Tworzywa sztuczne: nylon, teflon itp.

WYJAŚNIENIE POJĘCIA:
TWORZYWA SZTUCZNE, materiały, których podstawowym składnikiem są naturalne lub syntet. polimery; tworzywa sztuczne mogą być otrzymywane z czystego polimeru (np. poli(metakrylan metylu), polistyren, polietylen), z kopolimerów lub z mieszanek polimerów. Często otrzymuje się je z polimerów modyfikowanych metodami chem. (np. przez hydrolizę), fizykochem. (np. przez degradację) lub przez dodatek takich substancji, jak: plastyfikatory, wypełniacze, stabilizatory oraz barwniki i pigmenty. Tworzywa sztuczne są pot. zwane plastikami (plastykami) lub masami plastycznymi.
Za podstawę klasyfikacji tworzyw sztucznych przyjmuje się zachowanie tworzywa pod wpływem ogrzewania; rozróżnia się tworzywa termoplast. oraz tworzywa termo- i chemoutwardzalne, tzw. duroplasty. Można również zastosować podział wg gł. składnika. W podziale tym rozróżnia się np. tworzywa, w których podstawowym składnikiem są polialkeny ( polietylen, polipropylen), polistyren, żywice winylowe ( poli(octan winylu), poli(alkohol winylowy), poli(chlorek winylu), poli(chlorek winylidenu)), polimery fluorowe, żywice akrylowe, fenoplasty, aminoplasty, poliamidy, poliuretany, poliformaldehyd, poliwęglany, pochodne celulozy (np. → acetyloceluloza).
Tworzywa sztuczne są na ogół b. lekkie (gęstość najczęściej ok. 1 g/cm3), mają małą przewodność cieplną, większość z nich jest dielektrykami, jednak po dodaniu znacznej ilości (ok. 50%) materiałów przewodzących, np. sadzy lub pyłu metalicznego, przewodzą prąd elektr., mogą być przezroczyste lub całkowicie nieprzezroczyste; tworzywa niemodyfikowane, w porównaniu z metalami mają małą wytrzymałość na rozciąganie oraz mały moduł elastyczności; b. dobrą wytrzymałość na rozciąganie, duży moduł elastyczności mają tworzywa zbrojone np. włóknem szklanym ( kompozyt, laminaty); tworzywa sztuczne są najczęściej odporne na czynniki chem., wilgoć, lecz nieodporne na działanie czynników silnie utleniających; wadą większości tworzywa sztuczne jest ich wrażliwość na podwyższoną temp. (powyżej 100C). W czasie II wojny świat. uzyskano politetrafluoroetylen — odporny na temp. do 250C, i silikony, odporne najczęściej na temp. do 250C, a następnie inne tworzywa, np. 1965 polisulfony, odporne na temp. do 200C, 1969 poli(siarczek fenylu), odporny na temp. do 170C. W wyniku dalszych prac otrzymano polimery aromatyczne i metaloorg., odporne na temp. powyżej 400C. Zmniejszenie palności tworzyw sztucznych uzyskuje się w wyniku wprowadzenia do tworzyw tzw. antypirenów. Większość tworzyw sztucznych jest łatwa do formowania i barwienia. Najczęściej stosowanymi metodami formowania tworzyw sztucznych są: wtrysk (formowanie wtryskowe), wytłaczanie, prasowanie tworzyw sztucznych, odlewanie tworzyw sztucznych oraz kalandrowanie. Ponadto w przetwórstwie tworzyw sztucznych stosuje się np. spiekanie, obróbkę plast., laminowanie, zgrzewanie.
Tworzywa sztuczne są używane m.in. do wyrobu części maszyn, przyrządów, osłon kabli elektr., elementów aparatury chem. i artykułów gospodarstwa domowego, galanterii, opakowań; stosowane w przemysłach: samochodowym, lotn., elektrotechn., elektron., włók., oraz w budownictwie; także wykorzystywane do wyrobu aparatury, narzędzi i sprzętu med. (np. sprzęt do pobierania i przetaczania krwi, dreny i cewniki, nici chirurg.), protez (stomatologiczne, stawów, tętnic i żył, zastawki serca, gałki oczne), szkieł kontaktowych i in.
Pierwsze w skali przem. próby chem. modyfikowania związków wielkocząsteczkowych rozpoczęto 1850–75. W 1872 w USA otrzymano celuloid, w Niemczech — 1897 uruchomiono produkcję galalitu, a 1904 acetylocelulozy. Pierwszymi syntetycznymi tworzywami sztucznymi były żywice fenolowo-formaldehydowe otrzymane 1872 (A. Baeyer), jednak produkcję ich podjęto dopiero 1909 na podstawie patentu belg. chemika H. Baekelanda. W 1928–31 rozpoczęto produkcję większości tworzyw poliwinylowych. Pierwsze tworzywa poliamidowe wyprodukowano 1937 w USA, polietylen wysokociśnieniowy 1939 w W. Brytanii, w USA rozpoczęto produkcję tworzyw poliestrowych 1942, poli(chlorku winylidenu) 1942, silikonów 1943. Dalszy rozwój tworzyw sztucznych był związany z wyprodukowaniem żywic epoksydowych w Szwajcarii, poliformaldehydu 1946 w USA, w RFN polietylenu niskociśnieniowego 1956 i poliwęglanów 1957, polipropylenu 1957 we Włoszech.
W Polsce początek przetwórstwa tworzyw sztucznych nastąpił w latach 20. XX w. W 1931 rozpoczęto produkcję folii na opakowania — tomofanu z regenerowanej celulozy, 1934 tworzyw fenolowo-formaldehydowych, galalitu; podjęto próby syntezy styrenu na podstawie opracowania K. Smoleńskiego. Szybki rozwój produkcji tworzyw sztucznych w Polsce nastąpił po II wojnie światowej. Są produkowane m.in. tworzywa fenolowo-formaldehydowe, tłoczywa mocznikowe i melaminowe, poli(metakrylan metylu), poli(chlorek winylu), polistyren, polikaprolaktam, poliakrylonitryl, poliuretany, żywice poliestrowe, epoksydowe, silikonowe, polietylen, polipropylen, i na małą skalę, politetrafluoroetylen.

DU PONT DE NEMOURS AND CO INCORPORATED, największy w świecie koncern chem. (produkcja barwników, włókien chem., tworzyw sztucznych i in.; 1938–39 podjął produkcję pierwszego włókna poliamidowego — nylonu) oraz zbrojeniowy (m.in. od 1942 produkcja materiałów do broni jądr. i reaktorów jądr.) z siedzibą w Wilmington (Delaware, USA); powstał z małej fabryki prochu, zał. 1802; po I wojnie świat. koncern kontrolował większość gałęzi przemysłu chem. w USA; powiązany finansowo z grupą Morgana, z Imperial Chemical Industries, z Solvayem i in.



TWORZYWA SYNTETYCZNE:
Choroby jedwabników, zarazy na plantacjach bawełny, kurczenie się obszarów pastwisk i jednocześnie zwiększanie się liczby ludności było przyczyna deficytu włókien naturalnych. Aby się uniezależnić od kaprysów przyrody, podjęto badania które miały na celu wyprodukowanie nowych syntetycznych włókien.
Wiek XX przyniósł pod tym względem wiele rewolucyjnych osiągnięć. Chemicy wychodząc z bardzo prostych związków chemicznych, najczęściej węglowodorów i ich pochodnych, otrzymali całe bogactwo tworzyw syntetycznych. (zwanych często niesłusznie plastykami) Należą do nich włókna syntetyczne: nylon, stylon, anilana, elana i masy: bakelit, poli(chlorek winylu) oraz polietylen.
Mydelniczki, kubki do zębów, pudełka różnej wielkości, woreczki foliowe wykonane są z tzw. Polietylenu ,tworzywa termoplastycznego. Polietylen jest białą masą o woskowym wyglądzie, odporną na działanie kwasów, zasad oraz niskich temperatur( do –60*C) Polietylen otrzymuje się z etenu. W cząsteczkach etylenu pod wpływem wysokiej temperatury, ciśnienia i dodatków przyspieszających reakcje tzw. Katalizatorów, pęka wiązanie podwójne i następuje połączenie się wielu cząsteczek.
W czasie tej reakcji następuje łączenie się pojedynczych cząsteczek związku chemicznego tzw. Monomerów w wielocząsteczkowy produkt-polimer. Taki typ reakcji nazywa się reakcją polimeryzacji.
Polietylen łatwo zapala się i pali się również po wyjęciu z płomienia. Żółty płomień palącego się polietylenu ma wierzchołek niebieski. Rozchodzi się zapach parafiny, a topiące się tworzywo ścieka w postaci kropel.
Tworzywem, które również otrzymuje się w wyniku polimeryzacji pochodnym od etylenu jest poli(chlorek winylu)PVC. W zależności od rodzaju i ilości dodatków można otrzymać z poli(chlorku winylu) folię igelitową na nieprzemakalne płaszcze, ceraty lub wykładziny podłogowe.

WŁAŚCIWOŚCI:
1.stopień łatwopalności
2stwierdzenie, czy próbka gaśnie po wyjęciu z płomienia czy też nie
3.wygląd płomienia
4.zmiany wyglądu tworzywa pod wpływem płomienia
5.zapach wydzielający się przy paleniu




Polietylen
elektronika, rury, folie, włókna, gospodarstwo domowe
1duży
2nie
3wierzchołek niebieskawy, dół żółty
4topi się, spływa przeźroczystymi kroplami
5palonej parafiny

Poli(chlorek winylu)
folie, naczynia, płyty, rury, paski, buty
1mały
2tak
3żółty, zielony na brzegach, biały dym
4mięknie, ciemnieje
5ostry zapach chlorowodoru


WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE I CHEMICZNE TWORZYW SZTUCZNYCH:

zależne są od składu i struktury chemicznych średniej masy cząsteczkowej , polimolekularności oraz zawartości substancji małocząsteczkowych . Wspólnymi własnościami tworzyw sztucznych są
- mała gęstość ( < 2 g/cm3 )
- złe przewodnictwo cieplne i elektryczne
- znaczna ( w porównaniu z metalami ) rozszerzalność cieplna
- niezbyt wysoka maksymalna temperatura stosowania ( < 300oC )
- dobre własności mechaniczne , które jednak wyraźnie pogarszają się w miarę przedłużania czasu działania naprężeń i wzrostu temperatury .
Charakterystyczną własnością chemiczną związków wielkocząsteczkowych jest ich mała reaktywność , a co za tym idzie - duża odporność na działanie czynników chemicznych . Ze wzrostem temperatury odporność chemiczna tworzyw sztucznych z reguły maleje . Rozpuszczalniki powodują często pęcznienie tworzyw .
Większość tworzyw sztucznych jest odporna na działanie wody , niektóre nieco pochłaniają wodę , a tylko nieliczne ( polialkohol winylowy ) ulegają rozpuszczeniu .
Tlen powietrza w obecności światła atakuje tylko niektóre tworzywa sztuczne , czemu zapobiega się przez dodanie antyutleniaczy .
Palność tworzyw sztucznych jest zróżnicowana ; od niepalnych ( silikony ) do łatwo palnych ( nitroceluloza ), lecz z reguły mniejsza niż palność monomerów.
Istnieje kilka rodzajów klasyfikacji tworzyw sztucznych nie wyczerpujących całokształtu zagadnienia i nie całkowicie zadowalających , a dokonanych z różnego punktu widzenia .

1.SKŁAD TWORZYW SZTUCZNYCH:

Tworzywa sztuczne są materiałami, w których najistotniejszy składnik stanowią związki wielkocząsteczkowe, syntetyczne lub pochodzenia naturalnego.
Oprócz związku wielkocząsteczkowego tworzywo sztuczne zawiera zwykle składniki dodatkowe, które nadają mu korzystne właściwości użytkowe. Składniami tymi mogą być:

a) Barwniki, substancje naturalne lub syntetyczne, używane do barwienia różnorodnych materiałów (tkanin, papieru, skór, drewna, tworzyw sztucznych, żywności, kosmetyków).
W cząsteczkach barwników znajdują się ugrupowania chromoforowe, dzięki którym związki te selektywnie absorbują promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym, oraz auksochromy, nadające barwnikom powinowactwo do materiałów barwionych.
Ze względu na metodę wykonania barwienia barwniki dzieli się na: bezpośrednie, kwasowe, zasadowe, lodowe, kadziowe, zaprawowe.

Klasyfikacja chemiczna oparta jest na rodzaju ugrupowania chromoforowego. Rozróżnia się (w nawiasie podano chromofor i przykład barwnika danej grupy):
- barwniki azowe (-N=N-, oranż metylowy),
- barwniki chinoidowe (O=C6H4=O, alizaryna),
- barwniki dwufenylometanowe ((Ar) 2C=N, oranż akrydynowy NO),
- barwniki iminochinoidowe (N=C6H4=O lub N=C6H4=N, błękit indofenolowy),
- barwniki azynowe (błękit metylenowy),
- indygoidy (indygotyna),
- barwniki nitrowe (-NO2, kwas pikrynowy),
- barwniki nitrozowe (-NO, trwała zieleń O),
- barwniki polienowe ((-C=C-)n, żółcień chinolinowa),
- barwniki pironowe (pyronina G),
- barwniki trójfenylometanowe ((Ar)2C=Ar, zieleń malachitowa).

b) Pigmenty, substancje barwne, w stanie rozdrobnienia stosowane do wyrobu farb oraz barwienia tworzyw sztucznych, włókien syntetycznych, wyrobów ceramicznych, gumy, papieru.
Pigmenty nieorganiczne, zwane mineralnymi, dzieli się na naturalne (farby ziemne) i sztuczne (sole i tlenki metali otrzymywane sztucznie). Do pigmentów nieorganicznych zalicza się także pigmenty otrzymywane z metali nieżelaznych np. glinu, miedzi i ich stopów.
Pigmenty organiczne, również dzieli się na naturalne i syntetyczne. Naturalne występują w organizmach żywych, np. chlorofil, hemina, sepia, indygo. Natomiast syntetyczne (stanowiące najliczniejszą i najważniejszą grupę pigmentów ze względu na zastosowanie) są najczęściej nierozpuszczalnymi barwnikami: azowymi, antrachinowymi, lakami barwnymi.
Do najważniejszych pigmentów nieorganicznych należą:
- Pigmenty białe: biel cynkowa (ZnO), biel ołowiana, biel tytanowa.
- Pigmenty czarne: sadze.
- Pigmenty żółte: żółcień kadmowa (CdS+BaSO4), żółcień chromowa (PbCrO4), żółcień cynkowa (ZnCrO4⋅Zn(OH)2).
- Pigmenty czerwone: czerwień kadmowa (CdS+CdSe), cynober, glejta ołowiana, minia ołowiana, czerwień żelazowa (Fe2O3).
- Pigmenty zielone: zieleń chromowa (Cr2O3),
-zieleń szwajnfurcka (3Cu(AsO2)⋅ Cu(CH3COO)2).
- Pigmenty brunatne: ochra, umbra. Pigmentów błękitnych: ultramaryna, lazur miedziowy (2CuCO3⋅Cu(OH)2).
Niektóre pigmenty oprócz właściwości barwienia substancji wykazują także inne cechy: świecenie - pigmenty świecące (luminofory) lub zmianę barwy wraz ze zmianą temperatury - pigmenty termoczułe. Mają zastosowanie do produkcji farb świecących i termometrycznych.

c) Stabilizatory, substancje chemiczne zapobiegające lub opóźniające samorzutne i niekorzystne przemiany chemiczne innych substancji, np.: artykułów spożywczych, leków, polimerów, zawiesin i emulsji, do których dodawane są w niewielkich ilościach. Stabilizatory osłabiają działanie czynników termicznych, hydrolitycznych, biologicznych i świetlnych.

d) Napełniacze, wypełniacze, obciążniki, substancje wprowadzane do tworzyw sztucznych, mieszanek gumowych, farb i in. w celu poprawy ich własności mechanicznych, elektroizolacyjnych i przeciwpożarowych oraz obniżenia ich ceny. Najczęściej stosowane napełniacze to: mączka drzewna i kamienna, ziemia okrzemkowa, pył metalowy, sadze, grafit, ścinki, włókna, tkaniny szklane, azbest, miki, a także pigmenty.

e) Zmiękczacze, plastyfikatory, ciecze - na ogół oleiste - o małej lotności
(np. wysokowrzące estry) lub ciała stałe, które mieszają się homogenicznie z polimerem, nie wchodząc z nim w reakcję. Dodatek zmiękczaczy do polimerów powoduje obniżenie temperatury kruchości i mięknienia oraz podwyższenie odkształcalności i sprężystości. Ułatwione zostaje także przetwórstwo polimeru. Zmiękczacze powinny być stabilne chemicznie, nietoksyczne, nie pogarszać własności dielektrycznych polimeru.
Zmiękczacze dzieli się na: pierwszorzędowe, mieszające się z tworzywem w każdym stosunku ilościowym, oraz drugorzędowe, mieszające się w stopniu ograniczonym (w razie nadmiaru zmiękczacz “wypaca się").
Ze względu na pochodzenie zmiękczacze dzieli się na: naturalne, np. olej słonecznikowy, oraz syntetyczne - estry, ketony itp. Do najczęściej stosowanych zalicza się: estry kwasu ftalowego (ftalan dibutylowy, ftalan di(2-etyloheksylowy)), zmiękczacze fosforanowe (fosforan tri (2-etyloheksylowy), fosforan trikretylowy), adypinianowe, sebacyniany, stearyniany (jako zmiękczacz kauczuku i lakierów), epoksydowe oleje roślinne oraz zmiękczacz z estrów kalafonii i jej pochodnych.

Większość związków wielkocząsteczkowych jest zbudowana z wielkiej liczby powtarzających się i połączonych między sobą identycznych elementów podstawowych zwanych merami. Dlatego też związki wielkocząsteczkowe noszą również nazwę polimerów (poli – wiele). Ze względu na pochodzenie można je najogólniej podzielić na trzy podstawowe grupy:
- naturalne związki wielkocząsteczkowe występujące w przyrodzie (celuloza, białko, kauczuk)
- związki wielkocząsteczkowe otrzymywane z polimerów pochodzenia naturalnego w wyniku modyfikacji polegającej na chemicznej zmianie właściwości polimerów naturalnych;
- syntetyczne związki wielkocząsteczkowe wytwarzane na podstawie reakcji chemicznej ze związków małocząsteczkowych.
Związki małocząsteczkowe, które stanowią substancje wyjściowe do otrzymywania syntetycznych związków wielkocząsteczkowych składają się z niewielkiej liczby atomów (nie przekraczającej zwykle kilkunastu) i noszą nazwę monomerów (mono – jeden). Otrzymywanie syntetycznych związków wielkocząsteczkowych polega na łączeniu się między sobą cząsteczek monomerów z wytworzeniem wielkich cząsteczek czyli tzw. makrocząsteczek. Jako substancje małocząsteczkowe stosowane w charakterze monomerów można wymienić np. etylen, styren, chlorek winylu, fenol, formaldehyd. Z monomerów tych otrzymuje się odpowiednie polimery: polietylen, polistyren, poli(chlorek winylu), fenoplasty.

POSTACIE HANDLOWE TWORZYW SZTUCZNYCH:

Do przetwórstwa na wyroby gotowe dostarcza się zwykle tworzywa sztuczne w postaci żywic, tłoczyw lub półwyrobów (półfabrykatów). Żywice sztuczne mogą występować jako tzw. żywice techniczne do bezpośredniego przetwórstwa lub stanowić surowiec wyjściowy do wytwarzania tłoczyw, laminatów, farb i lakierów, klejów i kitów, past lub kompozycji proszkowych do otrzymywania powłok itp.

a) Żywice techniczne są dostarczane użytkownikom w postaci cieczy o różnej konsystencji, najczęściej gęstopłynnej. W skład ich mogą wchodzić niekiedy różne środki pomocnicze, jak napełniacze, zmiękczacze, pigmenty lub barwniki itp. W zależności od przeznaczenia rozróżnia się następujące rodzaje żywic technicznych:
- żywice lane (odlewnicze) do wytwarzania odlewów,
- żywice do produkcji gotowych wyrobów z tworzyw wzmocnionych włóknem szklanym (laminatów) metodą formowania niskociśnieniowego,
- żywice do bezpośredniego wytwarzania powłok ochronnych na metalach,
-żywice do klejenia różnych materiałów,
-żywice do wykonawstwa rdzeni w przemyśle odlewniczym,
- żywice do impregnacji różnych materiałów

b) Tłoczywa są to półprodukty do formowania wyrobów z tworzyw sztucznych pod ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze. Otrzymuje się je z żywic sztucznych z dodatkiem napełniaczy i innych środków pomocniczych. Mogą one mieć postać proszku, granulek, krajanki lub skrawków tekstylnych nasyconych żywicą. Tłoczywa z tworzyw termoplastycznych (np. z polietylenu) są nazywane zwyczajowo granulatem i przetwarza się je przede wszystkim metodą wtrysku lub wytłaczania. Przetwórstwo tłoczyw z tworzyw termoutwardzalnych (np. tłoczyw fenolowych) prowadzi się metodą prasowania lub wtrysku.
Wyroby otrzymywane z tłoczyw noszą nazwę wyprasek.

c) Półfabrykaty (półwyroby) z tworzyw sztucznych uzyskują postać wyrobu gotowego po odpowiedniej obróbce wykończeniowej, która nadaje im ostateczny kształt użytkowy, np. w wyniku: formowania próżniowego, zgrzewania, obróbki wiórowej. Są one dostarczane w postaci folii, płyt, bloków, rur, prętów, węży itp. Do półwyrobów z tworzyw sztucznych zalicza się również laminaty wytwarzane w postaci płyt, rur i prętów.

d) Folie są to elastyczne (w temperaturze pokojowej) wyroby o ograniczonej grubości, około 0,5 mm dla tworzyw twardych i około 1 – 2 mm dla tworzyw miękkich. Dostarcza się je zwykle w postaci ciągłych taśm lub pociętych arkuszy. Folie otrzymuje się metodą wytłaczania, kalandrowania lub odlewania, natomiast przetwarza najczęściej przez formowanie próżniowe i łączy przez zgrzewanie.

e) Laminaty (wyroby warstwowe) są utworzone z wielu warstw nośnika, złączonych w całość za pomocą żywicy – zazwyczaj pod zwiększonym ciśnieniem. W charakterze nośników stosuje się najczęściej tkaniny z włókna szklanego, tkaniny bawełniane lub azbestowe i papier. Do nasycania tych nośników są używane przede wszystkim żywice poliestrowe, epoksydowe, fenolowe, aminowe. Półwyroby z laminatów są materiałami sztywnymi i można je obrabiać mechanicznie.


KLASIFIKACJA TWORZYW SZTUCZNYCH:

Szybki rozwój wytwarzania i przetwórstwa tworzyw sztucznych, wprowadzenie do produkcji nowych gatunków tworzyw oraz rosnąca liczba oznaczeń handlowych zadecydowały o konieczności dokonania klasyfikacji tej grupy materiałów. Próby takiej klasyfikacji podejmowano od dawna, przyjmując różne kryteria podziału. Przy każdej klasyfikacji, jaką próbowano przeprowadzić, wysuwano różne zastrzeżenia. Tak więc należy stwierdzić, że brakuje dotychczas całkowicie zadowalającego i ogólnie przyjętego systemu podziału tworzyw sztucznych. Najbardziej są rozpowszechnione obecnie dwie klasyfikacje tworzyw: chemiczna i technologiczna.





a) Klasyfikacja chemiczna
Za podstawę tej klasyfikacji przyjmuje się metodę otrzymywania związków wielkocząsteczkowych, w wyniku której są wytwarzane tworzywa sztuczne.

- Tworzywa naturalnie modyfikowane są otrzymywane ze związków wielkocząsteczkowych pochodzenia naturalnego przez zmianę ich właściwości. Do tej grupy tworzyw sztucznych zalicza się:
- pochodne celulozy (octan celulozy, octanomaślan celulozy, azotan celulozy, etery celulozy);
- celulozę regenerowaną (celofan);
-pochodne kauczuku (chlorokauczuk, cyklokauczuk, chlorowodorokauczuk)
- tworzywa białkowe (galalit).

- Tworzywa syntetyczne. Za podstawę ich klasyfikacji przyjmuje się ostatni proces polireakcji otrzymując następujące grupy tworzyw sztucznych:
- Tworzywa polimeryzacyjne. Tego typu tworzywa powstają w wyniku polimeryzacji tzn. syntezy monomerów, zachodzącej dzięki obecności wiązań nienasyconych lub na skutek rozerwania nietrwałego pierścienia monomeru. Jeżeli łączą się ze sobą monomery jednakowe to taką reakcję nazywa się homopolimeryzacją, jeżeli różne monomery to kopolimeryzacją. Reakcje te przebiegają bez wydzielania się produktów ubocznych oraz bez przegrupowywania się atomów. Przykładami tworzyw polimeryzacyjnych są polichlorek winylu, polistyren, polioctan winylu, polimetakrylan metylu, polietylen, polipropylen.
- Tworzywa polikondensacyjne powstają na skutek stopniowej kondensacji dwóch różnych monomerów. Polikondensacja zachodzi z wydzielaniem się produktów ubocznych zwykle wody lub amoniaku z reguły w postaci kondensatu ( stąd nazwa polikondensacji ). Dlatego skład chemiczny produktu polikondensacji różni się od składu chemicznego monomerów. Przykładami tworzyw polikondensacyjnych są żywice fenolowe, aminowe, poliestrowe oraz większość poliamidów. Schemat polikondensacji przedstawiono na rysunku:



-Tworzywa poliaddycyjne. Podczas poliaddycji dwie różne składowe tworzą makrocząsteczkę bez wydzielania produktów ubocznych oraz bez wzajemnego nasycania podwójnych wiązań węgla. Często tej reakcji towarzyszy przemieszczenie atomu wodoru w monomerze. Przykładami tworzyw w ten sposób otrzymywanych są żywice epoksydowe, poliuretany.

b) Klasyfikacja technologiczna
Podstawą klasyfikacji są właściwości użytkowe i technologiczne (sposób przetwórstwa) tworzyw sztucznych.

- Elastomery. Są to polimery, które nawet po znacznych odkształceniach wracają do swej pierwotnej postaci lub bardzo do niej zbliżonej. Zdolność do odkształceń podczas rozciągania u elastomerów wynosi nawet do kilkuset procent. Inaczej mówiąc temperatura mięknienia- Tm elastomerów jest niższa od temperatury pokojowej czyli Tm<298 K. Przykłady elastomerów: kauczuki syntetyczne, niektóre odmiany polichlorku winylu. Elastomery z uwagi na możliwość utwardzania przez wulkanizację dzielimy na wulkanizujące i niewulkanizujące. Proces wulkanizacji przebiegający najczęściej w podwyższonej temperaturze, polega na kowalencyjnym wiązaniu sąsiednich makrocząsteczek, w miejscach nienasyconych wiązań, za pomocą siarki, tlenu, selenu lub telluru .
Do wulkanizacji można użyć również ZnO, powstają wtedy mostki tlenowe. Sieciowanie między nienasyconymi atomami węgla może nastąpić również w sposób niekontrolowany, pod wpływem tlenu z powietrza, co jest przyczyną twardnienia gumy i jej utraty zdolności do odkształceń elastycznych ( pękanie gumy ). W miarę wzrostu ilości wprowadzanego środka wulkanizującego przechodzimy od miękkiego i rozciągliwego tworzywa jakim jest guma do twardego i sztywnego ebonitu; na przykład na bieżnik opony stosujemy gumę o zawartości 2-3% siarki, a do budowy skrzynek akumulatorowych używa się ebonitu zawierającego 30-35% siarki. Elastomery niewulkanizujące są to natomiast tworzywa z makrocząsteczkami liniowymi lub rozgałęzionymi, nie podlegające procesowi wulkanizacji. Najbardziej znanymi są polichlorek winylu zmiękczony ( PCWzm ) zwany popularnie igelitem (wykładziny podłogowe, rury, kable, uszczelki, tkaniny ) oraz kopolimer etylenu i propylenu ( wstęgi transporterów, rury gazowe, wysokonapięciowe kable, uszczelki ).
- Plastomery są to tworzywa o Tm> 298K, czyli takie których wydłużenie sprężyste w temperaturze pokojowej na ogół nie przekracza 100%. Plastomery dzielą się w zależności od zachowania się przy nagrzewaniu na termoplasty (tworzywa termoplastyczne ) i duroplasty. Wśród tych ostatnich wyróżnia się termo- i chemoutwardzalne.
- Termoplasty. Tworzywa te ogrzane do wystarczająco wysokiej temperatury miękną aż do plastycznego płynięcia, a po ochłodzeniu ponownie stają się twardym ciałem stałym. Proces ten jest odwracalny pod warunkiem nie przekroczenia temperatury rozkładu tworzywa. Przetwórstwo termoplastów polega na ogrzaniu ich do stanu plastyczności, nadaniu odpowiedniego kształtu, a następnie ochłodzeniu. Tworzywa termoplastyczne mogą być ze sobą łączone przez zgrzewanie, spawanie lub klejenie. Podstawową wadą termoplastów jest bardzo mała odporność na temperaturę. Do najważniejszych termoplastów należą polistyren, poliamidy, polichlorek winylu, polimetakrylan metylu, polietylen, polipropylen, kopolimery ABS oraz polioctan winylu.
- Duroplasty. Tworzywa te cechuje przestrzennie usieciowana budowa, tworząca się pod wpływem podwyższonej temperatury (tworzywa termoutwardzalne) lub czynników chemicznych (tworzywa chemoutwardzalne). W związku z tym tworzywa te są sztywne, nierozpuszczalne, nietopliwe oraz posiadają dobre właściwości elektroizolacyjne. Główną ich wadą jest kruchość i brak możliwości powtórnego kształtowania. Duroplastami są fenoloplasty, aminoplasty, żywice epoksydowe oraz żywice silikonowe.

TWORZYWA WŁÓKIENNICZE:
Pierwszym włóknem, które zapoczątkowało erę materiałów syntetycznych był nylon. Otrzymany został w Ameryce w 1937 roku, a nazwany tak dla upamiętnienia dwóch miast –(New York,London) w których prowadzono intensywne badania nad syntezą związków chemicznych włóknotwórczych.
Duża odporność na ścieranie, rozciąganie, łatwość barwienia- to najważniejsze właściwości tego włókna. W innych krajach otrzymano włókna o podobnych właściwościach: kapron(ZSRR) ,stylon (Polska) perlon i dederon (Niemcy).Służą one nie tylko do wyrobów materiałów podobnych do jedwabiu, ale także do produkcji czasz spadochronów, do produkcji lin, żyłek ,przedmiotów galanteryjnych itp.


NYLON,
Wyjaśnienie pojęcia- handl. nazwa → włókien poliamidowych; wprowadzona przez koncern Du Pont de Nemours (USA), który 1938 rozpoczął ich produkcję na skalę przem.; pierwsze włókno poliamidowe (jedno z pierwszych włókien syntet.).


TEFLON,
amer. nazwa handl. politetrafluoroetylenu; tworzywo niepalne, o dużej wytrzymałości mech. i odporności na działanie wysokiej temperatury (przez dłuższy czas może być poddany działaniu temp. 250C), ma dobre właściwości dielektr., b. mały współczynnik tarcia, jest odporny na działanie chemikaliów i czynników atmosf.; stosowany do wyrobu łożysk bezsmarowych, części armatury, uszczelek, przewodów, wykładziny aparatury chem., naczyń kuchennych i in.; w Polsce produkowany p.n. tarflen.

TARFLEN
handl. nazwa politetrafluoroetylenu produkowanego w Polsce, teflon.

Charakterystyczną właściwością chemiczną tworzyw sztucznych jest ich mała reaktywność i co za tym idzie znaczna odporność na działanie agresywnych substancji chemicznych. Większość tworzyw jest odporna na działanie stężonych, ale zimnych roztworów kwasów i zasad oraz rozpuszczalników organicznych. Zdarzają się jednak wyjątki. Ze wzrostem temperatury odporność termiczna tworzyw sztucznych maleje. Najbardziej odpornym tworzywem jest teflon, polimer zawierający oprócz węgla tylko atomy fluoru.
W temperaturze pokojowej teflon nie reaguje z żadną substancją i nie rozpuszcza się w żadnym rozpuszczalniku. Teflon nie pali się, a mięknie dopiero po ogrzaniu do temperatury 250*C. Znalazł liczne zastosowania, między innymi do pokrywania naczyń kuchennych.