DDřřevoevo ŽŽiviceivice

MakromolekulMakromolekuláárnrníí lláátky tky Ing. Milena PavlIng. Milena Pavlííkovkováá, , PhPh.D..D.

K123, D1045K123, D1045224 354 688, 224 354 688, milenamilena..pavlikovapavlikova@@fsvfsv.cvut..cvut.czcz

tpmtpm..fsvfsv.cvut..cvut.czcz

Obsah, aneb co nObsah, aneb co náás dnes s dnes ččekekáá

a nemine?a nemine?

DDřřevo:evo:ChemickChemickéé slosložženenííChemie Chemie PouPoužžititííPPůůsobsobííccíí ččinitelinitelééOchranaOchrana

ŽŽiviiviččnnéé stavebnstavebníí lláátky:tky:AsfaltAsfaltDehtyDehtySmolaSmola

OrganickOrganickéé stavebnstavebníí lláátkytky

C, HC, H22, O, O22, N, N22, S, , S, ……PPřříímo produkty pmo produkty přříírodyrodyVyrVyráábběěny z pny z přříírodnrodníích lch láátektekČČististěě synteticksyntetickéé

ChemickChemickéé slosložženeníí ddřřevaeva

DiferencovanDiferencovanáá strukturastrukturaSpecifickSpecifickéé vlastnostivlastnostiHeterogennHeterogenníí materimateriááll49% C, 44% O49% C, 44% O22, 6% H, 6% H22, 1% N, 1% N2 2 daldalšíší prvkyprvkyCelulosaCelulosaHemicelulosaHemicelulosaLigninyLigninyDoprovodnDoprovodnéé slosložžkyky

FotosyntFotosyntééza za

ΔH

= 2870 kJ/mol

Schéma Calvinova

cyklu

α-CELULOSAPřírodní polysacharid

Jednotkou β – D- glukopyranóza

Délka 8 000-10 000 jednotek

Řetězce dlouhé 4 000 μm

Řetězce vzájemně propojeny H –můstky → odolnost proti působení vody ( nerozpustná, jen botná) a rozpouštědel

Čistá celulosa – bavlněné a lněné vlákno

Výroba: buničiny, papíru, viskózového a acetátového hedvábí, filmových pásů a celofánu, filtračního papíru

Sacharidy Sacharidy

= glycidy, cukry= glycidy, cukryJednoduchJednoduchéé ((monosacharidymonosacharidy) ) –– ppřříísady sady zpomalujzpomalujííccíí tuhnuttuhnutíí cementucementuOligosacharidyOligosacharidy –– 22--10 jednotek10 jednotekSloSložženenéé (polysacharidy) (polysacharidy) –– opakujopakujííccíí se se jednotky vznikljednotky vznikléé řřetetěězenzeníím molekul m molekul jednoduchých sacharidjednoduchých sacharidůů

Hemicelulosa Hemicelulosa

PPřříírodnrodníí polysacharidpolysacharidTvoTvořřena rena růůznými znými monosacharidymonosacharidy →→heterogennheterogenníí stavbastavbaDDéélka 150 lka 150 –– 250 jednotek250 jednotekVlVláákna majkna majíí ninižžšíší pevnost a hpevnost a hůřůře odole odoláávajvajííchemikchemikááliliíím oproti celulosem oproti celuloseObaluje (doprovObaluje (doprováázzíí) celulosu) celulosu

Ligniny Ligniny

Beztvará (amorfní) látkaRozvětvené aromatické polymeryProlínají celulosu a hemicelulosu – vyplňujímezeryTermoplasty, plní funkci tmele, rozklad při 140°C → hnědnutí dřevaMálo odolné zásadámDodávají dřevu – tvrdost, pevnost,tvarovou stálostPlastifikační přísada do betonu

Chemie dChemie dřřevaeva

Výroba:Výroba:celulosycelulosyacetacetáátovtovéého hedvho hedváábbíí a filmových pa filmových páássůůststřřelnelnéé bavlnybavlnykarboxymethylcelulosykarboxymethylcelulosy

Reakce na teplo:Reakce na teplo:nad 100nad 100°°C dehydrataceC dehydratace130130--150150°°C rozkladC rozklad180180--195195°°C uvolnC uvolněěnníí plynplynůů270270--280280°°C exotermnC exotermníí rozkladrozklad

Vlastnosti dVlastnosti dřřevaevaTvrdost: smTvrdost: směěr vlr vlááken a letokruhy, 6 tken a letokruhy, 6 třřííd tvrdostid tvrdostiPevnost: Pevnost:

V tahu V tahu –– podpodéélnlnáá aažž 250 250 MPaMPa, p, přřííččnnáá aažž 10 10 MPaMPa, vrstv, vrstvíí se kse křříížžovověěV tlaku V tlaku –– 2,5 x men2,5 x menšíší nenežž v tahuv tahuVe smyku Ve smyku –– nejvnejvěěttšíší ve smve směěru kolmru kolméém na smm na směěr vlr vláákenkenV ohybu V ohybu –– nejdnejdůůleležžititěějjšíší, ve sm, ve směěru vlru vlááken vysokken vysokáá, v p, v přřííččnnéém velmi nm velmi níízkzkáá, vliv , vliv ddéélky prvku (nosnlky prvku (nosnííku)ku)HouHoužževnatost (revnatost (ráázovzováá pevnost) pevnost) –– u sportovnu sportovníího nho náářřadadíí, sni, snižžovováána vadamina vadami

TechnologickTechnologickéé vlastnosti:vlastnosti:Obrobitelnost Obrobitelnost –– snazsnazšíší ve smve směěru vlru vlááken, vliv vlhkostiken, vliv vlhkostiŠŠttíípatelnostpatelnostOhýbatelnostOhýbatelnostZpZpůůsobilost spojovsobilost spojováánnííZpZpůůsobilost dokonsobilost dokonččeneníí povrchupovrchu

BarvaBarvaLeskLesktexturatextura

PouPoužžititíí ddřřevaeva

PPřříímmééZuZuššlechlechťťovováánnííAglomerace, Aglomerace, čči vli vlááknaknaVýztuVýztužžObOběětovantovanáá vrstvavrstva

ČČiniteliniteléé ppůůsobsobííccíí na dna dřřevoevo

AtmosfAtmosféérickrickéé vlivy:vlivy:KolKolííssáánníí teplotteplotVlhkostVlhkostUV zUV záářřeneníí

BiologiBiologiččttíí ččiniteliniteléé::HmyzHmyzHoubyHoubyBakterieBakterie

ChemickChemickáá koroze:koroze:SilnSilnéé alkalkáálie a kyselinylie a kyselinyObecnObecněě dobdobřře odolne odolnéé

Vztah dVztah dřřeva k vodeva k voděě

ŽŽivivéé ddřřevo evo –– velký obsah vody (dvelký obsah vody (dřřevnevníí hmota, transport hmota, transport žživin)ivin)

HygroskopickHygroskopickéé –– vlhkost kolvlhkost kolííssáá podle vlhkosti okolpodle vlhkosti okolíí

Vlhkost ovlivVlhkost ovlivňňuje vlastnostiuje vlastnosti

SesychSesycháánníí a bobtna bobtnáánníí ddřřevaeva

Ochrana dOchrana dřřevaeva

ZpZpůůsob zabudovsob zabudováánnííPovrchovPovrchovéé úúpravypravyChemickChemickáá ochranaochranaOchrana proti ohniOchrana proti ohni

Výroba papVýroba papííru ru

Živice AsfaltDehetSmola

Asfalt Zdroje:

PřírodníZ destilace ropy

Složení:Komplikované látkyRozmanitá chemická strukturaUvádí se skupinová analýza

Hlavní složky:Malteny – olejovité součásti, M=500-1 000 g/mol, rozpustné v n-hexanu, nositel plastických a elastických vlastností

Dělení na – oleje, olejové a asfaltové pryskyřiceAsfalteny – nerozpustné, tmavé součásti, M=5 000-10 000 g/mol, nositeli tvrdosti

Koloidní soustavaDisperzní prostředí – maltenyDisperzní fáze – asfaltenyNa povrchu asfaltenových součástívrstvičkyz pryskyřic – tzv. micela

Významné vlastostiMalá hustota (1010-1070 kg/m3 při 25°CMalý součinitel objemové roztažnostiMalá měrná tepelná kapacitaOdolnost proti kyslíku, anorganickým kyselinám,hydroxidům a solímŠpatná rozpustnost ve vodě, dobrá v benzínu, CS2 a CCl4

Ropa Hustá tmavá kapalina650-1200 kg/m3

Obsahuje:UhlovodíkyKyslíkaté látkySirné látkyDusíkaté látky

Zpracování:Kontinuální destilaceKrakováníRafinace

Asfalty z ropyPrimární destilačníKrakovanéExtrakčníŘeděné

Druhy asfaltůMěkký PoloměkkýTvrdý

Dehty Tmavě hnědé až černékapalinyTypický zápachVýroba suchou destilacíorganických látek za nepřístupu vzduchuObsahuje aromatickéuhlovodíkyZdrojem surovin pro těžkou organickou chemii

Smola Tuhý zbytek po destilaci dehtůLesklá hmotaMěkne při 65-75°CPojivo pro silniční živičné směsi

Makromolekulární látky

Obsah

Makromolekulární látky na bázi uhlíku:Příprava plastůVlastnosti plastůZpracování plastůTechnicky důležité plasty

Makromolekulární látky na bázi křemíkuNátěrové látky, lepidla a tmely

Plasty

1866 –

Alexander Parkers, parkesin, celuloid

1899 –

Leo Hendrik

Baekeland, bakelit

1901 –

Ivan Kondakov, umělý kaučuk

1936 –

Roy

Plunkett, teflon

1941 -

Otto Wichterle, silikon 6, 1963 kontaktní

čočky

Makromolekulární

látky

Pojem makromolekulární látka nahrazen pojmem polymer.Původ:

Přírodní (polysacharidy, proteiny, nukleové kyseliny, kaučuky)Syntetický (upravené přírodní, čistě syntetické)

Strukturní jednotky – monomer:Molekula tvořena stejnými monomery = homopolymerMolekula tvořena dvěma a více nestejnými monomery = kopolymer

Základní

strukturní

motivy

Příprava plastůPolymerace: tvorba makromolekuly řetězovou reakcí monomerů, které mají v molekule násobné vazby nebo určité skupiny, nebo jsou cyklické

Př. vznik polyethylenu z ethylenu

Polykondenzace: mnohonásobně opakující se reakce spojená s kondenzací funkčních skupin monomerů (-OH, -CHO, -COOH, NH2) a uvolnění nízkomolekulární anorganické sloučeniny (H2O), polykondenzáty se liší od výchozích monomerů svým složením

Esterifikace (příprava polyethylentereftalátu, Tesil)Amidace (příprava polyamidů, Silon)

Polyadice: postupné sčítání (adice) monomeru s jednou nebo vícenásobnými vazbami s funkčními skupinami monomeru nasyceného, bez uvolnění vedlejšího produktu, vznikají polyadukty

Př. vznik polyuretanu

Mechanismus polymerací

Řetězový mechanismus ovlivněný vlastnostmi výchozích látek.

m+m+m+m+m+m+m….→m-m-m-m-m-m-m-….jednotky monomeru

polymer

Radikálová

polymeracevýroba polyethylenu, propylenu, polystyrenu, PVC atd.Fáze:

Iniciace – iniciátorem většinou dibenzoylperoxid, rozpad na radikály

Porpagace – postupný růst řetězce

Terminace – ukončení srážkou dvou konců narůstajících molekul

Iontová

polymerace

Kationtová (výroba polypropylenu)

Aniontová (výroba polyvinylchloridu)

Iniciace – A iniciátor

Propagace

Terminace

C2 H3 Cl C2 H3 Cl

Kopolymerace

výroba butadienstyrenového kaučukuIniciace

R –

R 2R.

Propagace

Terminace

R. C6

H5

CH=CH2R

R

Základní

způsoby výroby polymerů

Bloková polymerace: iontová a radikálová polymeraceTechnologickou nevýhodou obtížný odvod reakčního teplaVýroba vysoce čistých polymerů ve formě desek

Roztoková polymerace:Polymer rozpustný v rozpouštědle → lepidla, nátěrové hmoty

Suspenzní polymerace:Stejnoměrnější polymer než blokový, ale obsahuje více příměsíVýroba PS a PVC

Emulzní polymerace:Produkt znečištěn aditivyVýroba butadienu, polyvinylacetátu a PVC

Stavba a struktura makromolekul

Střední molekulová hmotnost makromolekul: 10 – 300 000, velikost rozhodujícím způsobem ovlivňuje vlastnosti polymeruPolymerační stupeň: P=M/m

Není konstantníMění se podle vzniku makromolekulyMá přímý vliv na fyzikální a chemickévlastnosti polymeru

Prostorové uspořádání jednotek:LineárníTrojrozměrné

Takticita (řec. uspořádání): charakterizuje prostorové uspořádánísubstituentů v řetězci polymeru

Isotaktické – zcela uspořádanéAtaktické - neuspořádanéSyndiotaktické – pravidelně střídavé

Dělení

polymerů

Polymery

Kaučuky (pryže)

Termoplastyopakovatelně vratná

změna stavu (lineární řetězec)Rozpustné v organických

rozpouštědlech, dobře se tvarují (fólie, vlákna)

Reaktoplasty(termosety, pryskyřice)

nevratná chemickázměna (prostorově uspořádané)

Přechodně plastické

Plasty Elastomery

vratná deformacebez porušení

Plastyvětšinou tvrdé,

křehké,plastické

Vlastnosti plastůFyzikální a chemické vlastnosti závisí na struktuře a délce makromolekul.Hmota plastů je kompaktní bez pórů.Nevýhodou je studený tok (nevratné prověšení fólií).Měkké, nenasákavé, odolné.Mechanické vlastnosti dány strukturou základních článků řetězce makromolekul, délkou řetězců a povahou mezimolekulárních sil.Při vyšších teplotách přechází z tuhého do kapalného stavu (velké teplotní rozmezí) → interval měknutí.Tepelná odolnost závisí na struktuře, řetězec se trhá v místě nejslabší chemickévazby, nejvyšší odolnost vykazují silikony a fluorované uhlovodíky (300°C).Neobvyklá a nežádoucí je nízká odolnost vůči ohni (spíše lehkému vzplanutí), cožpředstavuje druhy důvod pro vyřazení plastů z kategorie konstrukčních hmot. Uvolňují se toxické zplodiny.Chemická odolnost závisí na struktuře a charakteru příměsí v hotovém výrobku.

Organická rozpouštědla způsobují bobtnání nebo rozpouštění.Rozdílná je odolnost vůči kyselinám a zásadám

Vlastnosti plastů

☺

Cenová

dostupnost, snadná

opracovatelnost a dobré

mechanické

vlastnosti, vysoká

elasticita a nízká

hustota (transplantace měkkých tkání),

lze modifikovat povrch pro zvýšení

adheze, biokompatibilityUplatnění v:

medicíně:PE, PP, PS, PTFE a silikonyNáhrady cév, srdečních chlopní, kultivační substráty např. kůže, po

vyztužení vlákny na umělé klouby a kosti, transport léčiv k místu působení(cytostatika, antibiotika, hormony, růstové faktory)

strojírenstvístavebnictvíelektrotechnicepotravinářstvízemědělstvítextilní průmyslchemii

Vztah mezi strukturou a vlastnostmi

Struktura plastů je tvořena pravidelně se opakujícími jednotkami.Na konečných vlastnostech se podílejí syntéza polymeru a způsob zpracování.Rozhodujícími faktory, které určují vlastnosti jsou:

Chemické složení a tvar molekulárních jednotek tvořících lineárnínebo trojrozměrný řetězec.Délka makromolekuly, tedy počet monomerů tvořících řetězec.

Mechanické vlastnosti jsou ovlivněny vzájemnou pohyblivostí makromolekulárních řetězců.Maximální pevnosti lze docílit strukturním uspořádáním, které při namáhání umožní rovnoměrné rozdělení sil při napínání hmoty (nejlepší tzv. žíněnka).

Zpracování

plastů

Rozdělení dle technického hlediska:Reaktoplasty (termosety):

při vyšší teplotě nejprve měknou, pak se vytvrdí ve výrobek žádaného tvaru, ten při zahřátí již neměkneZpracovávají se lisováním ve formách za zvýšeného tlaku a teploty.

Termoplasty:opakovaně teplem měknou a po ochlazení tuhnou, dají se mnohonásobně tvářetZpracovávají se vstřikováním, vytlačováním, litím a foukáním, zpěnování u lehčených materiálů.

Vrstvené hmoty: napouštěním různých materiálů a dalším zpracováním, plnivo (dřevo, textil, papír, skleněnávlákna) + pojivo (pryskyřice, polyestery)Spojování výrobků: lepení pomocí rozpouštědel, monomerů nebo tvrditelnými pryskyřicemi, svařováním horkým plynem, vysokofrekvenčními svářečkami

Rozdělení

plastů

dle aplikace

Specifické vlastnosti plastů, které tradiční stavební materiály postrádají:

Vysoká adhezní schopnost k většině stavebních hmotLze zpracovávat přímo na stavběDosahují požadovaných vlastností ve velmi krátké doběTepelně technické parametry, nepropustnost, pružná deformace

Z tohoto pohledu rozdělujeme plasty do tři aplikačních sfér:plasty pro aplikace konstrukčního charakteru (skelné lamináty, plastbetony)kompozity plastů a tradičních stavebních hmot (kompozitní materiály)plasty, které diky svým specifickým vlastnostem a chováním umožnily podstatné zlepšení bývalých technologických postupů (elastomery, hydroizolační fólie, nátěrové hmoty)

Technicky důležité

polymeryPolyethylen (PE): (LDPE – menší tepelná a foto-oxidační odolnost) a (HDPE – velká pevnost v tahu a odolnost vůči povětrnostním vlivům), odolný vůči chemikáliím, dobré elektroizolační vlastnosti

Poloprůsvitné hmoty s mastným omakem, lehčí než voda.Použití: výroba fólií, těsnění, vláken, nádob, konstrukční a ochranný materiálPE-HD k výrobě nádob, nádrží, potrubí, nábytku

Polypropylen (PP): průhledný až mléčně zakalený materiál s nízkou hustotou, lesklý a tvrdý povrch, stálý vůči kyselinám i zásadám a většině roztoků solí

Použití: výroba trubek, vláken do kompozitů, náhrada azbestu, obalový materiál

Technicky důležité

polymery

Polybutylen (polybuten) (PB): vysoká tuhost, stálý vůči kyselinám, zásadám, olejům, tukům a organickým rozpouštědlům

Použití: výroba potrubí pro dopravu teplé vody a kalů, folií, kabelových izolací

Polyisobutylen (PIB): pružný materiál, dobře tvarovatelný, odolný vůči stárnutí, není odolný vůči benzinu a minerálním olejům

Použití: výroba fólií a těsnění, nízkomolekulární na lepidla a těsnění

Technicky důležité

polymeryPolyvinylchlorid (PVC): nejrozšířenější termoplast

Použití: •

tvrdý (novodur) –

potrubí

pro dopravu vody a plynů,

drenážní

trubky, části přístrojů, profily, tabule•

měkký (novoplast) –

fólie, těsnění, střešní

a podlahová

krytina, hadice, izolace kabelů

Polystyren (PS): tvrdý, sklovitý s lesklým povrchem, málo odolný vůči poškrábání, lze jej barvit, leštit, opracovávat a lepit, odolný vůči chemikáliím, rozpustný v organických rozpouštědlech, působením UV žloutne, snižuje pevnost a matoví

Použití: výrobky pro domácnost, fólie, izolace kabelů

Technicky důležité

polymery

Polymethylmetakrylát (PMMA): transparentní, sklovitý, vysoká tvrdost a tepelná stálost, lze jej snadno opracovávat, lepit a svařovat, méně odolný vůči chemikáliím (Umaplex, Pelxisklo)

Použití: náhrada skel v letadlech, automobilech, lodích, světlopropustnédesky, tyče, potrubí, sanitární předměty, pěnový polystyren ve stavebnictví

Polyvinilacetát (PVAC): čirý, křehký, stálý, rozpustný v organice, nízkápevnost

Použití: průhledné, elastické a dobře přilnavé nátěry ve formě disperze

Polytetrafluorethylen (PTFE): mimořádně tepelně odolný -80-250°C, stálý vůči chemikáliím, pevné, dobře se ohýbají

Použití: těsnění, desky, fólie, ochranné vrstvy na kuchyňském nádobí(Teflon), izolační materiál, součásti těsnění a čerpadel, antikorozníochrana kovů v agresivním prostředí

Technicky důležité

polymery

Syntetické kaučuky: výroba z ropy, zemního plynu, koksárenského plynu, acetylenu a ethyalkoholu

Butadienový: vulkanizace pomocí sloučenin síry vede ke zlepšení mechanických vlastností a zvýšení odolnosti vůči působení kyslíku, světla, teploty a chemikálií, výborné elastické vlastnosti

Použití: výroba pneumatik

Chloroprenový: poměrně drahý, speciální kaučuk, těžko zápalný,, dobrá pevnostPoužití: výroba klínových řemenů, dopravních pásů

Polyakryláty: průhledné hmoty s vynikající propustností světla, umaplex, plexisklo

Použití:

Technicky důležité

polykondenzáty

Polyamidy (PA): tvrdé, odolné vůči poškrábání, bezbarvé, termoplasty, dají se tkát, lít, tlakově tvarovat, nízká odolnost vůči kyslíku a UV při vyšších teplotách, odolné (silon)

Použití: fólie, desky, šrouby, hmoždinky, nádobí, těsnění, textilní vlákna

Fenolformaldehydové pryskyřice (PF): bakelity, nízká tepelná a elektrická vodivost, novolaky, resoly, resity

Použití: izolátory, vypínače, zásuvky, ozdobné předměty, součásti strojů, nábytkové kováníNovolaky – rozpustné v alkoholu a benzenu, termoplastické, použití jako pryskyřice v lékařství

Resoly – těžko tavitelný, rozpustný v alkoholu, zahříváním zesíťuje →Resity

Technicky důležité

polykondenzáty

Aminoplasty: lépe se vybarvují, nepáchnouPoužití: lisovací hmoty pro výlisky v elektrotechnickém a strojírenském průmyslu, impregnace papíru (Pertinax), a textilu (Texgumoid), měniče iontů (ionexy), z nízkomolekulárních lepidla

Močovinoformaldehydové pryskyřice: formaldehyd s močovinou

Melaminformaldehydová pryskyřice:

Umakart: papír napuštěný kapalným resolem a převrstvený melaminformaldehydovou pryskyřicí, vytvrzení

Technicky důležité

polykondenzáty

Polyestery: tvrdé, bezbarvé, čiré, snadno barvitelné, odolné vůči chemikáliím, viskózní kapaliny po vytvrzení ohebné a velmi tvrdé, skelné lamináty

Použití: syntetická vlákna vynikající pevnosti, pružnosti a tvarové stálosti (Trevira, Diolen, Tesil, Terylen), dvousložková lepidla, průhledné desky, potrubí, stavebníprvky, bazényTesil

Technicky důležité

polyadiční

produkty

Polyuretany (PUR): termoplasty (lineární) horší vlastnosti, reaktoplasty (zesíťované) výhodnější

Použití: ochranné nátěry, pojiva, dvousložkové nátěrovéhmoty, lepidla, nátěrové a těsnící hmoty,Lehčené polyuretany – izolace, textilní průmysl (čalounění), nelze použít ve vlhkém a horkém prostředí, polyuretanovápěna a kaučuk

Epoxidové pryskyřice (EP): nízkomolekulární lineární zesíťují tzv. tužidly

Použití: výroba laků, lepidel, protikorozních nátěrů, přísada do omítek, betonu atd.

Praktické

použití

vysokomolekulárních látek ve stavebnictví

Izolace staveb: fólie z PVC, polyethylenu a polyisobutylenu, lze impregnovat silikonovými laky (domy, přehrady, tunely)Betonáž: PVC jako náhrada bednění (nafukovací jádro příslušného profilu z PVC)Střešní krytina: desky z polymetakrylátu, polyesterových skelných laminátů → lehké, pevné, odolné (tovární, sportovní haly, velké objekty)Vnitřní stěny: polyesterové skelné lamináty, PVC (obklady stěn jako tapety, kachle, desky, přichycují se sádrou či šrouby, fólie lepením)Podlahové krytiny: vrstvené fólie či dlaždice z PVC, butadien-styrenovéDveře, okna: z PVC, z hmot z dřevěného odpadu pojeného fenolovou pryskyřicíVodovodní instalace: z PVC (novodur), z polyethylenuTepelné a zvukové izolace: pěnový polystyren, močovinové pěnové hmoty, 90-95% tvoří vzduchBytová architektura: polyesterové skelné lamináty ke konstrukci skříní, stolků, dekoračních desek, fólie PVC a polyamidová vlákna na potahy křesel, pohovek, záclonoviny a ubrusy

Praktické

použití

vysokomolekulárních látek v průmyslu

Ložiskové kovy: nahrazovány vrstvenými fenolovými pryskyřicemi, polyamidy, PVC – výborné kluzné vlastnosti, malá nároky na mazání, lehké, nekorodují, tlumí kmityNáhrada bílých kovů, nerezavějící oceli: fenolformaldehydovépryskyřice plněné azbestem, grafitem, koksem, PVC, polyethylen aj.Antikorozní povlaky: ochrana kovů, PVC, polyurethany, polyamidy, epoxydové pryskyřice, polytetraflourethylenDopravní technika: lodě z polyesterových skelných laminátů, lamináty na karoserie a kryty vozidel, konstrukce trupů, křídel u letadel, PVC na potahy, polyuretanové pěnové hmoty na čalounění, butadienový kaučuk na pneumatiky, polymetylmetakryláty na zasklívání oken

Praktické

použití

vysokomolekulárních látek v průmyslu

Elektrotechnický průmysl: polyesterové a epoxydové pryskyřice k zaléváníelektrických součástí, okruhů a vinutí, PVC a polyetylen na izolaci kabelů, vinylové hmoty a polyetylen na izolační pásky, polyetylen k izolaci zemních a podvodních kabelůZboží denní potřeby: kryty z fenolformaldehydové pryskyřice, polystyrenu a PVC, bižuteri a hračky z zpolystyrenu, metakrylátu, PVC a aminoplastů, ochranné přilby z polyesterových skelných laminátů a polyamidů, osvětlovací tělesa z polymetakrylátů, polystyrenu, PVC a polyetylenuSportovní potřeby: pryskyřice k lepení lyží, fenolové pryskyřice a polyesterové skelné lamináty na skluznice, stany z polyamidových, polyetylenových a PVC fólií, výplety raket z polyamidových vlákenTextilní a obuvnický průmysl: polyamidová a polyakrylonitrilová vlákna, PVC, polyetylen, akrylové pryskyřice

Vysokomolekulární

látky používané

ve stavebnictví

Vyztužené plasty:lze použít vlákna přírodní (azbestová, sisalová, bavlněná), chemická(celulosová, polyamidová, uhlíková, polyesterová) a hutnická (ocelová, strusková, skleněná)Za mezní hodnotu se považuje 60 hmot. % vlákenVýztuž prostupuje polymerní matrici buď ve formě sekaných nahodile rozložených vláken (rohože), nebo je nosná kostra tvořena pramenci vláken orientovaných ve směru namáhání stavebního prvku, či složena ze samostatných vláken (tkanina).Za vrcholnou technologii vyztužených plastů můžeme považovat vinuti nekonečných vláken za současné impregnace polymerem.

Plastbetony: Pojivo nahrazeno vhodnou plastickou hmotou (pryskyřice)Použití: chemický průmysl, silniční stavitelství

Polymerbetony:Betonový výrobek se napouští vhodným monomerem → zvýšení pevnosti a korozivzdornosti výrobkuPoužití: opravy betonových ploch

Makromolekulární

látky na bázi křemíku

Siloxanová vazba – Si – O – Si – O –Silikony: teplotně stálé, hydrofobní, nenasákavé, chemicky inertní,

Oleje – stálé -70-200°C, hydrofobní, natírání stanových dílců, mazání strojů pracujících za vysokých i nízkých teplot, součástíbrusných pastPryskyřice – za zvýšené teploty se vytcrzují na tvrdé a křehkéhmoty, roztoky, laky pro elektrotechniku a výrobz vrstvených hmotKaučuk – vyniká ohebností -90-250°C, odolný vůči chemikáliím i proti stárnutí, výroba těsnění do spalovacích motorů, hadic pro rozvod horkého vzduch, izolace kabelů, zalévací hmota pro transformátory

CH3

Si O

CH3

Nátěrové

látky

Složení:Pojivo – organické i anorganickéPigment – minerální nebo organickéRozpouštědlo, ředidlo, disperzní činidloSikativa – urychlují tvrdnutíPlniva – anorganické látky pro zvětšení objemu

Použití: interiérové (silikátové, klihové), fasádnínátěrové hmoty

Lepidla

S molekulovou strukturou již vytvořenou:Nemodifikované přírodní látky (živice,škrob)Modifikované organické přírodní látky (nitrát celulosy, vulkanizovaný kaučuk)Syntetické organické látky (plasty, elastomery)

Struktura se tvoří v průběhu lepení:Fenoplasty a aminoplastyEpoxidové pryskyřicepolyurethany

Tmely

Anorganické:Tmely s vodním sklem Tmely s vodním sklem a oxidyOstatní tmely

Organické tmely:ŽivičnéZ plastůOlejovéNa bázi kaučukových látek

Tvrdnutí

Probíhají složité procesy chemické a fyzikální povahyTvrdnutí anorganických pojivTvrdnutí organických pojiv:

OxidačněFyzikálněChemicky zesíťováním

Adheze

Přilnavost látky k povrchu stavební látkyVzniká účinkem přitažlivých silSmáčení:

Pokud je adhezní konstanta kladná, je krajový úhel ostrý. Okraj kapaliny se zvedá a říkáme, že kapalina stěnu smáčí. Tak je to např. u vody ve skleněnénádobě. Je-li adhezní konstanta záporná, je krajový úhel tupý. Okraj kapaliny u stěny se sníží a říkáme, že kapalina stěnu nesmáčí. Příkladem může být chovánírtuti ve skle. Pokud σpt − σkt > σkp, pak by bylo cosθ > 1, tzn. úhel θ by nebyl reálný. V takovém případě se kapalina zvedá podél celé stěny, až je stěna celápokryta tenkou vrstvou kapaliny. Krajový úhel je nulový a říkáme, že kapalina stěnu smáčí dokonale. Podobně se (do jisté míry) chovají některéorganické látky, např. alkohol. V případě, že σkt − σpt > σkp, bychom pro cosθ dostali hodnotu menší než− 1. V takovém případě se mezi pevnou stěnou a kapalinou tvoří tenkávrstva plynu, která sahá až do takové hloubky, v níž ji vytlačí hydrostatický tlak kapaliny. Takové kapaliny stěnu dokonale nesmáčí. Krajový úhel je θ = 2π. Podobné chování lze pozorovat např. u roztavených kovů.

Zpracování

polymerních odpadů

Prudce se zvyšuje množství polymerního odpadu

•

Odpad vratný

(při výrobě)

•

Odpad sběrový

(po upotřebení) –

nutno třídit, znečištěn

•

Skládkování

•

Tepelná

degradace (použitelné

produkty –

paliva, rozpouštědla)

•

Spalování

(exhalace, nákladná

likvidace produktů)

•

Recyklace ( chemická)

•

Regenerace (pryž)

Důležité

pojmy

PolymerMonomerPolymeracePolykondenzacePolyadiceTermoplastyReaktoplastyLepidloTmelAdheze

Literatura

HENNING, Otto a LACH, Vladimír: Chemie

ve

stavebnictví, SNTL

Praha, 1983.

Webovské

stránky

BARTUŠKA, Miloslav a kol: Vady skla, PRÁH, 2001.

Rovnaníková

P., Malá

J., Rovnaník

P.: Stavební

chemie, modul 4,

CERM 2005

Wagner A., Král J.:

Základy chemie, SNTL 1968

Rais J. a kol.:

Chemie pro nechemické

vysoké

školy technické,

SNTL 1969

Kratochvíl B., Švorčík

V., Vojtěch D.: Úvod do studia materiálů,

VŠCHT 2005