:

1. Drvo

najvažnija sirovina za proizvodnju papiraod ukupne proizvodnje za proizvodnju papira se koristi 13 %• drvo daje 90 % proizvodnje celuloze• najviše korišćeni, četinari: smreka, jela, bor i lišćari: bukva, topola, breza• vlakna: kod četinara ( do 4 mm) , kod lišćara (oko 1,7 mm)•

2. Tekstilne sirovine :

celuloza iz tkanina na bazi : pamuka, lana , konoplje, jute i dr.• najznačajniji pamuk, dužine vlakana 10 do 50 mm• proizvode se specijalni papiri od kojih se zahteva velika mekoća, trajnost, upojnost, neprovidnost, • papir za novčanici i drugi vrednosni papiri

3. Slame žitarica :

hemijskim ili kombinovanim hemijsko-mehaničkim postupkom daju celulozu ili polucelulozu• kratka vlakna ( 0,5- 2 mm)• prikladne za izradu papira od kojih se traži visoka čvrstoća• na bazi poluceluloze se izrađuju kartoni i talasasta lepenka•

4. Prerada trske i trave:

esperto trava --> kvalitetni bezddrvni papir• šećerna trska i bambus --> fi ni papir•

5. Otpadni tekstilni materijal:

otpadne krpe( pamuk, lan, juta)• za papire od kojih se traži fi noća i trajnost• učestvuju u proizvodnji papira 2-4 %•

6.Stari papir i papirni otpaci:

stari papir, papirni otpaci , korišćena ambalaža• postupci prerade zavise od kvalietea polazne sirovine• u ponovne tokove proizvodnje papira se vraća 30 % starog papira•

7. Mineralna vlakna:

azbest (za lepenku i papir )povećava tačku zapaljivosti• staklena vlakna:•

koriste se kao izolatori postojan na visokim temperaturama lako se suši i poseduje dimenzionu stabilnost otporan na hemikalije8. Veštačka vlakna

nepoželjna u tekstilnim otpacima pošto nemaju sposobnost fi briliranja•


- 27 -

23.Molekulska i nadmolekulska struktura celuloze:

celulozu sintetizuju biljke i neke alge reakcijom fotosinteze uz polazne komponente CO• 2 i vodugrupa prirodnih polimera --> polisaharida •

Molekulska struktura:

linerani makromolekuli koji se sastoje od molekula glukoze međusobno povezanih prema sl. 3.4• u biosferi su najzastupljeniji organski makromolekuli• stepen polimerizacije 200- 14 000• osnovni strukturni element je glukoza sa 3 slobodne OH grupe koje su osnov vodoničnih • mostova(veza)

Nadmolekulska struktura:

intra molekularne ( unutar molekula) veze i • intermolekularne ( između molekula) veze• ove veze omogućavaju nastajanje snopova • makromolekula mikrofi brila i njihovo pakovanje u fi brili i celulozno vlaknonastajanje snopova makromolekula ( sl.3.5) -->mikrofi brili • i pakovanje u - kristalne i amorfne oblasti

Osobine celuloze:

bezbojna supstanca bez ukusa i mirisa, neškodljiva za živa bića• gustina 1,55 g/cm• 3

nerastvorna u vodi i većem broju organskih rastvarača• vlaknasta struktura, dužina vlakna zavisi od mesta nastanka• termička postojanost je ograničena, razgradnja počinje na 100 • oC , a karbonizacija se javlja na 270 oC nakon ove temperature nastupa gorenej celuloze.za bubrenje i rastvaranje celuloze neophodno je raskidanje intermolekulskih vodoničnih veza • (sl.3.7)voda samo delimično rastvara celulozu i to samo u amorfnim oblastima ( sl.3.7.b)•


- 28 -

potpunu solvataciju omogućuju supsatance rastvorljive u vodi kupri-amonijum hidroksid i • kadmijum-etilendiaminrazgradnja uz prisustvo određenih bakterija •

24.Hemiceluloza i lignin

Hemiceluloza:

gradi primarni i tercijarni zid građe drveta• polisaharid malog stepena polimerizacije (DP=200), pored polisaharida sadrže i kratke molekulske • lance drugih polisaharidamakromolekuli hemiceluloze: linearni i razgranati• količina hemiceluloze u drvetu zavisi od porekla i kreće se od 25-30 %• pošto nema vlaknastu građu lako se rastavara u kiseloj i alkalnoj sredini •

Lignin:

amorfna svetložuta ili mrka materija kojom su obložena celulozna vlakna u drvetu• grupa amorfnih, razgranatih i delimično umreženih poliaromata sa velikim brojem metoksi grupa • -CH3 sadržaj u drvetu 20 -30 %mas.• struktura lignina je vrlo različita i zavisi od porekla ( listopadno drvo ili četinari)• prisusustvo lignina u drvetu sprečava bubrenje celuloze --> otežavanje mlevenja• vrlo reaktivno jedinjenje pa se lako hemijskim postupcima odstranjuje od celuloze • potencijalni zagađivač•

osobine korisne za papir:daje papiru zvuk, tvrdoću i krutost• termoplastičan i doprinosi postojanosti papira na povišenoj temperaturi• opet previsok sadržaj lignina može smanjiti čvrstoću lista•

25. Hemijski sastav i struktura vlakana drveta

drvo sadrži oko 50 % suve materije i 50 % vode• makromolekulske komponenete ( 90-97 %) , • celuloza 45-50 %, hemiceluloza 20-30 %, lignin oko 25 %, • ostalo niskomolekulske komponente ( neorganske soli, belančevine, amino kiseline)•


- 29 -

Građa: - od različitih vlakana (sl3.9)- vlakna (sl.3.10) su kompozitni materijal:

matrica: lignin i hemiceluloza• fi brili: celuloza•

- građa drveta ( sl.3.10.) :srednja lamela,primarni zid, sekundarni zid, tercijarni zid , lumen, ćelijska šupljina- visoka mehanička svojstva drveta otežavaju odvajanje celuloze od lidnina i hemoceluloze-osobine papira zavise od dužine vlakana

PREDAVANJE 4:

26. Dobijanje osnovnih sirovina za proizvodnju papira.Drvenjača27. Dobijanje poluceluloze28. Dobijanje tehničke celuloze.Sulfi tni postupak29. Dobijanje tehničke celuloze.Sulfatni postupak

26. Dobijanje osnovnih sirovina za proizvodnju papira.Drvenjača

mehanički i termomehanički postupak• razdvajanje drveta na vlakna dužine 1-2 mm• po mehaničkim osobinama drvenjača je slabija od celuloze• osnovne sirovine za dobijanje drvenjače su četinara ( smreka)•

mehanički postupak: ( sl.3.12) efi kasan tehnološki postupak, gubitak u toku procesa samo 2-5 %

odležavanje posečenog drveta u toku • 6 meseci zbog stabilizovanja prisutnih smola, koje prelaze u čvrst oblikformiranje oblica dužine 1-2 m•

otkoravanje ( ručno i mašinsko → mokro, trenjem, kombinovano- bubnjevi sa vodenim mlazom)brušenjebrusni kamen prečnika 1 mabrazivno sredstvo SiO2 , zrnca 10-15 μmnastupaju samo fi zičke promenezagrevanje drveta do 190 oC → isparavanje vode i omekšavanje lignina početak razvlaknjivanjaiščešljavanje vlakanaca u kontaktu sa brusnim matrijalom ( zrncima)proizvod brušenja je mešavina vlakanaca različitih krupnoća: - iverica - vlakna dužine 0,2 - 4.5 mm - fi ni materijal dimenzija do 0.2 mm


- 30 -

- nabubreli fi brili dimenzija do 30 μm - brašnasta supstanca

- osnovni cilj je da se dobiju što duža i savitljivija vlakancasortiranje nakon brušenjaobezvodnjavanje drvene suspenzije sa 0.4- 0.6 % suve materije do 30-35 % transport do postrojenja za izradu papira ( bale ili pneumatski tarnsport)dorada drvenjače:izbeljivanjem u cilju poboljšanja optičkih osobina i postojanosti na dejstvo svetlosti ( H, H2O2, Na2O2, NaHSO3, Ca(HSO3)2 izbeljivanjem se lignin prevodi u bezbojan oblik

termomehanički postupak: (sl.3.13.)

- osnovna sirovina su drveni otpaci

-usitnjavanje u specijalnim uređajima sa

rotirajućim noževima

- termička obrada u reaktoru na 130 oC

- mlevenje na toplo u rifajneru

- sortiranje dispergovanih vlakana po veličini

- ugušćivanje

- po potrebi se izvodi belenje

- iskorištenje drveta iznosi 85-95 %

- dobijaju se kvalitetnija vlakna

primena:

u proizvodnji papira uz dodatak celuloze 15-20 % ( fi ni papir, roto papir, omotni papiri, kartoni i

lepenke

27. Dobijanje poluceluloze

Dobija se iz drveta, slame i dr. vlaknastih biljaka, kombinovanom hemijskom i mehaničkom

obradom, poželjni lišćari pošto sadrže manje lignina stvaranje vlaknaste kaše u reaktoru pri 130-170 oC uz dodatak Na2 SO3 i Na2 CO3 → omekšavanje i delimično rastvaranje lignina, hemiceluloza se ne

razgrađuje-->iskorištenje drvene sečke 65-80 %

mlevenje u rifajnerima

sortiranje

dodatno mlevenje

po potrebi izbeljivanje → menja se samo boja

osobine :

prelaz od drvenjače ka celulozi

po sastavu bliža drvenjači

po osobinama vlakana sličnija celulozi

primena:

za izradu omotnih papira, valovite lepenke u beljenom stanju se koristi za izradu papira za pisanje i

štampanje


- 31 -

28. Dobijanje tehničke celuloze. Sulfi tni postupak

Zasniva se na različitoj reaktivnosti celuloze,

hemiceluloze i lignina i pratećih suspstnci

i različitoj rastvorljivosti njihovih derivata

(sl.3.14.)

polazne smeše Ca(HCO• 3)2 /H2SO3 / SO2 ili

Mg(HCO3)2 / H2SO3 / SO2 i sečke drveta

dimenzija 4 x 3 x1 cm ( sl.3.15.)

kuvanje u reaktoru pri 130 • oC i 300-400 kPa

u toku 7-15 sati → sulfonovanje, razgradnja

i rastvaranje lignina i hemiceluloze, dok

celulozna vlakna ostaju neoštećena

izdvajanje celuloznih vlakana iz smeše•

pranje i mlevenje vlakana•

sortiranje i po potrebi izbeljivanje vlakana•

ugušćivanje reakcione smeše sa otpacima •

i hemikalijama i njihovo spaljivanje → izvor

toplote za termička postrojenja

hemikalije zaostale posle spaljivanja CaO, •

MgO i SO2 se prevode u prvobitni oblik i

ponovo se koriste

sulfi tnim postupkom se dobijaju kratka i •

meka vlakna, blago smeđe obojena, koja se

lako izbeljuju

29. Dobijanje tehničke celuloze. Sulfatni postupak

Polazne smeše Na2S, NaOH i Na2CO3 i sečke drveta dimenzija 4 x 3 x1 cm ( sl.3.15.)kuvanje u reaktoru pri 150 - 180 oC i 700-1000 kPa u toku 3-6 sati → raskidanje etarskih veza u ligninu i nastaje alkalni lignin sa manjom molarnom masom, razgradnja i rastvaranje lignina nastaje metanol i merkaptani → neprijatan miris Izdvajanje celuloznih vlakana iz smeše−pranje i mlevenje vlakana- sortiranje i po potrebi izbeljivanje vlakana ugušćivanje reakcione smeše sa otpacima i hemikalijama i njihovo spaljivanje uz dodatak Na2 SO4 i pri smanjenom dotoku kiseonika → izvor toplote za termička postrojenja hemikalije zaostale posle spaljivanja se prevode u prvobitni oblik i ponovo se koriste pri čemu ne reaguju sa celulozom, tako da ona ostaje, posle završne obrade, nerastvorna u reakcionoj smeši sulfatnim postupkom se dobijaju bolje očuvana duža i čvrsta celulozna vlakna od kojih se proizvodi papir sa odličnim mehaničkim osobinama.


- 32 -

PREDAVANJE 5.

30.Belenje celuloze31.Prerada tekstilnih sirovina i starog papira32.Punioci u proizvodnji papira33. Pomoćne sirovine za poboljšanje proizvodnje papira34. Pomoćne sirovine za poboljšanje kvaliteta papira

30.Belenje celuloze:

Cilj belenja je povećanje stepena beline vlaknastog materijala Celuloza iz drveta sadrži 3 - 8 % zaostalog lignina koji daje žućkasto obojenje belenje se vrši hemikalijama u prisustvu vode-oksidaciono belenje ( celuloza)-redukciono belenje (drvenjača) Oksidaciono belenje je trajno → prevođenje lignina u hlorlignin → delignifi kacija Redukciono belenje se primenjuje kod obrade drvenjače ( Na-bisulfi t )Faze belenja

labavljenje i otpanje ostatka sa ligninom• razaranje obojenih supstanci• oksidaciona razgradnja dodataka• početak oksidacije celuloze•

Sredstva za belenje hlor- Cl2, kiseonik- O2, hipohlorit- NaOCl, ozon- O3, vodonik peroksid- H2O2 → jednostepeni i višestepeni postupak belenjajednostepeni postupak: - primenjuje se kod celuloze dobijene iz tekstilnih otpadaka pomoću Ca-hipohlorita - pH rastvora se menja od alkalnog ka kiselom stanju → početak oksidacije ( pH ne sme biti manji od 8) - tempertura rastvora ne sme biti veća od 38oC višestepeni postupak:primenjuje se kod sulfatne i tvrde sulfi tne celulozefaze prerade : -hlorovanje lignina→ hlorlignin -hlorlignin se ispira sa NaOH -belenje vrši iz Ca-hipohlorita stvoreni kiseonik -proces belenja se ostavruje u betonskim tornjevima

31.Prerada tekstilnih sirovina i starog papira:

1.Prerada tekstilnih sirovina:najviše se koriste pamuk, lan , konoplja. Koriste se za proizvodnju specijalnih vrsta papira ( velika mekoća, upojnost, otpornost na savijanje) → fi lter papir, novčanice. Priprema: (sl.3.16)- sortiranje, sečenje na dimenzije- razvlaknjivanje, mlevenje- pranje, sortiranje- izbeljivanje obojenih vlakana2.Prerada starog papira:


- 33 -

Reciklaža starog papira predstavlja vrlo značajan segment u proizvodnji papira ( u Nemačkoj je stari papir zastupljen sa 62 % u ukupnoj proizvodnji papira).Faze prerade ( sl.3.12)

skupljane i sortiranje ( najniži kvalitet, srednji kvalitet, bolji • kvalitet, najbolji kvalitet)dispergovanje i razvlaknjivanje u rezervoaru• dodatno razvlaknjivanje pri povišenoj temperturi• razdvajanje na frakcije, pranje, dodatno mlevenje• uklanjanje boje sa celuloznih vlakana (Deinking proces-• sl.3.17)zasniva se na procesu fl otacije ( celulozna vlakna-hidrofi lna, • boja-hidrofobnadodavanje površinski aktivnih materija• →uklanajnje boje sa površine celulozedodavanje vazduha• → izdvajanje boje sa mehurima vazduha na površini u vidu pene, koja se uklanja zajedno s bojom

Voda kao pomoćni materijal u proizvodnji celuloze i papira:

Najzastupljenija komponenta u procesu proizvodnje papira, vodena suspenzija omogućava povezivanje vlakanaca u papirnu tarku. Voda se koristi i kao interno transportno sredstvo, kvalitet vode se određuje preko stepena tvrdoće i stepena čistoće.Najvažniji zahtevi u pogledu osobina vode koja se koristi u proizvodnji celuloze i papira:

voda mora biti čista i oslobođena mehaničkih i hemijskih onečišćenja• tvrdoća vode ne sme biti veća od 10 • odH pH vrednost u granicama 6.5-7.1• temperatura vode treba da je ujednačene i što niža•

Potrošnja vode po kg celuloze: nebeljene celuloza 250 do 300 l beljena celuloza 400 do 550 l oplemenjena celuloza 700 do 1000 l papir za pakovanje 30 do 200 l štamparski i pisaći papir 50 do 300l specijalni papir 300 do 1000 lVrste vode: atmosferska izvorska površinskaTvrdoća vode:predestavlja sadržaj rastvornih zemnoalkalnih soli (Ca i Mg) u vodi Nemački stepen: 10 mg CaO ili 7.19 mg MgO i 1 lit vode - tvrdoća 0-4 odH- meka voda - tvrdoća 5-8 odH- vrlo meka voda


- 34 -

- tvrdoća 9-12 odH- srednje tvrda voda - tvrdoća 12-18 odH- prilično tvrda voda - tvrdoća 19-30 odH- tvrda voda - tvrdoća preko 30 odH- vrlo tvrda vodaPriprema vode:proces njenog prečišćavanja i omekšavanjaMehanička obrada odstranjivanje mehaničkih onečišćenja( fi lteri i sita različite gustoće)Hemijska obrada:

odstranjivanje hemijskih nečistoća( gasovi , neorganske i organske materije)• dodavanje Al-sulfata• → tvrdoća se smanjuje na10odH →odstranijanje gasova-delovanjem sa Na-fosfatomjonskom izmenom• sintetski organski izmenjivači• vrši se• → taloženjem krečom i sodom

Prečišćavanje otpadnih voda:u indusstriji celuloze voda se javlja kao: sveža voda, povratna voda i otpadna vodaSveža voda je voda koja prvi put ulazi u proc esPovratna voda je voda koja je već upotrebljavana i koja se ponovo vraća u proces, a koja sadrži vlakanca i punila.Otpadna voda je već upotrebljena voda u procesu i koja nije za ponovnu upotrebu → pre ispuštanja mora se prethodno prečistiti. Metode prečišćavanja: mehaničke, hemijske, biološke.

32.Punioci u proizvodnji papira

pomoćne sirovine-neophodne za proizvodnju papira.• kod proizvodnje nekih papira koriste se čak do 30 %.• punioci predstavljaju fi nosprašene neorganske supstance koje su nerastvorne u vodi, a koje se • dodaju disperziji celuloznih vlakana.najčešće korišćeni punioci u proizvodnji papira:•

- kalcijum karbonat -CaCO3

- kaolin Al2O3 2SiO2- 2H2O - talk - 3MgO 4SiO2 H2O - magnezit - MgCO3

- titan dioksid - TiO2

- barijum sulfat - BaSO4

- cink oksid - ZnOgustina se kreće od 2.8 (talk) do 5.6 (ZnO) g/cm• 3 prosečna veličina čestica punioca 0.5 - 4 • μraspored punioca u listu papira (sl.3.18)• → popunjava pore u strukturi celulozejeftiniji od celuloze• značajan doprinos poboljšanju osobina papira: povećavanje glatkoće, bolje naleganje na •


- 35 -

štamparsku formu, povećana belina, smanjena prozirnostu slučaju prekomernog doziranja• →slabljenje veza između vlakana (sl.3.18.b) → opadanje čvrstoće, pojava dvostranosti, prašenje i čupanje vlakna u toku štampebelo obojeni punioci se koriste kao beli pigmenti u premazima koji se nanose na površinu • papira.

PREDAVANJA 6.

33. Pomoćne sirovine za poboljšanje proizvodnje papira34. Pomoćne sirovine za poboljšanje kvaliteta papira35. Priprema papirne mase36. Izrada papira na papir mašini.Mokra grupa

33. Pomoćne sirovine za poboljšanje proizvodnje papira

1.Retenciona sredstava:osnovni cilj ovih sredstava je da zadrže što veću količinu čvrste materije-celuloze na situ• dodavanje retencionih sredstava u suspenziju(celulozna vlakana, aditivi, voda) • → povećanje udela čvrste faze na situnajčešće korišćena retenciona sredstava: derivati kolofonijuma, Al soli, katjonski skrob, katjonski • i anjonski poliamidi, poliamini

2.Aditivi za uklanjanje štetnih supstanci iz papira:lepljive nečistoće koje se izdvajaju u delovima papirmašine• → prenose na papir →prouzrokuju kidanje trake papiraaditivi su makromolekulske supstance relativno male molekulske mase, koje imaju izraženu • katjonsku aktivnost

3. Mikrobiocidi:-supsatnce koje sprečavaju razvoj mikroorganizama• -povišena temperatura vode u procesu proizvodnje papira( 25 - 60• oC) pogoduje razvoju različitih mikroorganizama →povezivanje u lepljive agregate→ biomulj-biomulj ima neprijatan miris, posebno štetan na sitima papir mašine• -mikrobiocidi sprečavaju razvoj mikroorganizama, a dodavaju se u disperziju celuloznih vlakana.•


- 36 -

34. Pomoćne sirovine za poboljšanje kvaliteta papira

1.Lepila ili keljiva:dodaju se papirnoj masi da bi papir imao potrebna mehanička svojstva i određenu upojnost• vezivanje lepila za hidrofi lna vlakana celuloze• → omogućavanje njihovog međusobnog povezivanjalepilo povezuje punilo sa vlaknima• →formiranje zatvorene, neporozne i dimenziono stabilne površine papira

Podela: prirodna i sintetička1.prirodna: -biljnog porekla ( kolofonijum, skrob, dekstrin) -životinjskog porekla( tutkalo, želatin, kazein)2.sintetička: - polivinilhlorid, polivinilalkohol, polivinil acetat, fenolformaldehidne smole - pokazuju značajnije prednosti u odnosu na prirodna lepila( veća sposobnost lepljenja, brže sušenje, stvaranje elastičnog fi lma, providnost)Načini doziranja:kao suspenzije u vodenim rastvorima ili emulzije - dodavanje u masu - površinsko keljenjestepen keljenja: - zavisi od dodate količine lepila ( 1/4, 1/2, 3/4 i 1/1 ili puno keljen papir) - štamparski papiri su obično 1/ 2 do 3/4 keljeni - višebojni, ofset ili umetnički tisak su puno keljeni2.Boje za pripremu mase:

obojene supstance neorganskog ili organskog porekla• papir po svojoj prirodi ima žućkast ton• → dodavanje crvene , plave ili ljubičaste nijanse papiru daje beo tonpovećanje stepena beline• → dodavanje plavoobojenih suspstanci( u manjoj količini) ili belih pigmenata ( u većoj količini)

Načini bojenja:najčešće se koriste sintetičke organske boje a.) bojenje u masi b.)potapanje papirne trake u obojeni vodeni rastvor c.)nanošenej rastvora ili disperzije na površinu papiraUslovi za bojenje:

zavise od stepena mlevenja drvenih vlakanaca• boja koja se koristi mora imati maksimalni afi nitet prema svim komponentama• rastvor boje treba pripremiti u mekoj vodi• ne sme se primeniti suviše visoka temperatura fi nalne obrade papira jer u suprotnom može doći • do promene u tonu boje.


- 37 -

35.Priprema papirne mase

Papirna masa ili pulpa predstavlja disperziju vlaknastih materijala , punioca i drugih pomoćnih sirovina u vodi, čijim se izlivanjem na sito papir mašine formiraju trake papira. Odnos polaznih sirovina zavisi od željenih osobina papira, pre unošenja u sabirni rezervoar izabrane sirovine se izlažu sledećim procesima: - rastvaranju vlaknastih sirovina u vodi - razvlaknjivanju - oslobađanju eventualno prisutnih agregata-kvržica - mlevenju do željenog stepena u mlinovima i rifajnerima - homogeniziranju komponenti u rezervarima za mešanje Rastvaranje se vrši u rastvaračima ili pulperima mehaničkom obradom→ vodena suspenzija sa 4-7 % s.m.Mlevenje: - najvažniji proces pripreme papirne mase - pojave prisutne kod mlevenja: - sečenje - fi briliranje - bubrenje vlakanacaSečenje: - delenje vlakana poprečno na uzdužnu osu vlakna - sečenjem se smanjuje dužina vlakanaFibriliranje: - cepanje vlakana paralelno sa uzdužnom osom - dovodi do povećanja aktivne površine → koja u fazi izrade papira obezbeđuje veći broj vodoničnih vezaBubrenje: - promena na vlaknima prouzrokovana ulaskom vode u unutrašnje slojeve drveta - stepen bubrenja zavisi od stepena kristaličnosti celuloze, od sadržaja poluceluloze i dužinom vremena kvašenja

- bubrenjem, vlakno u debljini raste 10 -40 %,a po dužini 0.1 % - bubrenjem vlakno postaje plastičnije→ bolje povezivanje i povećana čvrstoća listaVrste mlevenja ( posno i masno, sl.4.10)- posno mlevenje: se ostvaruje manjim razmakom noževa i kraćim vremenom mlevenja kod materijala kod kojeg je prisutno dobro odvodnjavanje→ manje plastičan→- manja gustina vlakana


- 38 -

- dobijeni papir je voluminozan, dobro upija tečnosti, mekan je i ima malu čvrstoću- masno mleveni papir se dobija mlevenjem pri većem razmaku noževa i dužim vremenom mlevenja i većoj gustini vlakanaca→ gnječenje i trenje→ duža vlakanca sa više fi brila- masno mlevenje obezbeđuje tvrde papire, velike čvrstoće i transparentnosti ali slabije upojnostiUređaji za pripremu papirne mase:1.Holender - obezbeđuje pripremu papirne mase; rastvaranje, mlevenje, dodavanje punila, dodavanje boja- holender predstavlja korito sa pregradom u sredini koje obezbeđuje kružni tok suspenzije sa rotirajućim valjkom sa noževima- kapacitet 200 d0 1000 kg papirne mase- vreme mlevenje 15 min do 10 satiMašine za kontinualno mlevenje:2.Konusni mlin: (sl.4.18)- konusni stator i rotor- masa ulazi na užem kraju a izlazi na širi kraj uz neprestano trenje, gnječenje i fi briliranje vlakana između rotirajućih površina

3. Pločasti mlin-Rifajner:(sl.4.19)- čine ga diskovi sa noževima između kojih se melje papirna masa- materijal ulazi na sredini diska a izlazi na obodu.


- 39 -

36.Izrada papira na papir mašini. Mokra grupa

papir mašina datira od 1799 g. ( Francuz Rober)• sastoji se od rezervoara, partije sita i partije presa• suspenzija drvenih vlakanaca koja se dovodi na razdelnik je vrlo razređena ( 1 % s.m.)• drugi uslov prilikom dovođenja u razdelnik je da se dovodi bez mehurića vazduha i bez vrtloga•

Faze prerade:akumuiliranje papirene mase• razređivanje suspenzije• prečišćavanje suspenzije• formiranje papirne trake• dovođenje suspenzije sa vlaknima na sito-natok suspenzije• → sistem cevi obezbeđuje ravnomerno doziranje papirne suspenzije na situ→ voda koja prolazi kroz sito uliva se u natočno korito ili kaduostali uslovi su minimiziranje prisustva vazdušnih mehurića i fl okula u natočnoj suspenziji• odvodnjavanje papirne mase• dovođenjem papirne mase na sito vrši se raspoređivanje vlakanaca na situ zatim njihovo • obezvodnjavanje

Na obezvodnjavanje utiču: stepen mlevanja vlakanaca• →masnije mlevenje→ obezvodnjavanje sporijeviskozitet vode koji je funkcija njene temperatur• → porastom temperature viskozitet opadaadhezione sile vlakanaca i vode zavise od stepena fi briliranja vlakanaca• → veći stepen fi briliranja→ veće adhezione sileu početku odvodnjavanja, voda se odvodi preko okaca sita , nakon čega se od, na situ nakupljenih • vlakana, formira pogača koja sada ima ulogu fi ltrirajućeg sredstvaodvodnjvanjem se koncentracija papirne mase u suspenziji dovodi na nivo 3-4 % s.m. Da bi se • papirna masa prevela u sledeću operaciju→presovanje, mora se obezbediti obezvodnjavanje do nivoa od 15-24 % s.m. Ovo se postiže gravitacionim odvajanjem vode i njenim odsisavanjem preko vakuum fi ltara (sl.4.31 )


- 40 -

Presovanje papirne mase: daljnje obezvodnajvanje na nivo od 25-42 % s.m. se obezbeđuje preko partije presa• presovanje papirene mase se obavlja na papir mašini, pomoću partije presa i fi lca a cilj je da • papirna masa izgubi što je moguće više vode

Partija sita:a.) registar partija predstavlja beskonačnu traku sa nizom valjaka, pri čemu se papirna masa obezvodnjava gravitacionim tokomb.) odsisna partija predstavlja cilindar preko kojeg se kreće papirna traka i u kojem se u određenoj zoni vrši odsisavanje vode preko vakuuma.

PREDAVANJA 7

37. Izrada papira na papir mašini.Sušna grupa38. Izrada papira na papir mašini.Finalna obrada

37.Izrada papira na papir mašini. Sušna grupa

Papirna traka nakon obrade na partiji presa sadrži 35-40 % s.m.Daljnje obezvodnjavanje papirne trake se obezbeđuje u sušnoj partijiSušna partija se sastoji od cilindara za predgrevanje i baterije sušnih cilindara, pri čemu sušne cilindre predstavljaju parom grejani rotirajući valjciPojave koje prate sušenje papirne tarke: - odstranjivanje kapilarno vezane preko parom grejanih rotirajućih valjaka - odstranjivanje hemijski vezane vode obezebeđuje se dodatnom toplotnom energijom→ isparavanje - skupljanje vlakanaca usled isparavanja→ uspostavljanje novih vodoničnih veza→ povećanje mehaničkih osobinaOsobine papira nakon sušenja: - sušenje obezbeđuje glatkoću, poroznost, propustljivost vazduha, belinu - za postizanje optimalnih osobina neophodno je ravnomerno sušenje - sušenjem papir gubi elestičnost i plastičnost tj. postaje krt - previše vlažna papirna traka ima za posledicu nabiranje odnosno stvaranje talasa, u toku sušenja debljina papirne trake se smanjuje do 2 puta, a poprečno skupljane iznosi 1-8 %.Načini sušenja:


- 41 -

- kontaktno sušenje, kanalno sušenje i sušenje zračenjem - za bolji transport papira služi fi lc - za kontaktno sušenje koriste se valjci (sl.4.33) → broj zavisi od brzine papir mašine ( 40-60), mogu biti raspoređeni dvoredno i troredno - za kanalno sušenje se koristi zagrejani vazduh, koji se prenosi preko sušnih cilindaraUloga fi lca kod sušne partije: -da obezbedi čvrst kontakt između trake i cilindra - da obezbedi tarnsport papirne tarke kroz ceo tok sušne partije -da spreči nabiranje -da preuzme jedan deo vode, koji izlazi iz papirne trakePo završenom sušenju papir zadržava u sebi 6-8 % vlageLajm presa kao poseban uređaji koji se ugrađuje na papir mašinu: -služi za oplemenjavanje papira → površinsko keljenje -obezbeđuje dobro vezivanje vlakana, tako da se papir niti praši niti čupaRad prese:

- sastoji se od para valjaka smeštenih jedan između drugoga - valjci su namazani lepilom - jednoliko nanošenje lepila na površinu papira - nakon premazivanja papirna traka odlazi na sušne valjke gde se suši

38.Izrada papira na papir mašini.Finalna obrada

- papirna traka ulazi u završnu partiju sa 94 % s.m. i zagrejana na temperaturu od 75 do 85 oC - završna grupa obuhvata sledeće uređaje : uređaje za hlađenje papirne trake, uređaje za glačanje i uređaj za namotavanjeUređaj za hlađenje papirne trake: - sastoje se od cilindara za hlađenje - hlađenje trake na cilindru kroz koji struji hladna voda do temperature od 20 oC→uklanjanje skupljenog elektrostatičkog elektriciteta i smanjenje krtosti papirauređaj za glačanje: - uređaje čine čelični valjci koji služe za suvo glačanje odnosno peglanje papira - mokro glačanje između 2 valjka

- suvo glačanje između 5-7 valjaka→ postiže se obostrana glatkost papira→tzv. mašinsko kalendiranje

uređaj za namotavanje: -za namotavanje papirne trake služe valjci tzv.tamburi -širina tambura je usklađena sa širinom papir mašine -sadržaj vlage u papirnoj traci iznosi 5-7 % -u zavisnosti od vrste papira i širine papir mašine, tambur može biti težak do 25 t a dužina papirne trake može iznositi 60 km.


- 42 -

PREDAVANJA 8

39. Dorada papira.Vlaženje. Satiniranje40. Oplemenjivanje papira.Impregniranje.Premazivanje41. Oplemenjivanje papira.Oslojavanje.Kaširanje.Pregovanje42. Pakovanje.Skladištenje. Klimatizacija papira

39. Dorada papira.Vlaženje. Satiniranje

Vlaženje: primenjuje se na papire koji se satiniraju sa ciljem da se papirna traka učini elastičnijomstepen vlaženja zavisi od sastava papira(npr. papiri sa više drvenjače zahtevaju veći stepen vlaženja, koji se opet kod pisaćih papira kreće od 3 do 8 %)Načini vlaženja: - prskanjem preko gumenih valjaka - vlaženje četkom - vlaženje maglom -osnovni uslov svih uređaja za vlaženje je jednoliko vlaženje čitave papirne trakeSatiniranje: Predstavlja operaciju poboljšanja osobina papira i njegovo prilagođavanje željenoj nameni Def:Satiniranje je operacija sabijanja papira kroz niz cilindara ( obično 8-10) koji su međusobno razmaknuti po defi nisanim zazorima ( sl.3.23) - propuštanjem mašinski glačanog papira kroz uređaj za satiniranje, ostavaruje se ujednačavanje gustine i površinskih osobina, a samim time i štamparskih osobina papira - satiniranjem se dobija obostrana glatkoća površine papiraVrsta odnosno način satiniranja zavisi od namene papira. - visoko sjajni i polusjajni papiri - mat i polumat papiriEfekat satiniranja zavisi od vrste i udela osnovnih i pomoćnih sirovina u papiruNeželjene pojave kod satiniranja: - smanjenje debljine papira - povećanje transparentnosti papira - smanjenje poroznosti i propustljivosti papira za pare i gasove → smanjenje sposobnosti upijanja vode - satiniranjem se mehaničke osobine bitnije ne menjaju


- 43 -

40.Oplemenjivanje. Impregniranje. Premazivanje

Oplemenjivanje podrazumeva specijalnu obradu papira, posle koje papir dobija nova dopunska svojstava. Oplemenjivanjem papira se postiže: -poboljšanje štamparskih svojstava papira -dekorativni efekti -određena tehnička i hemijska svojstva -određena zaštitna svojstvaImpregniranje: - impregniranje se obezbeđuje dodavanjem potrebnih punila i pomoćnih sirovina u holender - pri impregniranju sredstvo za impregnaciju prodire u papir i ravnomerno se raspoređuje po celoj zapremini papira - impregniranjem se postižu značajni efekti po pitanju kvaliteta papira bez promena karaktera papira - poboljšanje niza osobina papira kao što su : štamparska i i neka mehanička svojstava, postiže se vododbojnost i nepropusnost masti i sl. - za impregnaciju se najčešće koriste parafi n, skrobni i celulozni derivati → dobijanje dobro zatvorene površine, koja poseduje dobro upijanje štamparskih bojaPremazivanje: Način formiranja papirne trake na papir mašini, zbog strukture drvenih vlakana, uslovljava formiranje hrapave i porozne površine--> negativan uticaj na kvalitet štampe--> ovaj nedostatak se otklanja premazivanjem Premazivanje je mašinsko nanošenej premaza na jednu ili obe strane papirne trake ( sl.3.24)


- 44 -

Premaz čine: a.) beli pigmenti ( kalcijum karbonat, kaolini, barijum sulfat) b.) veziva c.) određeni broj aditivaVeziva: - udeo veziva u pomoćnim sirovinama koje se dodaju papiru je 50 % ( disperzije polimera u vodi, skrob i derivati skroba)Funkcije veziva: - omogućavanje ravnomerne raspodele pigmenta u premazu - dobro vezivanje pigmenta za papir - ravnomernu raspodelu premaza na površinu papiraAditivi: -sredstva za dispergovanje pigmenata -sredstva za podešavanje viskoziteta, antipenušavci, optički izbeljivači, foto i termički stabilizatoriEfekti premazivanja: - zančajan uticaj na belinu, boju i strukturu papira odnosno hrapavost papira - na premazanim papirima se može ostvariti najviši kvalitet štampe -najznačajniji postupak oplemenjivanja papira

41.Oplemenjivanje papira. Oslojavanje. Kaširanje. Pregovanje

Def: Oslojavanje ili lakiranje predstavlja nanošenej na površinu papira, nekog, najčešće sintetskog polimera u obliku rastvora, disperzije, rastopa ili smeše monomera i polimera -Prilikom otparavanja rastvora ili disperznog sredstva ili pod dejstvom UV zračenja, na površini papira se formira sloj-fi lm od polimera koji ne prodire u dubinu papira ( sl.3.25 b)

- Lakiranje se obezbeđuje već na papir mašini preko Lajm prese - prilikom lakiranja papir ne sme imati veliku upojnostEfekti lakiranja: -poboljšani izgled ( naročito efekat sjaja) -zaštita površine -sprečavanje čupanja i prašenja površinr papira


- 45 -

Kaširanje (laminiranje):Def: Predstavlja nanošenje već formirane folije na površinu papira i njeno spajanje sa papirom. Koristi se pri proizvodnji kombinovane ambalaže ( sl .3.26), pri čemu se građa kombinovane ambalaže sastoji od 6 slojeva, od kojih svaki sloj ima svoju funkcijuPodela: prema komponentama koje se spajaju a.) papir sa papirom b.) papir sa folijom c.) papir sa tekstilomnajrasprostranjenije je kaširanje papira sa folijomNačini spajanja: -nanošenje lepila na obe površine i međusobno slepljivanje -međusobno spajanje pod dejstvom mehaničke sile -upotrebom povišene temperature ( npr. polietilenska folija)Kaširanje Al-folije:

-dvoslojni i troslojni laminati u različitim kombinacijama ( papir- alufolija- papir; alufolija- papir- alufolija)

-Kaširanjem papira sa tekstilom se dobijaju papirne vrećePregovanje:Def: Pregovanje je trajna deformacija papira uz formiranje reljefne slike pod dejstvom specijalno izvedenih klišea -deformacija se obezbeđuje pomoću graviranih čeličnih valjaka -oplemenjivanje papira bez korišćenja boja -najčešće se primenjuje pri izradi tapeta, memoranduma, čestitki, specijalnih koverti, pozivnica i sl.

42.Pakovanje.Skladištenje. Klimatizacija papira

Mašinski izglačan, satiniran i oplemenjen papir se odlaže u skladište. U obliku namotanih rolni-kotura papira, koturovi se pakuju omotavanjem sa nekoliko slojeva omotnog papira na omotu se odštampavaju podaci ; o vrsti, količini, gramaturi, formatu, smeru vlakanaca i težini kotura na koturu se obavezno označava smer namotavanja isečen na formate ( uzdužno ili poprečno sečenje) pakovanje u table po 100, 250 , 500 1000 kom. Pakovanjem se obezbeđuje zaštita od mehaničkih oštećenje i od atmosferskih uticajaSkaldištenje: - obezbeđuje zaštitu papira od štetnih uticaja:-sunčeve svetlosti-dejstava ptrašine-mehaničkih oštećenja


- 46 -

Uslovi skaldištenja: - temperatura vazduha treba da bude između 18 i 20 oC, relativna vlaga vazduha 50-65 % - papir treba biti smešten u suvim i svetlim prostorijama, koje se nalaze u neposrednoj blizini odelenja za štampu - paketi papira sa tabacima se stavljaju tako da naležu celom svojom površinom, papiri u rolni se poležu po dužiniKlimatizacija: - podrazumeva prilagođavanje stanja papira radnim uslovima koji su prisutni u prostorijama u kojima će se vršiti štampanje - prilagođavanje je posebno važno za ofset tehnike i višebojnu štampu - za primenu papira za štampu vrlo je važno regulisanje vlažnosti vazduha u prostoriji u kojoj se papir skaldišti i štampa ( normalni uslovi su : relativna vlaga 65 % i temperatura 20 oC )Načini klimatizacije: - klimatizacija na drvenim vešalicama - klimatizacija u komorama - klimatizacija u transporterima

PREDAVANJE 9

43. Klasifi kacija papira44. Opšta svojstva papira.Format papira.Smer vlakanaca u papiru45. Opšta svojstva papira.Gramatura.Debljina papira.Specifi čna masa i zapremina. 46. Opšta svojstva papira.Stepen keljivosti. Vlažnost papira

43.Klasifi kacija papira

U svetu se danas proizvodi preko 3000 različitih vrsta papira. Klasifi kacija se izvodi na osnovu ; oblasti primene, načina proizvodnje,broja osnovnih i pomoćnih sirovina. Klasifi kacija je neophodna, zbog potrebe da se u prometu što preciznije deklarišu grupe papira, kako bi se izbegle greške i nesporazumi u toku njegovog prometaKlasifi kacija prema gramaturi: - papire, sa gramaturom 8-150 g/m2

- polukartone, sa gramaturom 150-250 g/m2

- kartone, sa gramaturom 250-500 g/m2

- lepenke, sa gramaturom iznad 500 g/m2

Prema nameni: - štamparski papiri - papir, karton i lepenka kao ambalažni materijal - tehnički i specijalni papiri - kancelarijski i administartivni papiri - higijenski papiri


- 47 -

Prema udelu osnovnih sirovina: -bezdrvni papir -papir koji sadrži pretežno drvenjaču -papir koji sadrži pretežno sekundarne sirovine -papir koji sadrži tekstilni otpad( pamuk, lan, juta)Prema načinu premazivanja: - nepremazani - premazani - jednostrano premazani- hromo papiri - obostrano premazani- kunstdrukPosebna grupa: samokopirajući papiri ( gramatura 35-50 g/m2) - indigo ( tanak sloj voska sa dispergovanom čađi odnosno indigo boja) - mikrokapsule sa bojom

44.Opšta svojstva papira.Format papira.Smer vlakanaca u papiru

Formati papira:format papira predstavlja dimenzije površine papira

format u rolnama→format= širini rolneformat u tabacima→format= dimenzijama table

formati su su normirani prema DIN standardimaOsnovni principi normiranja: - odnos stranica √2 - osnovni format predstavlja površina od 1 m2

- ostali formati se dobivaju presavijanjem osnovnog formata - osnovni tabak se označava sa osnovnim redom formata A - pored osnovnog reda postoje i dopunski redovi; B,C,D, koji predstavljaju kompromis u odnosno na osnovni red A

kod B reda osnovna stranica iznosi 1000 mm ( 1000x1414mm) C red je nešto veći od A reda, a manji od B reda (917x1297mm) D red je manji od A reda ( 771x1090 mm)

Sirovi formati za 5 % duži od obrezanih formata. Formati papira su bitan pokazatelj identifi kacije papiraSmer vlakanaca: Zbog načina proizvodnje, papir predstavlja anizotropan materijal, tj. njegova svojstava (zatezna čvrstoća,istezanje, dimenziona stabilnost) u smeru kretanja trake i poprečno na smer nisu ista - papir usmeren u pravcu vlakana ima veću čvrstoću i bolju dimenzionu stabilnost - prilikom sečenja papira u tabake potrebno je da smer vlakana bude paralelan sa dužom ivicom tabakaNavedena svojstva bitno utiču na štampanje i dalju obradu papira.


- 48 -

Testovi određivanja smera vlakana:

a.) test cepanja

b.) test pomoću nokta

c.) test pomoću papirne trake

d.) test pomoću uzorka potopljenog u vodu

45.Opšta svojstva papira. Gramatura. Debljina papira. Specifi čna masa i zapremina.

Gramatura:

Def: Masa papira jedinične površine od 1 m2

G=M/A (g/m2)

- Gramatura-G , se određuje prema JUS standardu

- Gramatura je značajan pokazatelj kvaliteta papira

- Na osnovu gramatura se određuje njegova primena

- Odstupanje od deklarisane gramature je negativna pojava i smatra se defektom papira

- kolebanje gramture je naročito nepoželjno pri štampanju papira pri velikim brzinama

- Obezbeđivanje ravnomernosti gramature papira zavisi od ukupnog tehnološkog režima

proizvodnje papira

Debljina papira:

Def:Predstavlja rastojanje paralelnih površina lista jednog papira. Vrlo značajan parametar kvaliteta,

jer se prema debljini papira određuje zazor između cilindara štamparske mašine. Debljina papira se

meri mikrometrom pri konstantnom pritisku i izražava se u mm, a označava se sa d

Pri određivanju debljine tanjih uzoraka papira( tanji od 0.04 mm), vrednost se određuje merenjem

debljine snopa uzoraka.

Specifi čna masa papira ( gustina):

Def: Masa jedinične zapremine

γ= M/V = M/Sd = G/d ( g/cm3)

Specifi čna zapremina:

Def:recipročna vrednost gustine papira , odnosno zapremina 1 g papira

v= 1/γ (cm3/g)

Brojna vrednost gustine i spec. zapremine zavisi od vrste i udela osnovnih i pomoćnih sirovina u

izradi papira, kao i od načina dorade papira

46. Opšta svojstva papira.Stepen keljivosti. Vlažnost papira

Stepen keljivosti:

zbog hidrofi lne prirode papira, a u cilju poboljšanja osobina papira da prilikom štampanja bolje prima

boju, papiru se dodaju keljiva

stepen keljivosti je obrnuto proporcionalan sposobnosti papira da veže vodu-f

f= t x100 / (G/10) 2

-vreme prodiranja tinte (min)


- 49 -

-G-gramatura ( g/m2)

Vrednosti stepena keljivosti:

-stepen keljenja do 10- slabo keljeni papir

-stepen keljenja od 10 do 20- srednje keljeni papir

-stepen keljenja preko 20- dobro keljeni papir

Oznake stepena keljenja:

-0/0- potpuno nekeljeni papir

-1/4- četvrt keljeni papir

-1/2- polukeljeni papir

-3/4- tričetvrt keljeni papir ( štamparski papiri)

-1/1- punokeljeni papir ( pisaći papir, papiri za ofset štampu, za umetničku štampu)

Vlažnost papira:Def: sadržaj vlage predstavlja gubitaku masi papira izazvan isušivanjem uzorka papira

W=M1-Mo/ M1 x 100 (%)M1-masa papira pre sušenjaMo -masa papira nakon sušenja

- sadržaj vlage u papiru značajno utiče na svojstva ( posebno mehanička) papira

- vlažnost papira zavisi od vlažnosti vazduha ( preporučena valažnost papira je 5-8 %)

PREDAVANJE 10

47.Opšta svojstva štamparskih papira

Namenski se proizvode za štampanje knjiga, novina,kataloga

Opšti zahtevi:

- homogen sastav i ujednačena debljina

- homogena i zadovoljavajuća belina

- što manja i homogena providnost

- dovoljna dobra mehanička svojstva u suvom i vlažnom stanju

navedeni zahtevi zavise od polaznih sirovina i uslova procesiranja

Posebni zahtevi:

a.)Pogodnost za štampu:

- sposobnost vezivanja boje u kratkom vremenskom intervalu

- prilagođenost površine upijanju boje i njenom brzom sušenju

b.)Pouzdanost u radu:

- određuje se brojem kidanja papirne trake una štamparskoj mašini

- kidanje trake zavisi od:

- zatezne čvrstoće papira

- stepena homogenosti površine papira

- klimatskih uslova u prostoriji


- 50 -

c.) Prašenje i čupanje: -prašina predstavlja veliki problem u štamparijama , a posledica je otkidanja punioca ili pigmenata od papira -više je prisutna kod visoke i ofset štampe, zbog karakteristika boje koja u ovom slučaju ima veću viskoznost - prašina sa jedne strane prlja mašinu, a sa druge strane ometa prenos boje na štamparsku formu -Prašenje i čupanje papira se smanjuje dobrim lepljenjem mase i površine papira i nanošenjem kvalitetnih premazad.) Stabilnost dimenzija: -neophodno za dobru reprodukciju u boji -nije dozvojena promena dimenzija papira , niti u pravcu kretanaj trake papira niti normalno na pravace.) Statičko naelektrisanje papira: Nastajanje: - nastaje usled trenja papirene trake o različite delove mašine i brzog razdvajanja od tih delova - može da nastane i pri namotavanju i odmotavanju trake sa rolne - najčešće nastaje pri uslovima kada je relativna vlažnost vazduha niža od 40 %Negativne posledice: -slepljivanje više listova papira -brzo istiskivanje tankog sloja vazduha između listova papira--> kontakta sveže boje sa pileđinom susednog lista - kod duboke štampe može izazvati varničenje--> eksplozija para toluola ( rastvarač za boju)

48.Svojstva papira za visoku i fl ekso štampu:

Visoka štampa: tipo i fl ekso štampaštamparski elementi izdignuti u odnosu na neštampajuće elemente( štamparki cilindar) sl.3.27


- 51 -

Prenos boje na papir: - štampajući element koji je premazan sa bojom dolazi u kontakt sa štamparskim cilindrom koji nosi papir - u toku kontakta, boja kvasi papir i prodire u pore papira - u toku odvajanja papira od štamparske forme dolazi do cepanaj boje, pri čemu veći deo boje ostaje na papiru--> formiranje otiskaNeophodna svojstva papira za štampu: - optimalna elastičnost ( značajna zbog deformisanja)i mekoća - dobra upojnost (značajna zbog kontrolisnog prodiranja boje u papir) i glatkoća ( zavisi od namene) - odgovarajuća otpornost na prašenje i čupanje( značajno zbog velike viskoznosti boje pa su sile čupanja pri cepanju boje velike)Flekso štampa: - štamparske forme su izgrađene od gume--> mogućnost korišćenja boje male viskoznosti

49.Svojstva papira za ofset i duboku štampu

1.Ofset štampa: -štampajući i neštampajući elementi se nalaze u istoj ravni, sl.3.28 -štamparske forme-hidrofobne -->prevashodno vezuju boju -štamparski cilindri-hidrofi lni--> vezuju voduMehanizam ofset štampe:1. nanošenje boje na štamparsku formu2. prenošenje boje sa štamparske forme na cilindar obložen gumom3. prenošenje boje sa gumenog cilindra na papir koji pritiska štamparski cilindar koji je ovlažen vodom i odgovarajućim aditivomNeophodne osobine: -dobra dimenziona stabilnost( ostvaruje se dobrim lepljenjem- primenon sisntetskih lepila) -dobre mehaničke osobine -dobra upojnost i galatkoća2.Duboka štampa: štamparska forma se nalazi ispod štamparskog cilindra, sl.3.29Mehanizam štampe:1. rupice u štamparskoj formi se pune bojom2. višak boje se odstranjuje rakelom3. prenošenje boje na papir se ostvaruje pritiskom štamparskog cilindra na formu


- 52 -

ovom tehnikom je moguće ostvariti najveći broj otisakau zavisnosti od namene odbire se odgovarajući kvalitet papiraNeophodne osobine: - dobre mehaničke osobine - velika mekoća i elestičnost - dobra upojnost i glatkoća - velika otpornost na prašenje

50.Uticaj spoljnih faktora na svojstva papira:

Glavna osobina papira->higroskopnost, tj. sposobnost da veže vodu,higroskopnost direktno utiče na sledeće osobine: - meheničke osobine - dimenziona stabilnost - vezivanje boje - pojavu statičkog naelektrisanja - prašenje i čupanjeSadržaj vlage u vazduhu: - apsolutna vlaga - relativna vlagaInterakcija vlage u vazduhu i papira:

- vezivanje vlage iz vazduha u papir sve do ravnotežne vlage - vezivanje vlage iz vazduha zavisi od količine vlage koja je već vezana u papiru--> isparivanje i vlaženje - količina vlage u papiru zavisi od vrste celuloze ( vrste vlakana) i od prisustva pomoćnih sirovina


- 53 -

PREDAVANJA 11

51.Strukturna svojstva

Sastav vlakanaca( kompozicija papira) :-Osnova papira-ostale komponente ( punila,lepila, boje → oganskog i neorganskog porekla)

sastavcigaretni

papirnovinski

papirbezdrvni

pisaći papiromotni papir

omotni p. od starog papira

celuloze 20 12 86,0 96,0 -drvenjača - 84 - - -stari papir - - - - 87

pamučne krpe 19,0 - - - -lanene krpe 60,0 - - - -

punila 1,0 4,0 12,0 1,5 12,5lepila - 2 0,5 0,5svega 100 100 100 100 100

Određivanje vlaknastog sastava; -pomoću mikroskopa: -obojena reakcija -etaloni -reakcija na lignin ( drvenjača ili nebeljena celuloza)Sastav ostalih komponenti: -punila, lepila, boje i ostali pomoćni materijali -određivanje →vizuelni uvid - ispitivanje kompletnom hemijskom analizomPoroznost papira: -popsledica strukture papira i njegove zvaršne obrade -utiče na propusnost vazduha, sposobnost fi ltriranja, upojnost papira -utiče na debljinu → menaničke osobine papira

-zavisi od: stepena mlevenja papirne mase i veličine pora, režima sušenja i završne obradeČistoća papira: -karakteriše se preko stepana čistoće -nečistoće u papiru su njegovo neželjeno svojstvo -Nečistoća po defi niciji predstavlja strano telo u listu papira koja daje kontrastno tamno obojenje u odnosu na ostali deo lista i koje ima crnu površinu ne manju od 0,04 mm2

-Određivanje nečistoća ( JUS H.N8.204) → pomoću standardne uporedne skale


- 54 -

52.Optička svojstva

Belina papira:Def: Stepen beline podrazumeva stepen približavanja etalonu idealne beline pri jednakim uslovima osvetlenja i posmatranja -zavisi od: sastava vlaknastih materijala, punola i ostalih komponenti -određivanje: regulisano JUS standardima→ referentna vrednost od 100 % se odnosi na MgO standardOpacitet i transparentnost:Opacitet i transparentnost su dva suprotna svojstava papira -opacitet predstavlja meru nepropustljivosti svetlosnih zraka -transparentnost predstavlja meru propusnosti svetlosnih zraka kroz papirOpacitet; neprozirnost→ zahteva se kod pisaćih i štamparskih papiraTransparentnost→ zahteva se kod paus papira , pergamin papira

-Transparentni papir se dobija masnim mlevenjem pergaminske celuloze-Neprozirni papir se dobija na bazi odabranih vrsta vlaknastih sirovina-Određivanje regulisano JUS standardom

Fluorescentnost papira:Def: svojstvo nekog materijala da apsorbovane sunčeve zrake naknadno emituje→posledica je žućkasti ton površine papiraBoja papira: - važno, pre svega estetsko svojstvo papira - određuje se pomoću 3 parametra: svetlina, ton, zasićenost svetlina→odnos između količine svetla koje refl ektuje dati materijal i količine svetla koje refl ektuje MgO uz iste uslove - ton→osećaj boje u oku ( crveno, žuto, zeleno ...) - zasićenost zavisi od količine belila koje razređuje bojuSjajnost papira: -mera stepena refl ektovanja svetlosnih zraka sa površine papira -zavisi od stanja površine na kojoj se vrši refl eksija -izražava se u stepenima: mat papir 6o - 7o

sjajni papiri 16o - 17o -merenje se zasniva na upoređivanju sa idealno sjajnim standardom

53. Mehanička svojstva

U toku štampanja papir je kontinualno izložen mehaničkim naprezanjima: - tabačna štampa → hvataljke mogu proizvesti veliko ubrzanje pri transportu papira - štampanje iz rolni → papir izložen zatezanju i pritiskivanju između cilindara - mehanička čvrstoća papira omogućuje da se štampanje neometano odvija


- 55 -

Otpornost papira na kidanje: Def: maksimalna sila potrebna za prekidanje epruvete papira određene širineDužina kidanja ( L )- dužina papirne trake konstantne širine i debljine učvršćene jednim krajem, a drugim krajem ostavljene da slobodno visiOtpornost papira na cepanje: Def: sila potrebna da se uzorak određene veličine, pod određenim uslovima rascepi na dva dela -važna osobina kod baznih papira koji se koriste za oplemenjivanje papira -zavisi od dužine vlakanaca i elastičnosti papirne trake -merenje pomoću aparature tipa ElmendorfOtpornost papira na probijanje( prskanje ): Def: predstavlja pritisak ( kg/cm2) pri kojem dolazi do prskanja odnosno probijanja papira ovo svojstvo je naročito važno za papirnu i kartonsku ambalažu.Otpornost papira na savijanje: Def: Otpornost na savijanje predstavlja osobinu papira da u toku dvostrukih savijanja ne dođe do cepanja. Ovaj pokazatelj je naočito važan za one papire koji se u toku eksplatacije često savijaju ( novčanice, kartografski i omotni papiri )-otpornost na savijanje zavisi od smera vlakanacaOtpornost na sabijanje pod pritiskom:-prisutno u toku štampanja usled dejstva pritiska → sabijanje i delimično deformisanje ( skupljanje 10- 15 % )-posledica sabijanja papira je približavanje vlakanaca u strukturi papira→ povećanje gustine papira

54.Hemijske osobine papira

Sadržaj pepela: -posledica sadržaja punila koja ne sagorevaju→ neorganske supstance -sadržaj neorganskih supstanci u vlaknastim sirovinama 0,4 - 1,5 % -sadržaj neorganskih supstanci kao posledica keljenja- Al- sulfat do 1,0 % -ukupan sadržaj pepela kod sirovih papira može biti do 3 %. Dodatkom punila taj se sadržaj može povećati na 30 %. -Određivanje punila regulisano JUS standardom → sagorevanje papira na 800 oC.Sadržaj lignina: Određuje se na osnovu specifi čnih reakcija na lignin→rezultat ispitivanja je obojenost vlakanaca - fl uoroglucin → crveno bojenje - anilin sulfat→ žuto obojenje - kalijum jodid→ žuto smeđe obojenje -potpuna slika se dobija mikroskropiranjem vlakanaca dobijenih kuvanjem sa NaOHSadržaj lepila: -lepila: skrob, kalafonijum, kazein, veštačke smole -od sadržaja lepila zavisi osobine i upotrebna vrednost papira


- 56 -

- sadržaj skroba→ reakcija pomoću rastvora joda i kalijum jodida u vodi - sadržaj kalafonijuma→ kvalitativnom i kvantitativnom analitičkom metodom - sadržaj kazeina → pomoću kvantitativnih analitičkih metoda - sadržaj veštačkih smola →praćenjem obojenja papira koji je prethodno reagovao sa

određenim hemijskim agensimaSadržaj parafi na, voskova i masti: navedene supstance se koriste za impregnaciju papiraOdređivanje→ izolovanje ekstrakcijom ( eter, alkohol, hloroform) →otparavanje rastvarača→kvantitativno određivanje pomoću analitičkih metoda Određivanje pH-vrednosti: značajno zbog mogućnosti sušenja boje prilikom njenog nanošenja na papirDef: pH- vrednost predstavlja koncentraciju vodoničnog jona u nekom rastvoru - pomoću pH se izražava kiselost, baznost ili neutralnost nekog rastvora - posledica nedovoljnog ispiranja celuloznih vlakana, uticaja nekih lepila i punila -određivanje pomoću JUS standarda ( izuzetak su oplemenjeni papiri) korišćenjem pH- metra i indikatorskih papira

Kiselo Neutralno

Bazno

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

PREDAVANJE 12

55.Kartoni i lepenke: 1.Kartoni:proizvodi papirne industrije slični papirima , ali veće gramature 150 -500 g/m2

( do 250 g/m2 - polukartoni , od 250-500 g/m2 - kartoni)izrađuju se od istih materijala i na isti način kao i papirOsnovna podela : -jednoslojni (mašina sa ravnim sitom) -višeslojni ( mašina sa ravnim sitom i sa okruglim sitima, više prijemnih bazenaUpotreba: -izrada korica knjiga, fascikli, listova albuma,dopisnica, razglednica,plakata, za crtanje,za izradu fotopapira, - za ambalažu→ talasasti ( valoviti ) karton sl.3.44 Vrste kartona:1.Kraftlajner: -nebeljeni , jednostrano glačani papir iz celuloze dobijene sulfatnim postupkom ( gramatura 125-350 g/m2 )


- 57 -

- vrlo dobre mehaničke osobine - koristi se za izradu ravnog pokrivnog sloja talasastog kartona i za izradu vreća i kesa 2.Fluting: -dobija se iz poluceluloze,celuloze iz slame i starog papira -po osobinama je dosta krut -koristi se za izradu talasastog sloja valovitog kartona3.Šrenc: -dobija se iz nesortiranog starog papira ( gramatura 100-180 g/m2) -slabe mehaničke osobine -koristi se za izradu unutrašnjih ravnih slojeva talasastog kartona4.Testlajner: -dvoslojni , mašinsko uglačan papir ( gramature 125-250 g/m2 ) -proizvodi se iz starog papira , a pokrivni sloj iz sulfatne celuloze -ima bolje mehaničke osobine nego šrenc papir -koristi se kao pokrivni ravan sloj ili kao valoviti sloj kod talasastog kartonaKarakteristike talasa kod talasastog kartona: -krupan talas ( h= 3,2 - 4 mm, l= 6,8 - 8 mm) -sitan talas ( h= 2,2- 3 mm, l= 5,5 - 6,5 mm) -mikro talas ( h=1 - 1,8 mm, h= 3 - 3,5 mm)Karakterizacija kartona: -standardne metode iste kao kod ispitivanja papira -specifi čne metode: određivanje raslojavanja kartona,određivanje otpornosti kartona na pritisak2.Lepenke: - proizvodi papirne industrije slični papiru i kartonu ali znatno veće gramature, veće od 500 g /m2

- za njenu proizvodnju se koriste manje kvalitetne sirovine ( stari nesortirani papir, drvenjača, slama žitarica)Podela: -bela lepenka , izrađena iz bele drvenjače -smeđa lepenka, izrađena iz mrke drvenjače -salamena lepenka, izrađena iz slame žitaticaUpotreba: - za izradu korica knjiga, specijalne ambalaže, za izradu maski i različitih matrica , u obućarskoj industriji.


- 58 -


- 59 -

DRUGI DEOPREDAVANJE 1POLIMERI UVOD

Polimeri su jedinjenja koja se sastoje iz atomskih grupa koje se ponavljaju, a koje su hemijskim vezama

povezane u lance ,koji sadrže velike molekule izgrađene od C i H. Pri čemu molekul predstavlja

najmanju izgrađivačku jedinicu neke supstance koja zadržava njena svojstva.

Makromolekuli:

molekuli izgrađeni od velikog broja atoma povezanih hemijskim vezama ( od nekoliko stotina do

milion i više)

Polimeri:

supstance izgrađene od molekula koji se odlikuju višestrukim ponavljanjem konstituitivnih jedinica

u molekulskom lancu.

-prilikom otkidanja ili dodavanja nekoliko konstitiitivnih jedinica, oni ne menjaju svoja svojstva

-osnovna izgrađivačka jedinica je monomer, koji sadrži bar 2 izgrađivačke grupe.

Polimerizacija:

-hemijska reakcija kojom se monomeri povezuju u makromolekule.

Homopolimeri izgrađeni od samo jedne vrste izgrađivačkih jedinica

Kopolimeri izgrađeni od 2 ili više vrsta izgrađivačkih jedinica.

Molarna masa:

-mera veličine makromolekula izražene u težinskim jedinicama ( g/mol)

Stepen polimerizacije:

-broj osnovnih strukturnih jedinica ugrađenih u jedan makromolekul

Oligomeri:

-makromolekuli sa relativno malim brojem osnovnih strukturnih jedinica

( stepen polimerizacije 2-20)

1. Klasifi kacija polimera prema poreklu i osobinama:- prirodni

- sintetski

Prirodni:

- prirodni organski( celuloza, skrob,proteini, prirodni kaučuk)

- prirodni neorganski(silicijum oksid, aluminijum trioksid: aluminijum silikat)

Sintetski:

- sintetski organski( polietilen, polistiren, poliuretani)

- sintetski neorganski(( polisilikati, polifosfati)

Prirodno modifi kovani polimeri: ( etri i estri celuloze i skroba )

Sintetski modifi kovani: ( polivinil alkohol, jono izmenjivačke smole)


- 60 -

2. Klasifi kacija polimera prema vrsti osnovnih sintetskih jedinica:

- Homopolimeri

- Kopolimeri

- Linearni

- Razgranati

- Umreženi

Kopolimeri:

podela prema međusobnom rasporedu osnovnih strukturnih jedinica:

a.) statistički raspoređeni

b.) alternativno raspoređeni

c.) blok kopolimeri

d.) kalemljeni kopolimeri

e.) umreženi kopolimeri

Podela prema položaju asimetričnog C atoma:

- Izotaktički

- Sindiotaktički

- Ataktički

3. Molekulska i nadmolekulska struktura polimera:

Svojstva polimernih materijala bez dodataka zavisi od hemijske građe monomera, načina njihovog

povezivanja u makromolekule, pokretljivosti makromolekulskih lanaca, stepena interakcije osnovnih

strukturnih jedinica , molarne mase i fi zičkog stanja.

Osnovni strukturni lanac makromolekula je međusobno povezan kovalentnim vezama

–C-C- , Eveze = 350 kJ/mol


- 61 -

Međumolekulske privlačne sile:

Disperzione, 8-10 kJ/mol (sl.1.3)

Dipolne sile (sl.1.4)

posledica grupisanja centara naelektisanja,

Eveze =10-15 kJ/mol

Vodonični mostovi ( sl.1.5)

čine ih grupe –OH, -NH, -SH, =O,

Eveze = 20 kJ/mol

Fleksibilnost makromolekulski lanaca:

posledica mogućnosti rotacije jednog atoma u

odnosu na drugi

Fizičko stanje makromolekula:

u rastopu i rastvoru se nalaze u obliku sttističkog

klupka ( sl.1.6)

Prilikom taloženja makromolekula iz

rastvora ili očvršćavanja iz rastopa, a u zavisnosti

od hemijske građe mon omera, fl eksibilnosti

molekulskih lanaca i njihove interakcije unutar

jednog makromolekula, polimeri se mogu

izdvojiti u amorfnom ili delimično kristalnom

stanju

Amorfni polimeri ( sl.1.7)

zadržavaju oblik statističkog klupka sa nešto

manjim dimenzijama nego u rastvoru ili rastopu

osobine:

- termoplastični

- prozračni

- anizotropni

Kristalni polimeri (sl.1.8)

-polimeri sa fl eksibilnim makromolekulskim

lancima i malim bočnim grupama, koji se pri

izdvajanju iz rastopa povezuju sekundarnim

vezama gradeći nadmolekulske kristalne oblike

(polietilen, polipropilen, poliamid, celuloza,

stepen kristalnosti 20-80 % )


- 62 -

4. Stanje polimera:

Agregatno stanje: supstance određuje molarna masa i interakcija molekula

polimeri se pojavljuju u obliku čvrstog i tečnog agregatnog stanja

Fazno stanje polimera : amorfno i kristalno

Amorfno telo pri prelazu iz tečnog u čvrsto stanje ne menja strukturu tj. Ostaje amorfno

Fizičko stanje polimera: staklasto, visokoelastično i plastično

prelazak iz visokoelastičnog stanja u čvrsto se naziva ostakljivanje ( interval 10 oC, a srednja temperatura

se označava sa Tg)

Termomehaničke krive: (sl.1.10)

prikazuju prelaz iz jednog fi zičkog stanja u drugo

do temperature Tg staklasto stanje:

- deformacija je elastična ( prati Hukov zakon)

- energija toplotnog kretanja molekula nije

dovoljna da savlada privlačne sile između

makromolekulskih lanaca polimerni materijal je

tvrd i krt

- u blizini Tg opada tvrdoća, krtost i zatezna

čvrstoća

- toplotna energija se toliko povećava, da je

dovoljna da se pojedini segmenti i bočne grupe mogu da savladaju međusobne privlačne sile tj.

mogu da izvode ograničena rotaciona i translatorna kretanja velika elastična deformacija, pri čemu je

moguće deformisanje do 100 %.

- U blizini Tt energija toplotnog kretanja je toliko velika da može da nadvlaad interakciju između

makromolekula � dolazi do pojave tečenja

- Iznad Tt polimer se ponaša kao jako viskozna tečnost ( pogodan za ekstruziju i brizganje ).

Ponašanje delimično kristalnih polimera pri porastu temperature , razlikuje se od ponašanja amorfnih

polimera prelaz u tečno stanje je pomeren ka višim temperaturama nego kod amorfnih polimera

PREDAVANJA 2

OSOBINE POLIMERA:Poređenje osobina polimera sa drugim materijalima (tabela 1.1)

Dobre osobine polimera:

- Mala gustina

- Zadovoljavajuća žilavost

- Mala električna i toplotna provodnost

- Dobra optička i akustična svojstva

- Ograničeno habanje

- Dobra prerada- Mogućnost bojenja, štampanja, lepljenja, zavarivanja


- 63 -

Nedostaci:

Mali modul elastičnosti

Niska toplotna stabilnost

Mala čvrstoća i dimenziona stabilnost

Krtost na nižim tempertaurama

Gustina:

kod čistih polimera bez aditiva, gustina iznosi 900-1400 g/cm3

mala gustina pogoduje izradi transportnih sredstava, prvenstveno ambalaže

Mehaničke osobine:

odgovor na dejstvo spoljne sile ( zatezanje, savijanje , uvijanje , pritisak , udar, tvrdoća , elastičnost)

zatezna čvrstoća 2-8 N/mm 2

ojačavanjem vlaknima zatezna čvrstoća se značajno povećava.

Električne osobine:

zbog prisustva kovas+lentnih veza , kod polimera je otežano kretanje elektrona, što uslovljava manju

električnu provodljivost, odnosno dobru elektroizolaciju.

nedostatak polmera je pojava statičkog elektriciteta na njihovoj površini što ima za posledicu

skupljanja čestica prašine, slepljivanje folija i ploča i varničenje pri odmotavanju rolni

Termičke osobine:

mala termička provodljivost termički izolatori

Osnovni nedostaci:

- niska max. tempertaura primene

- izražen uticaj temperature primene polimera na njegove mehaničke osobine

- visoko toplotno izduženje

- povećana krtost na nižim temperaturama

- prevođenjem polimera u penasto stanje, termoizolacione osobine se znatno poboljšavaju ( polistiren,

poliuretani )

Fizičko-hemijske osobine:

ponašanje prema gasovima, parama i tečnostima:

-mogućnost rastvaranja istih i prolaz kroz rastresitu polimernu strukturu bubrenje, rastvaranje ili

razlaganje polimera

- najveći broj polimernih materijala se biološki vrlo sporo razgrađuje i ne rastvara se u fi ziološkim

rastvorima biokompatabilni polimeri

- dodavanjem niskomolekulskih supstanci se postiže poboljšavanje osobina polimera

- aditivi koji mogu da migriraju iz polimera su štetni za zdravlje

- većina polimera je lako zapaljiva

Starenje polimernih materijala:

- pod starenjem se podrazumevaju sve promene koje dovode do pogoršanja njegovih osobina

-brzina starenja zavisi od vrste i osobina samog polimera,kao i od uslova prerade i korišćenja

-za povećanje stabilnosti polimera i smanjenje brzine starenja koriste se aditivi


- 64 -

Optičke osobine:

- prozračni amorfni polimeri ( poliakrilati, polikarbonati, polistireni 92- 94 %)

- delimično kristalni polimeri su zamućeni ( dodavanjem centara kristalizacije se mogu formirati mali

kristaliti, koji omogućavaju taransparentnost)

5. Polimerni materijali u grafi čkoj industriji:

- koriste se kao pomoćni i kao osnovni materijali

- najčešće korišćeni: papir, karton, lepenka

- za poboljšanje osobina: skrob, sintetski polimeri ( poliakrilati )

- za poboljšanje štamparskih osobina se koriste premazi od belih pigmenata, polimerna veziva i

rastvarači

- zaštita korica lakovi

- ogromno korišćenje polimera za ambalažu

- za štamparske forme

- za grafi čke boje

- za lepila

- za izradu mašina i pomoćni uređaja u garfi čkoj industriji

Polimerni materijali ( Plastične mase )

- zbirni naziv za prirodne, sintetske i modifi kovane polimere, koji se zagrevanjem prevode u rastop,

koji može lako da se oblikuje

- čisti sintetski i prirodni polimeri uglavnom ne zadovoljavaju osobine za primenu kao polimerni

materijali

Poboljšavanje osobina polimernih materijala:

mešanjem sa drugim polimernim materijalima ili sa niskomolekulskim organskim ili neorganskim

supstancama

uvođenjem željenih funkcionalnih grupa

Najčešće korišćeni aditivi:

punioci i očvršćivači

stabilizatori

omekšivači

klizna sredstava

supstance za ubrzavanje nukleacije

umreživači

antistatici

srdstva za smanjenje zapaljivosti

sredstva za forrmiranje penastog oblika

boje


- 65 -

Punioci i ojačivači:

- vlaknasta struktura sa dužinom vlakana do 1 mm( drveno brašno,talk, kreda SiO2, staklena vuna)

- dodaju se termoplastičnim polimerima 10 -10 % mas.

- dodavanjem trmoočvršćavajućim polimerima dobijaju se kompozitni materijali

- doprinos povećanju mehaničkih osobina i smanjenju skupljanja

- u novije vreme kao punioci se koriste nanočestice čađi, SiO2, TiO2, veličine do 100 nm

Stabilizatori:

sprečavaju razgradnju polimera pod dejstvom toplote ili svetlosti

Omekšivači:

čvrste ili tečne organske supstance sa visokom temperaturom ključanja, koje se dodaju polimerima,

radi povećanja njihove plastičnosti ili elastičnosti tokom njihove prerade

Klizna sredstva:

njihovim dodavanjem se olakšava mešanje i tečenje polimera, podmazuje površina kalupa ( starinska

i oleinska kiselina, voskovi)

Antistatici:

sprečavaju nastajanje elektrostatičkog naboja

Očvršćivači:

dodaju se polimerima zbog njihovog očvršćavanja i poboljšanja mehaničkih i termičkih osobina

Sredsta za smanjenje zapaljivosti:

Aluminijum hidroksid i neka jedinjenja broma

Sredstva za ekspandiranje:

- pri povišenoj temperaturi oslobađaju gasove

- azo-jedinjenja ili druge supstance koje ključaju na temperaturi prerade

- u nekim slučajevima koristi se fi no dispergovana voda na sobnoj temperaturi

Boje:

- koriste se rastvorene organske ili neorganske boje

- dodaju se u količini od 0,05 – 2 %

- polimeri se uglavnom boje u masi

- master bač granulati istog polimera koji su prethodno umešani sa bojom u količini 15-20 %

Prerada polimernih materijala:

prerada polimera podrazumeva različite postupke i operacije kojim se oni oblikuju u poluproizvode

ili gotove proizvode


- 66 -

Ekstrudiranje:

koristi se za proizvodnju cevi, ploča, debljih folija i profi la

- tok materijala ( sl 1.13) leval puž cilindar sa grejačima dizna

- prilikom hlađenja dolazi do očvršćavanja i fi ksiranja dobijenog oblika

Temperature prerade:

polietilen 130-200 oC

polipropilen 180 -260 oC

polivinilhlorid 180-210 oC

polikarbonati 300-340 oC

Duvanje:

koristi se za dobijanje šuplih tela ( sl.1.16)

- ekstruderom se dobija željeno crevo, koje se

zatim uvodi u hladan kalup, kalup se zatim zatvara

i u formirani trne se uduvava toliko vazduha,

dovoljno za postizanja kaonačnog oblika

Brizganje:

Masa se preko dozirnog levka ubacuje u

zagrejani cilindar mašine za brizganje prevođenje

u plastično stanje brizganje preko klipa ili puža

kroz odgovarajuću diznu u kalup ciklus izrade

traje vrlo kratko ( sl.1.20)

-ovim postupkom prerđuju se termoplastični

polimeri

Za preradu termoreaktivnih polmera potrebni su

agensi za očvršćavanje.

Kalendiranje:

Kontinulni proces izrade folija i ploča, topljenjem

i oblikovanjem termoplastičnih polimera između

sistema 3-5 valjaka- kalendera ( sl.1.21)

zavisno od vrste proizvodnje kalender može da

se kombinuje sa raznim uređajima u pripremi i

doradi ( mešači, ekstruderi, cilindri za glačanje)


- 67 -

PREDAVANJA 3

Prirodni organski polimeri:

Polisaharidi (celuloza, skrob, glikogen)

Lignin

Poldieni ( kaučuk)

Belančevine

Polinukleotidi

Celuloza:

polisaharid formule (C6 H10 O5)n

najviše se koristi za :

- izradu papira, kartona i lepenke

- za oblaganje valjaka za vlaženje

- za izradu korica u obliku pamučnih niti i pamučnih tkanina

Skrob:

- smeša polisaharida, amiloze, amilopektina

- bruto formula (C6 H10 O5) n

nastaje fotosintezom u listovima biljaka, a skladišti se u plodovima biljaka u obliku zrna, prečnika

20 – 150 μ

- amiloza je jednostavnija komponenta skroba , linerni lanci, n= 200 – 1000

- amilopektin je složenija komponenta skroba, razgranate strukture, n= 600-10 000

- skrob se industrijski proizvodi od kukuruza i krompira

Dekstrin

je delimično depolimerizovani skrob (nastao delovanjem neorganskih kiselina, specifi čnih enzima,

termičkom obradom pri 180 – 190 oC) amorfan beli prah, lako rastvorljiv u vodi.

Upotreba skroba i dekstrina u graf. Industriji:

- za izradu lepila za papir, karton, lepenku

- za izaradu premaza za papir i karton

- u kombinaciji sa kazeinom se koristi za izardu lepila za etikete

- dekstrin se koristi kao sredstvo za hidrofi lizaciju

- neštampajućih elementa

štamparskih formi za ofset štampu

Belančevine:

prirodni organski polimeri,

ćiji su molekuli izgrađeni od

α-aminokiselina povezanih amidnim

vezama (sl.1.29) karakteriše ih veliki

broj raznih aminokiselina do 20.


- 68 -

Upotreba u grafi čkoj industriji:

- za izradu lepkova ( kazein, albumini, kolagen, glutin)

- za koričenje luksuznih izdanja (svilene tkanine)

- želatin se koristi pri izradi fotoosetljivih slojeva

Prirodni kaučuk:

-pripada grupi polidiena

-dobija se iz mlečnog soka- lateks od biljke Hevea brasiliensis

Modifi kovani prirodni polimeri:

modifi kovanje se izvodi različitim hemijskim reakcijama nove makromolekulske supstance boljih

osobina. Hemijske reakcije: supstitucija, hidroliza, esterifi kacija, eterifi kacija, ciklizacija

u poslednje vreme zbog ekoloških razloga dobivaju sve veći značaj, zbog mogućnosti korišćenja

obnovljivih sirovina

Nitarat celuloze:

- dobija se esterifi kacijom celuloze sa HNO3

[ C6H7O2(OH)3]n + nx HNO3

[ C6H7O2(OH)3-x (ONO2)x]n + nx H2O

- po osobinama je tvrd, vlaknast polimer, bele boje

- gustina 1580 – 1650 kg / m3

- molarna masa 38 000 - 500 000 g /mol

- rastvoran u acetonu, nerastvoran u vodi

- neotporan na dejstvo kiselina

- jako zapaljiv i nestabilan pri dejstvu toplote i svetlosti

- lako se boji


-za izaradu lepila za zaštitu korica knjiga

-kao veziva pri izradi štamparskih boja i lakova

Acetat celuloze:

dobija se esterifi kacijom celuluze sa anhidridom sirćetne kiseline u prisustvu katalizatora (npr.H2SO4)

[ C6H7O2(OH)3]n + 3n (CH3CO)2 O

[ C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3n CH3COOH

pri industrijskoj proizvodnji dobija se triacetat celuloze, koji se opet parcijalnom hidrolizom prevodi

u proizvode manjeg stepena supstitucije

- triacetat celuloze je amorfan, beli prah, bez ukusa, nije toksičan

- gustina 1280 kg /m3

- temperatura topljenja 300 oC

- molekulska masa 40 000 g/mol


- nosač fotoosetljivog sloja pri izradi fotografskih fi lmova

- laminiranje otisaka

- izarada albuma

-za izradu tkanina za koričenje


- 69 -

Etil celuloza:

- dobija se dejstvom etil-hlorida na alkalnu celulozu

[ C6H7O2(OH)3]n + nx CH3CH2 Cl +NaOH

[ C6H7O2 (OH)3-x(OC2H5)x]n + nx NaCl + nx H2O

- najveći značaj ima etil- celuloza sa stepenom suspstitucije 2,19-2,58

- gustina 1140 kg/m3

- tempertura topljenja 165- 185 oC

- dobro se rastvara u organskom rastvaračima

- otporna ja navodu


- dodatak bojama za duboku štampu, kao vezivno sredstvo

Metil celuloza:

- dobija se dejstvom metil hlorida na alkalnu celulozu

[ C6H7O2(OH)3]n + nx CH3 Cl +NaOH

[ C6H7O2 (OH)3-x(OCH3)x]n + nx NaCl + nx H2O

- najveći značaj ima metil celuloza sa stepenom suspstitucije 1,38- 1,98

- gustina 1290- 1310 kg /m3

- temperatura topljenja 290 – 305 oC

- molarna masa 20 000 – 300 000 g/mol


-kao lepila za koričenje

Karboksi metil-celuloza (KMC):

- dobija se u obliku Na-soli KMC

- stepen supstitucije zavisi od odnosa reaktanata

po osobinama je bela, čvrsta supstanca, dobro rastvorna u vodi

- gustina 1 590 kg/m3

- temperatura omekšavanja 170 oC


- lepila za koričenje

- za površinsko lepljenje papira

- kao emulgator za pripremu boja koje se razblažuju vodom

- sredstvo za hidrofi liziranje papira

- za pripremu rastvora za vlaženje

Sintetski polimeri:

Sintetski organski polimeri

Modifi kovani sintetski polimeri


- 70 -

Sinteza polimera:

Polimerizacija:Stupnjevita

- polikondenzacija- poliadicijaLančana

- radikalna polimerizacija- katjonska- anjonska- koordinacionaRadikalna polimerizacija:

- lančana reakcija koju omogućuje prisustvo slobodnog radikala- slobodni radikali su hemijske supstance koje imaju jedan nesparen elektron- prisustvo radikala dovodi do cepnja dvostruke veze polimera , pri čemu se jedan oslobođeni elektron sparuje sa slobodnim radilkalom, a drugi elektron se potiskuje na susedni C-atom, stvarajući nov slobodni radikal- daljim sjedinjavanjem molekula monomera dolazi do rasta makromolekulskog lanca- aktivni centri prestaju da rastu pri sudaru dva rastuća makro radikala ili prenošenjem aktivnog centra na neku drugu supstancuPolikondenzacija:

- reakcije sinteze makromolekulskih supstanci uz izdvajanje malih makromolekula- primer sinteza poliestra sl.- reakcijama polimerizacije se dobijaju: poliestri, poliamidi, polikarbonati, alkidne smole, fenolformaldehidne smole- reakcije polikondenzacije su prisutne u prirodi, prilikom biosinteze najznačajnijih biopolimera( celuloza,belančevine,skrob)Poliadicija:

- sinteza polimera bez izdvajanja sporednih proizvoda reakcija- primer sinteza poliuretana iz diola i diizocijanta ( sl.1.32)Najznačajniji postupci proizvodnje polimera:

Polimerizacija u masiPolimerizacija u rastvoruSuspenziona polimerizacijaEmulziona polimerizacijaPolimerizacija u masi:

- kao reakciona sredina služi sam monomer u nerazblaženom obliku, kojemu se dodaju inicijatori, a po potrebi i drugi dodaci ( plastifi katori, stabilizatori, regulatori molarnih masa)


- 71 -

- postupak se izvodi kontinulano i diskontinualno

- primenjuje se kod proizvodnje: polistirena,polietilena,polimetil-akrilata,polivinilhlorida,

poliformaldehida

Polimerizacija u rastvoru:

- ovim postupkom se monomeru rastvorenom u nekom rastvaraču dodaju inicijatori, a po potrebi i

drugi dodaci, a zatim se aktivira reakcija polimerizacije slobodnim radikalima, anjonima, katjonima

ili odgovarjućim katalizatorima

- postupak se primenjuje obično kada se dobijeni polimer može koristiti direktno u obliku rastvora

( lepak, lak)

Suspenziona polimerizacija:

- izvodi se u dvofaznom sistemu monomer/voda, gde se dispergovanjem stavarju kapljice prečnika

0,1 – 2 mm

- polimerizacija se izvodi u samim kaplicama, ma isti način kao i kod polimerizacije u masi

- zbog izbegavanja međusobnog lepljenja kapljica u vodu se dodaju stabilizatori (polivinil alkohol,

skrob, želatin, takla, bentonit)

- dobijeni polimer u obliku kuglica se izdvaja u vodi, ispra se i suši

- primenjuje se kod proizvodnje PVC, polistirena,jonoizmenjivačkih smola

Emulziona polimerizacija:

- postupak polimerizacije monomera koji su emulgovani u vodi

- za pripremu emulzije se koristi površinski aktivna materija-tenzid i inicijatori polimerizacije rastvoreni

u vodi

Mehanizam polimerizacije: ( sl.1.32)

1. Tenzidi formiraju prvo micele koje su prazne

2. Monomeri koji su emulgovani u kapljicama vode prečnika 10 -2 do 10-3 mm ulaskom u molekule

tenzida stabilišu iste KM, MM

3. Inicijatori u vodi se raspadaju na slobodne radikale, koji se zatim sudaraju sa molekulima

monomera gradeći monomer-radikal, koji ulaze u micele i sa prisutnim monomerima MM, započinju

polimerizaciju MMP. Nastali polimer je dispergovan u vodi i ima izgled sličan lateksu prirodnog

kaučuka.

4. Proizvod emulzione polimerizacije – lateks se direktno može primeniti ( boje,lakovi, lepila) ili se iz

njega može izdvojiti polimer : taloženjem pomoću elektrolita ili uparavanjem lateksa

Ovim postupkom se dobijaju : butadien kaučuk, hloroprenski kaučuk, stiren, vinil hlorid, vinil acetat,

akrilati.


- 72 -

PREDAVANJA 4

Najvažniji polimeri u grafi čkoj industriji

Polietilen:dobija se polimerizacijom etilena

n CH2 = CH2 [ - CH2 - CH2 - ]n

Proces na visokom pritisku

- razgranate strukture

- polietilen visoke gustine, 910 -925 kg/m3

Proces na niskom pritisku

- linearne strukture

- polietilen visoke gustine, 956 – 965 kg/m3

Proces na srednjem pritisku

- linearne strukture

- polietilen visoke gustine,946 – 970 kg/m3

Osobine:

- bele boje, dobre elektroizolacione osobine,dobra hemijska otpornost, providnost tankih fi lmova

- odsustvo mirisa i toksičnosti

- dodatkom čađi, antioksidanata i sredstava za apsorciju UV zračenja, otpornost starenje mu se može

značajno poboljšati

- Prerađuje se svim tehnikama prerade polimera

Primena u grafi čkoj industriji:

- kao termoplastični lepaka za koričenje

- materijal za ambalažu koji zahteva dobro štampanje

Polipropilen: - Polimer linearne strukture

Dobija se polimerizovanjem propilena

n CH2 = CH2 – CH3 [ - CH2 - CH2 - ]n |

CH3

Osobine:

- čvrst polimer bez ukusa i mirisa, sa vrlo malom gustinom, 900 -910 kg / m3


- temperatura topljenja 164 -170 oC

- izvaredna hemijsak otpornost

- poseduje dobre elektroizolacione i mehaničke osobine

- visoko izražena hemijska otpornost


- 73 -

Prerada:

- brizganje, ekstrudiranje, duvanje, pnaumatsko i vakum formovanje

Primena u garfi čkoj industriji:

- za izradu duplikata štamparskih formi

- za izradu konstrukcionih materijala

- za laminiranje kartona i papira

- za izardu fi lmova za presvlačenej ambalaže

Polistirol: linearan termoplastičan polimer, koji se dobija polimerizovanjem vinil hlorida ( metodom radikalne

polimerizacije u suspenziji, emulziji i masi)

Osobine:

- čvrst amorfan prah, gustine 1052-1060 kg/m3


- otporan na soli i kiseline

- neotporan na aromatične ugljovodonike, ketone,estre i aldehide

- u benzinu bubri

- čvrst polstirol ima visoku zateznu čvrstoću, dobre elektroizolscione osobine i dobru dimenzionu

stabilnost

- lako se prerađuje

- omekšava već na 80 oC, a topi se na 170 oC


- za izradu slova većih dimenzija i slepih elemenata za razdvajanje reči i rečenica

- za izradu tečnih fotopolimernih komponenti

Polivinilhlorid (PVC):linearan termoplastičan polimer koji se dobija polimerizovanjem vinilhlorida radikalnim

polimerizovanjem

n CH2 = CH2 – CH Cl [ - CH2 - CH Cl - ]n

Osobine:

- čvrst beli prah, gustine 1350- 1460 kg/m3


- otporan na kiseline i baze

- rastvoran u vodi, alkoholu i mnogim rastvaračima

- omekšava na 92 -94 oC, a topi se na 170 oC

- poseduje dobre elektroizolacione i toplotno izolacione osobine

-zbog nestabilnosti na povišenim temperaturama , dodaju mu se stabilizatori, koji sprečavaju

razlaganje( metaloorganska jedinjenja Pb, Sn, Ba, Cd, Zn , epoksi jedinjenja)

Prerađuje se svim tehnikama za preardu plastičnih masa


- 74 -


- za izradu štamparskih formi za ravnu i rotacionu štampu

- za izradu stereotipa

- za izradu duplikata klišea

- za izradu elastičnih podmetača za štamparske mašine

- kao materijal za koričenje

Polivinil acetat:linearan polimer koji se dobija polimerizovanjem vinil acetata

n CH2 = CH – � [ - CH2 - CH - ]n

| |

OOCH3 OOCH3

Osobine:

- amorfan, bezbojan polimer gustine 1180- 1190 kg/m3


- temperatura omekšavanja 50 – 90 oC

- rastvara se u većini organskih rastvarača

- nerastvoran u alifatskim ugljovodonicima

otporan na oksidaciju, sunčevu svetlost i ne stari u atmosferskim uslovima

dobre adhezione osobine ( izrada lakova, boja , lepkova)


- za lakiranje otisaka (alkoholni rastvor)

- lepak za koričenje

Polivinil alkohol: termoplastičan polimer, koji se dobija alkoholizom, polivinil acetata u prisustvu jakih kiselina ili baza

kao katalizatora

n [CH2 = CH –]n + CH3OH [ - CH2 - CH - ]n + n CH3COOH

| |

OOCH3 OH

Osobine:

- čvrst polimer, bele boje, netoksičan

- gustina 1200-1300 g/m3


- temperturno stabilan do 140 oC

- na temperaturi od 200oC se razlaže

- rastvoran u vodi i polivalentnim alkoholima

- postojan na dejstvo ulja, masti, alifatičnih i aromatičnih ugljovodonika


- 75 -

Primena u graf.industriji:

-za uzradu ofstnih štamparskih formi

-za izradu kopirnih slojeva

-za izradu lakova i lepkova

Akrilni polimeri: različita jedinjenja na bazi akrilne i metakrilne kiseline

polimerizovanje se izvodi u masi, emulziji i suspenziji

Osobine:

- Estri akrilne i metakrilne kiseline su termoplastični, amorfni materijali, dobrih optičkih osobina

- polimetilakrilati su po mehaničkim osobinama, čvršći od akrilata

- fi zičko-mehaničke osobine zavise od dužine alkoholnog ostatka ( sa povećanjem njegove dužine

meh. osobine se smanjuju, kao i gustina i temp.omekšavanja)

- Rastvaraju se u ketonima, aromatskim ugljovodonicima, a slabo se rastvaraju u alifatičnim

ugljovodonicima

- Otpornost na svetlost i atmosferske uticaje je odlična


- za izradu fotopolimernih štamparskih formi i kopirnih slojeva

- kao konstrukcioni materijal

Poliamidi: linearni heteročlani polimeri, koji u osnovnom lancu sadrže amidnu grupu:

- C – N –

| |

O

-dobijaju se polikondenzacijom dikarbonskih kiselina i diamina

Najznačajniji predstavnici:

- Poliamid 6 ( najlon 6 , perlon)

- Poliamid 11 ( najlon 11,rilsan)

- Poliamid 6,10 ( najlon 6,10 )

Osobine:

- poliamidi su polimeri linearne strukture,visokog stepena kristalnosti

- gustina 1140-1160 g/m3

- molekulska masa 8 000 – 250 000 g/mol

- poseduje dobre fi zičko mehaničke osobine, dobre elektroizolacione osobine

- otporan na hemijska i koroziona dejstva

- Može se prerađivati svim tehnikama prerade za preradu termoplasta


-za izradu fotopolimernih štamparskih formi (Nylon-print,Dycrol)

-za izardu duplikata štamparskih formi


- 76 -

- za izradu matrica

- vezivno sredstvo za štamparske boje

- lepkovi za koričenje

poliamidne niti se koriste za šivenje knjiga i brošura pri koričenju

Poliestri: -heteročlani polimeri, koji u osnovnom lancu imaju estarsku grupu:

- C – O –

||

O

Podela: alkidni, PET polietilentereftalat, nezasićeni poliestri i polikarbonati

Osobine:

- amorfan ili delimično kristalni prah bele boje

- gustina 1330-1455 g/m3

- molarna masa 10 000 do 40 000 g/mol

- otporan na dejstvo hladne vode, ulja masti, nepolarnih i slabo polarnih rastvarača

- neotporan na vruću vodu, vodenu paru, koncentrovane kiseline i baze, polarne rastvarače

- poseduje dobre mehaničke osobine, otpornost na dejstvo svetla, dobre elektroizolacione

osobine

Prerađuje se brizganjem i ekstrudiranjem


- folije od PET se koriste kao podloga za fi lmove za laminiranje

korica i za zaštitne omote

- za izradu traka za natpise na koricama

- PET vlakna se koriste za izradu plastičnog papira

Polikarbonati:

-složeni poliestri ugljene kiseline i dioksi jedinjenja opšte formule:

[- O – R – O - C – ] n

| |

O

Osobine:

- čvrst, bezbojan, providan, delimično kristaličan polimer

- gustina 1200 kg / m3

- molarna masa 30 000 do 90 000 g/mol

- izvaredne mehaničke i elektroizolacione osobine

- dobra hemijska otpornost

- temperatura topljenja 240 oC

- mali koefi cijent termičkog širenja

- veoma postojan na atmosferske uticaje

- Prerađuje se brizganjem i duvanjem


- 77 -


- za izradu slova i lineotipnih matrica

Fenolformaldehidne smole: -dobijaju se polikondenzovanjem fenola i derivata fenola sa formaldehidom koje dovodi do

umrežavanja

Vrste:

1. Novolak- se dobija reakcijama u kiseloj sredini

2. Rezolne smole se dobijaju reakcijama u baznoj sredini

Osobine:

- gustina 1140 – 1220 kg/m 3 (tečne)

- gustina 1220 – 1270 kg/m 3 (čvrste)

-umrežene fenolne smole imaju dobre mehaničke, termičke, elektroizolacione i hemijske

osobine

Prerađuju se uglavnom presovanjem


-Novolak smole se zbog mogućnosti rastvaranja u alkoholu koriste za izradu vezivnih sredstava

grafi čkih boja za duboku štampu

- Smole rastvorene u ulju se koriste za izradu tipografskih i ofsetnih boja

- za izradu matrica, slova, za reljefno toplo štampanje

- za izradu stereotipa

- za izradu matrica iz praha ili laminata

Epoksi smole:- predstavljaju oligomere koji sadrže najmanje 2 reakciono sposobne epoksidne ili glicidil grupe,

koje su sposobne da se umrežavaju stvarajući nerastvorne i netopive polimere

- Umrežavaju se aminima, dikarbonskim kiselinama i njihovim anhidridima

Osobine:

- čvrsti ili tečni proizvodi svetlo žute boje

- rastvaraju se u acetonu, toluolu, benzolu

- poseduju dobre mehaničke, hemijske i elektroizolacione osobine

- dobra temperaturna stabilnost, umerena gorljivost


-za izradu boja za tipografi ju i ofset štampu


- 78 -

PREDAVANJA 5

Elastomeri- Elastomeri su polimeri sa osobinama visoke elastičnosti u širokom temperaturnom intervalu

- visoka elastičnost je sposobnost materijala za velike povratne deformacije

Struktura:

- to su polimeri sa linearnim dugačkim i fl eksibilnim makromolekulskim lancima, sposobnim za

umrežavanje i stvaranje trodimenzionalne mreže

- jednostruke veze omogućavaju rotaciju i fl eksibilnost makromolekulskog lanca

- dvostruke veze omogućavaju umrežavanje makromolekula

- Tg je znatno ispod sobne temperature

- u normalnom stanju makromolekuli elastomera su sklupčani tako da je rastojanje između krajeva

mnogo manje nego kad su istegnuti ( dejstvo spoljne sile )

- po prestanku dejstva spoljne sile makromolekulski lanci se vraćaju u prvobitno sklupčano stanje

Podela elstomera:

- prirodni kaučuci

- sintetski kaučuci

- guma

Osobine:

- mala vrednost modula elastičnosti u početku istezanja 0,1- 10 N/m2

- velika vrednost modula elastičnosti u istegnutom stanju

- velika vrednost izduženja pri kidanju ( 1000 %)

- dobra amorizirajuća svojstva

- Najveću primenu ima guma

Prirodni kaučuci: dobija se koagulacijom prirodnog lateksa

- 93-94 % izoprena

- 6-7 % primesa

Osobine:

- svetlo žute boje

- molarna masa 1 300 000 g/mol

- gustina 913 kg/m3

- rastvoran u aromatskim rastvaračima ( benzen, toluen, ksilen, hloroform)

- nerastvoran u alkoholu

- pri temperaturama višim od 10 oC kaučuk je amorfan

- dužim izlaganjem temperaturama nižim od 10 oC kaučuk kristališe

- zbog prisustva dvostrukih veza vrlo je reaktivan


- 79 -

Primena:

- najviše se koristi za proizvodnju auto guma, transportnih traka,remenja,proizvoda za higijensku i

medicinsku upotrebu


- za presvlačenje štamparskih cilindara za ofset štampu

- za izradu lepila i samolepljivih traka

Sintetski kaučuci:dobijaju se reakcijama paolimarizacije monomera:

- butadien

- stiren

- izopren

- hloropren

- eten

- propen

-za proizvodnju kaučuka se koristi najčešće emulziona polimerizacija koja se inicira slobodnim

radikalima

Podela:

a.) Kaučuci opšte namene:

( koriste se za izradu proizvoda masovne namene kao što su gume, transportne trake, obuća)

- butadien kaučuk

- butadien-stiren kaučuk

- butil kaučuk

- eten-propen kaučuk

- izopren kaučuk

- hloropen kaučuk

b.) Kaučuci specijalne namene:

(pored svojstva elastičnosti moraju da zadovolje i neke specijalne zahteve : otpornost na goriva,

maziva i rastvarače,otpornost na visoke temperature, na atmosferske uticaje i sunčevu svetlost)

- butadien-nitril kaučuk

- tiokol

- silikonski kaučuk

- Poliuretanski kaučuk

- akrilni kaučuk

- fl urovani kaučuk

Primena sintetskih kaučuka u grafi čkoj industriji:

1.Stiren-butadien:

- za izradu neradnog sloja višeslojnih gumenih štamparskih cilindara za ofset štampu

- za izradu lepila za koričenje knjiga


- 80 -

2.Butadien-kaučuk:

- za oblaganje štamparskih cilindara

- za izradu lepka za koričenje

3.Butadien-nitrilni kaučuk:

- za izradu valjaka uređaja za bojenje

- za izradu gumenih slojeva štamparskih cilindara

4.Poliuretanski kaučuk:

- za izardu štamparski cilindara različitih tvrdoća ( ofset štampa,fl ekso štampa,za nanošenej

lakova)

5.Silikonski kaučuk:

- za izradu štamparskih formi za suvi ofset

- za izradu lepka

Proizvodnja gume: - guma se dobija umrežavanjem kaučuka- vulkanizacija

- vulkanizacija predstavlja poprečno povezivanje dugačkih i fl eksibilnih lanaca (sl.4.4)

- stepen vulkanizacije = broj poprečnih veza koje se formiraju u toku vulkanizacije

- Inicijatori vulkanizacije:

Sumpor- reakcija S sa dvostrukim vezama u makromolekulima kaučuku nastaju sulfi dne veze – „

sumporni mostovi „ između istih makromolekula

- sumporna veza može biti:

- monosulfi dna –S-

- disulfi dna –S-S-

- polisulfi dna -Sx-

Ostali inicijatori vulkanizacije:

- peroksidi

- organski disulfi di i polisulfi di

- diamini

Osobine gume nakon vulkanizacije:

- smanjuje se plastičnost

- smanjuje se rastvorljivost u organskim

rastvaračima

- povećava se elastičnost i zatezna čvrstoća

- povećava set vrdoća i otpornost na habanje

Vulkanizacija se izvodi :

- pri temperaturi 130-160 oC

-pri pritisku 0,2 – 0,5 Mpa

zavisnost osobina vulkanizata od vremena

vulkanizacije sl:4.5

- Finalne osobine gume se postižu mešanjem

različitih aditiva sa kaučukom:


- 81 -

Sredstva za vulkanizaciju:

- omogućavaju umrežavanje( sumpor, peroksidi, amini, izocijanati)

Ubrzivači:

- raskidaju osmougaoni lanac sumporne strukture

- tiazoli, amini

Aktivatori:

- utiču na efi kasnije delovanje ubrzivača

- ZnO, stearinska kiselina

Usporivači:

- obezbeđuju da ne dođe do vulkanizacije tokom pripreme smeše

Punioci:

- dodaju se smešama za vulkanizaciju sa ciljem poboljšanja osobina proizvoda (otpornost na habanje,

kidanje )

- neaktivni punioci: aktivna čađ ( do 100 nm), aerosil SiO2

- neaktivni punioci ( kalcijum karbonat, barit, kaolin)

Omekšivači:

-organske supstance koje smanjuju viskoznost kaučuka i time olakšavaju umrežavanje ostalih

komponenti

- koriste se različita ulja, masne kiseline

Antioksidanti:

-organske supstance koje se dodaju

smešama s kaučukom radi zaštite od

njihovog starenja

Izrada proizvoda od gume: (sl.4.6)

1. priprema sirovina (dekristalizacija,

sečenje bala kaučuka, merenje,

mastifi kacija)

-mastifi kacija = operacija omekšavanja

kaučuka koja se izvodi na dvovaljcima

što dovodi do kidanja dugačkih

makromolekulskih lanaca

2. mešanje pripremljenih količina

kaučuka sa ostalim dodacima

3. oblikovanje u kalupima i presama

4. vulkanizacija pri povišenoj

temperaturi

5. završna obrada i kontrola proizvoda


- 82 -

Lepila u grafi čkoj inustriji.Osnovni pojmovi

Def:lepila su supstance organskog ili neorganskog

porekla koje omogućuju povezivanje predmeta

sačinjenih od istih ili različitih materijala.

Osnovna karakteristika: veoma izražena adhezija

prema materijalu koji lepi i dovoljna kohezija u

samom lepilu tako da je veza između predmeta

čvrsta i trajna, pri čemu se praktično ne menjaju

osbine i oblik materijala koji se slepljuje. Lepila u

užem smislu se koriste za vezivanje predmeta s

određenim i obrađenim površinama.

Veziva služe za povezivanje predmeta sa

neobrađenim i nepravilnim površinama

Proces lepljenja: sl.3.1

-prevođenje lepila u stanje pogodno za

slepljivanje(rastvaranje, topljenje)

-priprema površine predmeta koji se

slepljuje i nanošenje lepila na predmet

-spajanje predmeta ( u normalnim uslovima , pri povišenom pritisku ili temperaturi)

Podela:

-lepila prirodnog porekla (skrob, tutkalo )

-sintetička lepila ( poliakrilna, epoksidna, silikonska,polivinilacetatna)

Upotreba:

-građevinska i mašinska industrija, indastrija automobila, raketa, grafi čka industrija


- 83 -

Teorija lepljenja

Adhezija: nastaje pri interakciji lepila i predmeta a

posledica be privlačenja, molekula,funkcionalnih

grupa, atoma i jona koji se nalaze u površinskim

slojevima( granici faza). Dovodi do vezivanja

odnosno adhezije lepila na površinu predmeta

(sl.3.2)

Kohezione sile predstavljaju sile privlačenja istih

molekula uokviru jedne faze

Kvašenje površine predmeta lepilom je uslov za

slepljivanje, što zavisi od površinske energije→

uslov je da površinska energija površine predmeta

bude veća od površinske energije tečne faze

( sl.3.3)

Mek Benova teorija lepljenja:

-vezivanje lepila za podlogu je posledica

specifi čne i mehaničke adhezije

-specifi čna adhezija je rezultat interakcije molekula ili jona lepila i podloge,

-mehanička adhezija je posledica prodiranja lepila u pore predmeta i povezivanja sa njim

preko formiranih klinova

-jednostranost ove teorije , pošto je praksa ukazala na mogućnost slepljivanja predmeta sa

glatkim površinama

-specifi čna adhezija se ostvaruje preko primarnih i sekundarnih veza

- primarne veze se ostvaruju putem hemijske reakcije molekula predmeta i lepka

- sekundarne veze su rezultat interakcije molekula sa permanentnim dipolima, molekula sa

permanentnim i sa indukovanim dipolima , nepolarnih molekula(disperzione sile) i uspostavljanjem

vodoničnih mostova

Karakteritzacija veze:

zavisi od veze molekula lepila i podloge

- slučaj nepolarnih molekula→4 kJ/mol

- slučaj molekula sa permanentnim dipolima 20 kJ/mol

- vodonični mostovi 40 kJ/mol

- primarne veze 320-440 kJ/mol

Adsorpciona teorija lepljenja:

-za uspešno lepljenje je najbitnija adsorpcija molekula lepila na podlogu koja se lepi

-primeri iz prakse i ovu teoriju dovode u sumnju, teorijske i eksperimentalne vrednosti se u nekim

slučajevima razlikuju i do 1000 puta. Dokazano da rad adhezije zavisi od brzine odlepljivanja lepila

od podloge, što se ne može očekivati ako se rad troši samo na savlađivanje međumolekulskih sila.


- 84 -

Uticaj pojedinih komponenti lepila na njegove osobine

Lepila su po sastavu smeša nekoliko komponenti:

-makromolekulskih supstanci

-rastvarača

-omekšivača(plastifi katora)

-punioca

-ugušćivači

-razblaživači

-otvrdnjivači

-sredstava za poboljšavanje kvašenja

-stabilizatori

-biocidi

-antipenušavci

sposobnost lepljena zavisi od hemijske građe i molarne mase makromolekula, mali •

makromolekuli→dobra adhezija, slaba kohezija, veliki makromolekuli - obrnut slučaj)

otparavanje ili upijanje rastvarača utiče na slepljivanje na taj način što prilikom otparavanja dolazi •

do otvrdnjavanja lepila→smanjivanje zapremine lepila→dovodi do naprezanja u graničnom sloju

Da bi se izbegla ova pojava dodaju se omekšivači-niskomolekulske supstance: butil-ftalat, etilen

glikol, glicerin ( 0,05-5 %)

punioci se dodaju zbog regulisnja osobina : gustina,toplotna provodljivost, električna •

provodljivost,

ugušćivači i razređivači se dodaju zbog regulisanja viskoziteta lepila•

čvršćivači su reakcioni partneri osnovne komponente, ili katalizatori koji in iniciraju reakciju •

umrežavanja njegovog osnovnog makromolekula

okvašivači treba da poboljšaju kvašenje lepila na podlogu•

antipenušavci se dodaju lepilima koja se na podlogu nanose velikim brzinama• → mašine za

povezivanje i koričenje knjiga

stabilizatori se dodaju termolepilima da uspore njihovu razgradnju•

biocidi se dodaju lepilima da bi se sprečila enzimska razgradanja•

47.Uticaj uslova slepljivanja na njegovu jačinu

U toku lepljenja važno je

obezbediti:

dobro kvašenje lepilom

površine koja se lepi

obezbediti dovoljno vremena


- 85 -

za spajanje lepilom nakvašenih površina

Predmeti na koje je nanešeno lepilo, mogu se spojiti, tek posle isteka minimalnog vremena sušenja,

odnosno po uklanjanju oko 70 % rastvarača

uklanjanje rastvarača se postiže: otparavanjem rastvarača i upijanjem rastvarača u podlogu koja se

lepi

Na sl.3.7 je označeno otvoreno vreme lepljenja koje predstavlja ukupno vreme sušenja predviđeno

za lepljenje

-po isteku vremena sušenja nanesena lepila gube osobinu lepljivosti

-Termo lepila koja se koriste u obliku rastvora ili disperzije, mogu se uspešno koristiti tek po

isteku max. vremena sušenja

-Otvoreno vreme lepljenja standardnih termo lepila iznosi 1-30 sec.→ mašinsko povezivanje knjiga.

Glavni faktori koji utiču na jačinu slepljivanja:

-temperaturni režim -kontakt između lepila i podloge -stanje površine predmeta koji se lepi -mehaničko dejstvo→pritisak povećava jačinu slepljivanja do određene granice -debljina sloja lepila→uglavnom dovodi do smanjenja jačine slepljivanja, a u nekim slučajevima i do povećavanja-različiti linearni koefi cijenti širenja lepila i materijala koji se slepljuje može dovesti do razaranja veze-ćistoća površine koja se slepljuje→čišćenje se izvodi rastvaračima,peskarenjem, povećavanjem temperature ili aktivacijom određenim hemikalijama

PREDAVANJE 6

Lepila dobijena rastvaranjem prirodnih polimera u vodi

Uslovi za kvaliteno i dobro slepljivanje: -da dobro kvasi materijale koje slepljuje -prilagođenost viskoznosti lepila svojstvima materijala koji lepi -da se lako i ravnomerno rasprostire po površini materijala koji lepi -da što brže postigne lepljivost , dovoljnu da drži slepljene spojeve do konačnog očvršćavanja lepka -da pri mašinskom nanošenju lepka ne dođe do stvaranja pene -da mu se pH vrednost kreće između 5 i 9 -da je očvršćavanje elestično1.Lepila dobijena rastvaranjem skroba u vodi: -skrob je prirodni makromolekul-polisaharid -ne rastvara se u hladnoj vodi, do rastvaranja dolazi tek na temperaturi 65-75 oC -lepila na bazi skroba , se pripremaju direktno pred samu upotrebu ( 10 % skroba, 0,05 % antiseptičkog sredstva, 89,5 % vode )


- 86 -

-obradom skroba , razblaženim kiselinama dobija ju se proizvodi sa manjom molarnom masom, koji su rastvorni u vodi - dekstrini 2. Lepila dobijena rstvaranjem glutina u vodi: -glutin je belančevina koja se dobija kuvanjem kostiju i kože životinjskog porekla u vodi -u promet ulazi u obliku ploča ili prahova ili u obliku gela -glutin se ne rastvara u vodi, već samo bubri, rastvaranje počinje tek na 70 oCprilikom hlađenja , na temperaturi 24- 26 oC lepilo iz tečnog stanja prelazi u stanje gela, gde nije više pogodno za upotrebu -lepilo na bazi glutina ima dobru lepljivost i jačinu slepljivanja, ali je vreme sušenja relativno dugo, tako da je primena u u mehanizovanim postupcima slepljivanja ograničena -receptura ( glutin 48 %, antiseptik 0,5 %, glicerin 1 % , terpinol 0,6 % , voda 49,9 % )

Lepila na bazi sintetskih polimera

1.Lepila dobijena rastvaranjem sintetskih polimera u vodi

-Na soli karboksimetilceluloze, poliakrilamida, koopolimera akrilne kiseline i polivinil

alkohola

- CMC: rastvaranje na 50-60 oC , koncentarcija 6-10 % , radi povećanja jačine dodaje se 3-12 %

disperzije polivinil acetata

--rastvori poliakrilamida, koncentacija 6-15 %, , zadržava lepljivost do 2 nedelje

-lepila na bazi polivinilalkohola, rastvaranje na 60-70 oC, lepila se koriste na sobnoj

temperaturi

2.Lepila dobijena rastvaranjem sintetskkih polimera u organskim rastvaračima:

-rastvor hloriranog polivinilhlorida u metilenhloridu

-brzo formiranje suvog sloja lepila između predmeta koji se slepljuje

-potrebno obezbediti dobro provetravanje prostorija u kojima se radi

3.Lepila na bazi sintetskih polimera dispergovanih u vodi:

- najčešće korišćena lepila u grafi čkoj industriji

-brzo slepljivanje→korišćenje pri ručnom i pri mehnizovanom procesu slepljivanja

-disperzija polivinilacetata u vodi, na sobnoj tempertauri stabilno,primenjiva do 5 oC

-ostala lepila: koopolimeri vinil acetata, koopolimeri butadiena i stirola

4.Termoplastična lepila: - na sobnoj temperaturi se nalaze u čvrstom stanju, tečna postaju na

temperaturma 100-180 oC, hlađenjem ispod navedenih temperatura ponovo postaju čvrsta

-pogodna za mehanizovani postupak slepljivanja

-koriste se u obliku granula ili praha

-najčešće korišćeni: poliamidi, polietilen

5.Termoreaktivna lepila:

-makromolekuli malih molarnih masa sa funkcionalnim grupama sposobnim za reakciju

-do očvršćavanja dolazi usled hemijskih reakcija koje dovode do umrežavnja polimera

-najčešće korišćeni : nezasićeni polimeri, epoksidne i fenolformaldehidne smole

-koriste se u obliku tečnosti, pasta i folija


- 87 -

Metode ispitivanja lepila:

-ispitivanje viskoznosti

-ispitivanje brzine sušenja

-ispitivanje mehaničke čvrstoće

-određivanje elastičnosti

1.Ispitivanje viskoznosti:

-viskozimetri

-posmatranje kapljice lepka( 0,1 ml) između 2 staklene površine nakon 30 s

2.Ispitivanje brzine sušenja:

-posmatranje isparavanja ( 4-6 mg) lepila do konstantne mase

3.Ispitvanje mehaničke čvrstoće:

-zatezanje u poprečnom smeru, smicanje, zatezanje u uzdužnom smeru

4.Određivanje elastičnosti:

-savijanjem oko valjka različitih prečnika, pri čemu je mera elastičnosti, najmanji prečnik oko

kojega se uzorak savio bez oštećenja

Materijali za presvlačenje .Knjigovezačka platna

-Izrađuju se od vlaknastih materijala: pamuk, lan, konoplja, svila, sintetička vlakna

-niti u uzdužnom pravcu→osnova

-niti u poprečnom pravcu→potke

-Preplitanje osnove i potke može biti: platneno, keper, atlasno

-Gustina tkanja: broj niti u uzdužnom i poprečnom pravcu na 1 cm 2

Oplemenjivanje platna:

- Apretiranje-ispunjivanje šupljine između osnove i potke

- Kaširanje tankim papirom

- Glačanje platna na kalenderu

Podela:

- pamučna-jednostrano ili obostrano apretirana

- lanena ili polu-lanena jednostarno ili obostrano apretirana

- platna sa mešavinom sirovina

- platna za pojačavanje

Mogućnosti ukrašavanja:

-sitoštampa, ofset štampa,, tipo štampa

-utiskivanje sa metalnim ili pigmentisanim folijama

Oslojavanje:

-polusintetički ili sintetički oslojeni materijali za presvlačenje sastoje se od podloge ( papir,

platno, celuloze, tekstila) i nanetog polimernog materijala

( nitroceluloza, polivinilhlorid, poliuretan)


- 88 -

Kože za presvlačenje:

Građa kože:

-spoljni sloj-epiderm

-srednji sloj-derma

-donji sloj- masno tkivo

Prerada kože:

-odstranjivanje spoljnjeg i donjeg sloja, a zadržavanje srednjeg sloja uz obradu 1.štavljenjem→fi zičko-

hemijska obrada kože sa biljnim ili mineralnim materijalima

biljna( kora, lišće, drvo hrasta, vrbe, smreke)•

mineralan (stipsa, kuhinjska so, hromne soli) ,sintetičke ( formaldehid)•

2. Hemijska obrada: ( ispiranje, belenje, bojenje)

3. Mehanička obrada

Podela:

1.Kozje i jareće kože:

-maroken, safi jan, ševro

2.Jagnjeće i ovčije kože:

-maroken i ševret

3.Teleće, juneće i goveđe kože:

-teleći boks

-juneći boks

-goveđi boks

4.Svinjske kože:

-svinjski safi jan

5.Ostale vrste koža:

-špalt, velur, nabuk, pergament


- 89 -

PREDAVANJA 7

Boje

Istorijski uvod

- boja predstavlja:

- pojam apstraktne prirode koja izaziva optički osećaj ( žuto , zeleno, plavo)

- pojam materijalne prirode koji označava materiju kao nosioca obojenja

- pronalazak boje datira već iz najranije istorije ljudskog razvoja (ručno nanošenje boja pomoću pera

na pergament, papirus, na glinene i kamene ploče)

- temelje štampanja sa bojama su postavili Egipćani i Kinezi

- prvobitna štamparska boja je bila crna boja, koja je dobijena mešanjem čađi sa različitim prirodnim

lepilima

- razvoj štamparskih boja pratio je razvoj štamparstva, a nagli porast je nastao od momenta pronalaska

Gutenbergove štamparske mašine

- u prvoj fazi razvoja štamparskih boja dominira crna boja, kao veziva se koriste lanena ulja a kao

pigment čađ uz ukuvavanje do određene gustine

-u 19. veku pored crne boje počinju da se intezivno koriste i boje drugih nijansi � pigmenti mineralnog

ili biljnog porekla

Sastav grafi čkih boja:Boja koloidni, disperzni sistem satavljen od pigmenata ( čvrsta faza) i veziva (tečna faza) i ostalih

komponenti veziva: ulja, smole, rastvarači i sikativi

Grafi čka boja obojena supstanca koja poseduje određeno obojenje i ima sposobnost da se u toku

štampanja veže za podlogu za štampu

Uloga:

- da stvara kontrast u odnosu na podlogu

Zahtevi:

- vizuelne karakteristike

- podesnost za određenu vrstu štampe

- sušenje pod određenim uslovima

- vezivanje za određeni materijal i postojanost

Vizuelne karakteristike boja:

Vizuelne karakteristike boja se defi nišu:

- obojenošću grafi čke boje

- transparentnošću i opacitetom

- sjajem


- 90 -

obojenost je defi nisana sa 3 parametra:

I. ukazuje na ton boje ( crveno, plavo, žuto)

II. ukazuje na jačinu obojenost mera zasićenosti graf. boje

III. čistoća koja ukazuje koliko je svetla ili tamna graf. boja

Uticaj pojedinih faktora na obojenost:

a.) hemijska struktura obojene supstance

b.) veličina čestica

c.) karakteristika površine

d.) količina obojene supstance

e.) vrsta veziva

- treba da veže čestice obojene supstance u dispergovanom stanju

- prodiranjem u podlogu, vezivo povlači određenu količinu obojene supstance

- uopšteno veća količina smole u vezivu i rastvarača povećava jačinu grafi čke boje

f.) stepen opaciteta i transparencije

- veći opacitet daje veći stepen refl eksije

g.) sjaj

-mera sposobnosti grafi čkih boja da refl ektuju upadnu svetlost

-zavisi od prirode obojene supstance, veličine čestica, oblika i karakteristika površine, količine smole

-što je veći odnos smola-obojena supstanca, sjaj će biti veći

Osnovni koncept obojenosti:

Pojam obojenosti je zasnovan na različitim fi zičkim, hemijskim, fi ziološkim i psihološkim procesima

Vidljivi deo spektra elektromagnetnog zračenja 400-700 nm

Boje se doživljavaju isključivo uticajem svetlosti koja može biti prirodna ili veštačka

u toku doživljaja boja svetlost pada na objekte koji jedan deo svetlosti upijaju a drugi odbijaju

u slučaju plavog obojenja predmet odbija svetlosne zrake sa talasnim dužinama koje odgovaraju

plavoj boji, a svetlosne zrake koje odgovaraju ostalim bojama predmet će apsorbovati

- u slučaju potpunog odbijanja svih elektromagnetnih talasa dobija se belo obojenje

- u slučaju upijanja svih elektromagnetnih talasa dobija se crno obojenje

- siva boja nastaje kada predmet apsorbuje talase koji pripadaju vidljivom delu elektromagnetnog

spektra ( 400-700 nm)

- Hromatske boje: plava, žuta,

crvena

- Ahromatske boje: bela, crna, siva

Opšta struktura obojenih supstanci-

hromoforna teorija:

molekul obojene supstance ( sl.4.3)

se sastoji od:

- hromofora - linearnih ili cikličnih

sistema konjugovanih dvostrukih

veza


- 91 -

- auksohroma- elektroni donorskih grupa

- antiauksohroma- elektroni akceptorskih grupa

Aditivna i suptraktivna smeša boja:

Aditivna smeša:

- vidljivi deo spektra RGB

- 700-600 nm - crvena

- 600-500 nm - zelena

- 500-400 nm - plava

Primarne aditivne boje (crvena, zelena, plava-RGB)

Preklapanjem primarnih boja dobija se:

- crvena + zelena – žuta

- zelena +plava – cijan

- plava + crvena - magenta

Suptraktivna smeša:

-primarne boje: cijan, magenta, žuta- C,M Y

-sekundarne boje ( crvena, zelena, plava )

U praksi se boje mešaju tako što se žuta, magenta i cijan , nanose posebno na podlogu jedna za

drugom

Pigmenti u grafi čkoj industriji:

pigmenti su nosioci obojenja u štamparskim bojama a predstavljaju vrlo sitne, nerastvorne, hemijski

stabilne čestice u kristalnom stanju

Zahtevi za pigmente:

- određeno obojenje i pokrivnu moć

- praškast oblik ili sposobnost prevođenja u prah

- optimalne dimenzije čestica su 0.02 – 0,5 μ

-krupnije čestice izazivaju pojavu svetlosnog efekta tj. nijansa i ton boje se menjaju u zavisnosti

od ugla posmatranja

- jako sitne čestice dovode do koloidne disperzije pri čemu je postojanost otiska

nezadovoljavajuća


- 92 -

- sledeći zahtev je lako kvašenje mešanje i homogenizovanje sa vezivima ( sl.4.5 i 4.6)

- formiranje zaštitnog omotača debljine 20-30 μ čime se postiže bolja plastičnost

- čisto obojenje koje je stabilno prema temperaturi i svetlosti

- stabilnost osnovnog obojenja prema vezivima i rastvaračima

- sposobnost da se ne taloži ili ne isplivavaju na površinu veziva

- postojanost u odnosu na vodu, kiseline, alkalije , rastvarače

- da ne usporava proces sušenja

Neorganski pigmenti:

1.Prirodni:

- dobijaju se kao rude, eksploatacijom iz zemljine kore

- zbog smanjene disperznosti poseduju slabiji intenzitet obojenja i slabiju pokrivnu moć

- od dobrih osobina ističemo: postojanost prema svetlu, vodi, alkoholu, uljima

Najčešće korišćeni pigmenti:

- oksidi gvožđa, venecijansko i indijsko crveno

- barit, kineska glina (belo)

- oker, umbra (braon)

- ultramarin (plavo)

2.Sintetički pigmenti:

- dobijaju se taloženjem iz vodenih rastvora mineralnih soli

- disperznost ovih pigmenata je veća nego kod prirodnih, što omogućuje dobru providnost

Najčešće upotrebljavani sintetički pigmenti:

- barijum sulfat ( belo)

- kadmijumova žuta i crvena so

- kalcijum karbonat (belo)

- hromna zelena i žuta so

- molibdenska oranž so

- olovna crvena i bela so

- titan dioksid i cin oksid ( beo)

- ultramarin (plavo)

sva ova jedinjenja imaju prirodna sušiva svojstava.

Organski pigmenti:

organska jedinjenja prirodnog ili sintetskog porekla koja pored C i H sadrže još : O,N,S

1.Prirodni organski pigmenti:

- biljnog ili životinjskog porekla

Najpoznatiji prirodni pigmenti:

- tirski purpur ( puževi, školjke )


- 93 -

- karmin ( biljne vaši)

- indigi ( biljke )

- alizarin(biljke)

- neujednačenog su kvaliteta

- postojani su prema spoljnim uticajima

2.Sintetski organski pigmenti:

- imaju najveću primenu u proizvodnji grafi čkih boja, pre svega zbog velike disperznosti, postojansti

prema svetlu, otpornosti na kiseline i baze

- imaju malu spec.težinu tako da nisu skloni taloženju

- dobijaju se frakcionom destilacijom katrana ( katranske boje koje reaguju sa različitim hemikalijama,

HNO3, H2SO4, NH3, halogenidi

Najvažniji sinteski organski pigmenti:

- azopigmenti

- benzedinsko žuto

- ftalocijansko plavo

- brilijantsko žuto

- pirazalen oranž

- naftol crveno

- arilid i diarilid žuto

- indatren plavo

- metil ljubičasto

- Viktorija plavo

- diazo mrko

PREDAVANJA 8

Veziva u grafi čkim bojama

- Veziva su tečne komponente boje koje služe kao disperzna sredstva za dispergovanje i prenošenje

pigmenata na štamparsku podlogu

- vezivo daje boji konzistenciju ( viskoznost , lepljivost), sposobnost sušenja i određuje radne

karakteristike grafi čke boje

najčešće korišćena veziva: ulja, fi rnajsi i smole

Podela:

- u zavisnosti od oksidacione moći ulja dele se na :

- sušiva, polusušiva i nesušiva ulja

- pokazatelj sušivosti ulja je količina vezanog kiseonika, koja je proporcionalna jodnom broju

- jodni broj predstavlja količinu joda, koju može da apsorbuje 100 g ulja :

- iznad 140 - sušiva ulja

- 100-140 - polusušiva ulja

- ispod 100 - nesušiva ulja


- 94 -

-u zavisnosti od porekla:

-mineralna ulja,biljna ulja, životinjska ulja, sintetička ulja

Mineralna ulja: dobijaju se frakcionom destilacijom nafte nesušiva ulja

Osobine:

- postojanost prema bazama, kiselinama, agensima za sušenje

- lako prodire kroz papir pri čemu ostavlja masne mrlje

Podela:

1.mašinska ulja:

- za grafi čke boje se upotrebljava teško mašinsko ulje, a koristi se uz dodatak kolofonijuma kao vezivo

za visoku štampu

2.asfaltno vezivo:

- smeša prirodnih asfalta i stearina razrwđwnih sa mineralnim uljima

- najviše se koristi za proizvodnju crnih boja

Biljna ulja:

- spadaju u grupu sušivih ulja i karakterišu se sposobnošću da vezuju kiseonik iz vazduha pri čemu

reakcijama polimerizacije formiraju elastični fi lm

Podela:

1.laneno ulje:

- trigliceridi različitih masnih kiselina, pri čemu nezasićene kiseline reaguju sa kiseonikom i

očvršćavaju

- u toku dužeg ukuvavanja bez prisustva vazduha viskoznost ulja se naglo povećava pri čemu nastaje

fi rnis

2.polusušiva i nesušiva ulja:

- suncokretovo ulje - polusušivo

- ricinusovo ulje - nesušivo ulje

Sintetička ulja:

- proizvode se iz prirodnih sirovina (sojino ulje, riblje ulje, derivata nezasićenih acetilenskih jedinjenja

ili sintetskih alkidnih ulja)

Podela:

1.dehidrirano ricinusovo ulje:

- dobija se hemijskom modifi kacijom nesušivog ricinusovog ulja

- poseduje osobine dobrog kvašenja pigmenta

- ima veliku brzinu sušenja

2.alkidna ulja:

- posebno dobru tvrdoću pokazuje fi lm koji formira ovo vezivo

- primena kod boja koje se vezuju na metalne folije, celuloidne i celofanske podloge

3.karbamidne i melaminske smole

- u prisustvu katalizatora brzo polmerizuju

- dobijenu fi lmovi mogu biti porozni, homogeni, tvrdi i krti, međutim dodavanjem plastifi katora

ove lošije osobine se mogu popraviti


- 95 -

Smole:

- nekristalne čvrste materije ili tečnosti relativno velike molekulske mase

Podela:

a.) Prirodne smole:

1.kolofonijum:

- prirodna smole biljnog porekla-bor

- posebno je dobro vezivo na bazi kolofonijuma rastvorenog u mineralnom ulju

2.Šelak:

- prirodna smola životinjskog porekla

- predstavlja smešu masnih kiselina, voskova i pigmenata

- koristi se kao vezivo za fl eksografske boje, za boje za duboku štampu, za lakove za papire

- ima veliku otpornost prema vlagi i pari

b.)Sintetske smole:

- omogućuju dobijanje boja sa specijalnim osobinama

- boje na bazi sinteskih smola se suše isparavanjem

- veziva na bazi sintetskih smola se mogu koristiti za sve vrste štampe

- najznačajnije sintetske smole: kolofonijum estar, fenolformaldehidne smole,alkidne smole

Rastvarači u grafi čkim bojama:

- rastvarači su komponente u grafi čkim bojama koje održavaju smolu u rastvorenom stanju do

momenta prenošenja boje na podlogu za štampanje

- rastvarači bojama daju naophodnu konzistenciju

- kao rastvarači se koriste organske materije, koje posle otiskivanja isparavaju, pri čemu omogućavaju

da se boja na otisku zadrži i što brže suši

- najvažnija osobina rasvarača je velika brzina isparavanja

- najčešće korišćeni rastvarači:

ketoni, estri, alkoholi, alkohol-etri, ugljovodonici

Sikativi ( sušioci):

-sredstva za poboljšanje i ubrzavanje vezivanja boja, pri čemu deluju kao katalizatori na brzinu

sušenja boja

- efi kasni su samo u prisustvu kiseonika koji omogućava reakciju oksidacije, pri čemu se stvara čvrsti

fi lm

- u toku oksidacije, kiseonik se prvo veže na sikative , a zatim se aktivirani kiseonik oslobađa i oksidiše

vezivo

Najčešće korišćenio sikativi: - soli Ca, Pb, Mn

-sikativi se dodaju boji najviše do 1 %

Podela prema načinu delovanja:

- jaki sikativi ( površinski sušioci)

- mirni sikativi ( dubinski sušioci)


- 96 -

Dodaci grafi čkim bojama:

- dodaci modifi kuju osobine grafi čkih boja

- dodaci su mešavina raznih vrsta voskova, sapuna,masti i ulja

- upotrebom dodataka se eliminišu nedostaci boja usled kojih dolazi do problema u toku štampanja

( slepljivanje, razmazivanje, preslikavanje)

Podela:

Antioksidanti, koji usporavaju tok sušenja ( fenoli, amini, aldehidi, ketoni)

Površinski aktivna sredstava, koja služe za kvašenje pigmenta ( pospešuju dispergovanje pigmenata u

vezivu)

Dodaci za ublažavanje jakih mirisa boje

Svojstva grafi čkih boja:

Svaka komponenta koja ulazi u sastav grafi čke boje daje boji određena svojstva, pri čemu udeo

komponente zavisi od svojstava koja grafi čka boja treba da ima

glavna svojsta grafi čkih boja:

- obojenost

- konzistencija ( viskoznost, tečljivost, lepljivost, tiksotropija)

Konzistencija je podložna promenama:

- laka konzistenciaj( tečne boje)

- teška konzistencija( pastozne boje)

Određivanje svojstava:

- ispitivanjem ulaznih komponenti

- ispitivanjem pokazatelja:

-odnosa grafi čke boje i podloge

-brzine sušenja

-kontrole otiska

-postojanosti na različite uticaje

Viskoznost grafi čkih boja:

- Viskoznost je mera unutrašnjeg otpora koji se javlja prilikom tečenja

- Značaj poznavanja viskoznosti grafi čkih boja u grafi čkoj industriji proizilazi iz zahteva koje postavljaju

različite tehnike štampe

- Optimalna viskoznost predstavlja

viskoznost boje koja je u datim radnim

uslovima najbolja za primenjenu

tehnike štampe

Određivanje viskoznosti:

-viskoznost se određuje aparatima

–viskozimetrima

-kapilarni viskozimetri(sl 4.13) - za

tečne grafi čke boje ( fl ekso i duboka

štampa)


- 97 -

- rotacioni viskozimetri (sl 4.15) – za pastozne

grafi čke boje ( Stormerov, Mc Mičelov, Brukfi ldov,

Hoplerov, Larijev)

- Viskozitet se određuje kao mera otpora koji

grafi čka boja pruža prolasku starnog tela kroz

nju.

Tečljivost:

- sposobnost grafi čkih boja da se dobro i

ravnomerno raspoređuju po površini valjka

štamparske mašine

Klasifi kacija:

- duge boje - imaju dobru tečljivost

- kratke boje - imaju slabiju koheziju, pa se nit lako prekida

Lepljivost :

- relativna sposobnost prijanjanja grafi čkih boja za podlogu, odnosno adhezija boja prema podlozi i

kohezija čestica unutar same boje

- Značaj lepljivosti za štampanje proizilazi iz mogućnosti transporta boje kroz sistema za dovođenje

boje na štamparsku mašinu i sposobnosti prelaska grafi čke boje na štamparsku formu i sa forme na

podlogu za štampanje

- u slučaju slabe lepljivosti grafi čke boje s e slabo prenose kroz sistem i ne daju oštar otisak

- u slučaju prevelike lepjivosti grafi čke boje se

lepe za štamparsku formu gde ostaju i nakon

otiskivanja

Određivanje lepljivosti:

- lepljivost se određuje takmetrom, sl 4.16

- uređaj s esatoji od 3 valjka

- 1. valjak nanosi boju na centralni valjak

- centaralni valjak se okreće tačno zadatom

brzinom

- 3. valjak je povezan sa jedne starne sa centaralnim

valjkom a sa druge strane s mernim sistemom,

tako da je njegovo okretanje posledica lepljenja grafi čke boje na valjak

Tiksotropija:

- Reverzibilan proces koji ukazuje da se u toku određenog vremena viskozitet boje povećao, da bi se

opet dodatnim mešanjem viskozitet vratio na prvobitan nivo tečljivosti

Određivanje tiksotropije:

- mešanjem sa koničnim mešačem u toku određenog vremena određenim intenzitetom , tečljivost

boje se povećava

- tiksotropna svojstava se procenjuju na osnovu više dijagrama dobijenim pri različitim uslovima


- 98 -

Optička svojstva grafi čkih boja:

1.Ton grafi čkih boja:

- ton boje određuje talasna dužina kojom se svetlosni zrak refl ektuje od obojene površine – refl eksni

spektrofotometar

- talasnu dužinu koju apsorbuje neka obojena površina određuje

se pomoću apsorcionog spektrofotometra

- Ton boje zavisi od odnosa obojene površine i okoline i posledica je različitih dužina puteva

prostriranja svetlosnih zraka kroz sloj grafi čke boje

- ton boje direktno defi niše kvalitet odštampanih proizvoda sa estetske tačke gledišta

Određivanje tona boje najčešće se vrši pomoću etalona-ton karta

2.Prozračnost:

- Zavisi od načina prelamanja svetlosnog zraka koji prodire kroz grafi čku boju ( sloj pigmenta i sloj

veziva)

- u slučaju podudaranja pokazatelja prelamanja svetlosnih zraka kroz vezivo i kroz pigment boja je

prozračnija u suprotnom slučaju za posledicu imamo opacitet

3.Sjaj grafi čkih boja:

- Sjaj odštampanog otiska isključivo zavisi od stepena glatkosti odnosno hrapavosti njegovih

površina

- više glatka površina daje veći sjaj

- hrapava površina daje mat efekat (rasipanje svetlosnog zraka)

- sjaj se utvrđuje koefi cijentom refl eksije i predstavlja količinu energije svetlosnih zraka u vidljivom

delu spektra koji se refl ektuju sa obojene površine a izražavaju se u %, uređaj- glosometar.

PREDAVANJA 9

KLASIFIKACIJA BOJA:

Grafi čke boje za visoku štampu:Grafi čke boje za tipo štampu:-koriste se pastozne i relativno konzistentne boje

-veziva i ostale komponente moraju biti neutralni

Zahtevi za boje:

1. za male brzine štampanja koriste se boje teške konzistencije

2. za relativno velike brzine štampanja koriste se boje veće tečljivosti

3. za štampanje na cilindarskim mašinama koriste se boje nešto tečljivije nego za 1. grupu

4. za štampanje na rotacionim mašinama boje moraju biti lepljivije nego za cilindarske

mašine


- 99 -

Pri štampanju tipo štampom poželjno je štampati sa što tanjim fi lmom boje , ne debljim od 3 μ

u toku kraćih prekida rada mašine boja ne sme da se suši

Za proizvodnju ovih grafi čkih boja koriste se pigmenti vrlo fi ne granulacije,a njihov ukupan sadržaj

u boji ne prelazi 20 %

za veziva se koriste sušiva ulja, alkidne smole ( 30 – 50 % ), pri čemu s eviskozitet podešava dodatkom

naftenih destilata visoke temperature ključanja

Grafi čke boje za fl ekso štampu:

-Štampanje se izvodi elastičnim gumenim reljefnim formama i izrazito tečljivim grafi čkim bojama

-Sastav grafi čkih boja za fl ekso štampu:

a.) pigment

b.) isparljivi rastvarač

c.)smole rastvorene u pogodnom rastvaraču

- Neophodno svojstvo fl ekso garfi čke boje je laka tečljivost koja se održava dodatkom pogodnog

rastvarača ručno ili automatski

- Obojenost i jačinu fl eksografskog otiska određuje debljina fi lma koja se kreće u opsegu 2-15 μ

Zahtevi za boje:

- pigment treba da ima veliki stepen kontrasta u odnosu na podlogu

- smola ( šelak, kolofonijum, poliamidna,karbamidna, maleinsak i dr.) treba da bude dobro rastvorljiva

u alkoholima

Grafi čke boje za ofset štampu:

Predstavljaju najsloženiji sistem garfi čkih boja

- Boje su po konzistenciju viskozne i slične su pastama

- Ove boje moraju imati veliku lepljivost ali istovremeno moraju biti kratke

- Kohezija grafi čkih boja za ofset štampu treba da je u optimalnim granicama kako bi s emogao obaviti

prenos grafi čke boje u zadatoj količini sa forme na gumeni ofset valjak, a sa njega na podlogu

- Zbog kvašenja forme u toku štampe dolazi do emulgovanja boje, što značajno utiče na karakteristike

boje

- Poseban zahtev se postavlja za stepen disperzije pigmenta odnosno dobro dispergovanje i

homogenizovanje pigmenta u vezivu kako bi se na otisku ostvarila ravnomerna dubina tona

- Pigmenti moraju biti postojani prema vodi i prema kiselinama

- Primenom kompozicionih veziva koja predstavljaju smeše smola i ulja, postiže se veća postojanost

prema vodi

- smanjuje hidrofi lnosti i preterane tečlivosti se ostvaruje dodavanjem jedinjenja na bazi voska

- debljina fi lma ovih grafi čkih boja iznosi 1- 3 μ, zato je potrebno koristiti veći sadržaj pigmenta, a

manje sikativa


- 100 -

Grafi čke boje za duboku štampu:

Zbog karakterističnih udubljenja elemenata na štamparskoj formi koriste se boje manje viskoznosti

i veće isparljivosti

Sastav boja: smole,pigmenti, plastifi katori, voskovi, aditivi, rastvarači

Pigmenti se koriste do 15 % i moraju biti postojani prema rastvaračima

Za kontrolu sjaja koriste se punioci : kaolin, kalcijum karbonat

Zahtevi za smole :

- odgovarajuća adhezija na supstrat

- dobra rastvorljivost

- dobra isparljivost

- kompatabilnost sa pigmentima koja daje željeni sjaj

- dobro kvašenje pigmenta

- jačinu koja obezbeđuje postojanost otiska na trenje

- Izbor rastvarača je uslovljen materijalom na kojem se štampa i krajnjom upotrebom, pri

čemu rastvarač čini do 60 % sadržaja boje

Osobine se mogu poboljšati još upotrebom aditiva.

Grafi čke boje za sito štampu:

Boje za sito štampu treba da budu kratke i pokazuju konzistenciju koja nije masna

Tehnološka specifi čnost ovog postupka, gde se pod pritiskom istiskuje boja kroz otvor sita, upravo

zahteva boju koja se lako odvaja od sita i izvlači u tanke niti

Boje za sito štampu sadrže oštro mlevene pigmente dispergovane u vezivu sačinjenom od

dehidriranog ricinusovog ulja, sintetske smole, ugušćenog lanenog ulja i kerozina i nafte kao

rastvarača

Regulacijom viskoziteta boje obezbeđuje se tečljivost u meri koja omogućava lako prodiranje boje

kroz pore sita

Dobijeni otisak sa ovim bojama poseduje potrebnu oštrinu odnosno ne širi se van mesta predviđenih

za štampanje i ne razliva se

- Sito štamparske boje se izrađuju na bazi laneno uljnih fi rnajsa i veštačkih smola

- Sušenje ovih boja se poboljšava dodatkom sikativa

- Sloj utisnute boje u sito štampi mnogo je deblji nego u ostalim štamparskim postupcima (

utrošak boje je 10 do 20 puta veći nego u visokoj štampi)

Vodene grafi čke boje

Nalaze sve veću primenu zbog ograničenja koja se postavljaju pred grafi čke boje koje sadrže organske

rastvarače.


- 101 -

Prelazak na vodene grafi čke boje predstavlja ne samo ekološku nego i ekonomsku poterbu

Osnovni problem pri korišćenju grafi čkih vodenih boja je sporije isparavanje koje je 4-5 puta sporije

u odnosu na boje koje sadrže organske rastvarače i tiksotropija

Mnogobrojnim ispitivanjima zavisnosti prenosa grafi čke boje od tiksotropije zaključilo se da povećana

tiksotropija garfi čke boje uslovljava lošiji prenos boje na podlogu

Problem tiksotropije je moguće rešiti:

- promenom odnosa pigment-vezivo

- korišćenjem rastvora polimera

- dodavanjem površinski aktivnih materija

Uzajamno dejstvo boje i štamparske podloge:

- Nanošenjem boje na podlogu dolazi do kvašenja podloge

- Kvašenje uključuje uvek 3 faze. U slučaj štampe to su vazduh kao gasovita, boja kao tečna i podloga

kao čvrsta faza

- Tokom štampanja tečna faza zamenjuje vazduh koji je prisutan u porama podloge, kvaseći istu pri

čemu se ostavaruju adhezivne veze, odnosno čvrsto prijanjanje boja za podlogu

- U slučaju da boja ne može da istisne vazduh sa podloge, do kvašenja ne dolazi tako da se štampanjem

ne mogu ostvariti željeni otisci

- Mogući slučajevi kvašenja podloge pokazuju da što je veći ugao kvašenja, α , to je kvašljivost podloge

slabija

- Boja naneta na podlogu treba da se kvasi u dovoljnjoj meri, nezavisno od toga dali podloga spada

u grupu upojnih ili neupojnih ( sa slabim upijanjem)

Očvršćavanje boja:

- Očvršćavanje boja predstavlja stvaranje čvrstog sloja boje na površini podloge

- Prilikom očvršćavanja boja iz tečnog stanja prelazi u čvrsto

- Očvršćavanje omogućuje da se pod uticajem vezivnih sredstava omogući vezivanje pigmenta za

podlogu

- Mehanizam vezivanja boje za podlogu se može objasniti preko uloge i načina očvršćavanja veziva

- U zavisnosti od karakteristika hemijske građe i osobina komponenti boje kao i osobina podloge

razlikujemo sledeće načine očvršćavanja:

- upijanje : veziva koja se upijaju u odgovarajuću podlogu

- isparavanje : veziva koja očvršćavaju isparavanjem rastvarača

- oksidacija: veziva koja očvršćavaju oksidacijom

- polimerizacija : veziva koja polimerizuju

- geliranje : veziva koja geliraju

- očvršćavanje hlađenjem termotopiva veziva koja očvršćavaju pri hlađenju


- 102 -

Lakovi i lakiranje štampanog materijala:

Cilj lakiranja je postizanje sjaja i glatkoće štampane površine i zaštite od spoljašnjih uticaja

( ambalaža)

- idealan sjaj se obezbeđuje na glatkom homogenim površinama bez pora

- lakiranje se izvodi na specijalnim mašinama čiju osnovu čine sistemi valjaka

Podela:

a.) lakovi za lakiranje štampanih matrijala

b.) lakovi za grafi čke boje

Lakovi za lakiranje:

Špiritusni lak:

- za lakiranje kvalitetnih papira i kartona

- ovaj lak se može koristiti samo za lakiranje onih materijala koji sadrže boje otporne na

alkohole

- pokazuje žućkasto obojenje

Nitro lak:

- potpuno bezbojan lak

- za lakiranje neupojnih podloga uz dodatno kalandiranje

Vodeni disperzni lakovi

- izrađuju se na bazi akrilnih smola

Ofsetni lakovi:

- osnovu im čine ulja visokog stepena sjaja

UV lakovi:

razvijeni su na bazi reaktivnih akrilnih smaola koje omogućuju veoma brzo sušenje

Lakovi za grafi čke boje:

dodaju se grafi čkim bojama radi dobijanja sjajnih i glatkih površina

predstavljaju rastvore smola i alkidnih polimera u organskim rastvaračima

1.Bitumenski lak:

- čine ga bitumen i mašinsko ulje u odnosi 1 : 4

- koristi se za crne grafi čke boje

2.Kolofonijumski lak:

- brže vezuje od bitumenskog laka

- ne poseduje izraženo obojenje

3.Sjajni lak:

- predstavlja smešu polimernih smola i ulja

- koristi se za izradu sjajnih ofset grafi čkih boja

4.Lak za sušenje na povišenim temperaturam

5.Lak na bazi tvrde smole i lanenog ulja


- 103 -

LITERATURA:

1. K.Gerić, materijali u grafi čkom inženjerstvu, Novi Sad 20032. R.Aleksić, S.Jovanović, D.Mijin, Tehnologija grafi čkih materijala, Beograd 20043. B. Perić , Poznavanje celuloze i papira, Beograd 19964. J.F.Shackelford, Introduction to Material Science for Engineers, MacMilan New York 1988

graficki materijali skripte -...

Documents