POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
1
Polymery a plasty v praxi
POLYESTERY
&
 POLYESTERY
RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc.
pospisil@polymer.cz
pospisil@gascontrolplast.cz
29716@mail.muni.cz

15. 4. 2013

POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
2
ČASOVÝ PLÁN
LEKCE
datum
téma
1
18.II
Úvod do předmětu - Základy syntézy polymerů. Struktura a názvosloví polymerů
2
25.II
Polyetylén a kopolymery etylénu
3
4.III
Polypropylén a kopolymery propylénu
4
11.III
Polyvinylchlorid, měkčené a neměkčené PVC
5
18.III
ODPADLO PRO NEMOC
6
25.III
Styrénové termoplasty
7
1.IV
VOLNO PONDĚLÍ VELIKONOČNÍ (přednáška bude jen vložena elektronicky) Polyestery
8
8.IV
Polyamidy
9
15.IV
POLYESTERY & POLYESTEROVÉ PRYSKYŘICE
10
22.IV
Fenolformaldehydové pryskyřice
11
29.IV
EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE
12
6.V.
Silikony
13
13.V.
Síťované elastomerní materiály & Polyuretany
14
20. V.
Exkurze na POLYMER INSITUTE BRNO nebo přednáška Degradace polymerů – základní informace
15. 4. 2013

POLYESTERY – trochu chemie
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
3
•Na rozdíl od PE, PP, PVC a PS vznikají POLYKONDENZACÍ (co to je, rozdíl od např. radikálově
iniciované polymerace) •POLYKONDENZACE – zde funkční skupiny –OH a –COOH
•Termoplastické polyestery
•Termosetické polyestery
•
•

POLYESTERY - trochu chemie
•TECHNICKÝ NÁZEV: POLYESTER
•TRIVIÁLNÍ NÁZEV (příklad): polyethylentereftalát
•Zkratka (příklad): PETP
•IUPAC název (příklad): poly(oxyethylenoxytereftaloyl)
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
4
PETP vzorec 14042013846.jpg

POLYESTERY
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
5
•Termoplastické polyestery
•Polyethylentereftalát, zkratka: PETP
•Polybutylentereftalát, zkratka: PBTP
•Termosetické polyestery
•Patří sem mnoho polymerů různého složení, zkratka: UP (Unsaturated Polyesters – NENASYCENÉ
POLYESTERY),
•

POLYESTERY – MATERIÁLY BEZPOČTU POUŽITÍ
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
6
•Termoplastické polyestery
•Vstřikování, hlavně jako kompozity se skleněným vláknem
•Vytlačování
–Vlákna & monofily (nejrozšířenější vlákno na světě, cca. 40 mil t/rok)
–Fólie
–Vázací pásky
–Desky
•VYFUKOVÁNÍ lahví  - od roku 1973
–

POLYAMIDY versus POLYESTERY
•POLYAMIDY
•SEMIKRYSTALICKÝ TERMOPLAST •Krystalinita  jen 30 – 50 % hmot.
•PA6
•Tg (SUCHÝ) 70 °C
•Tm 220 °C
•PA66
•Tg (SUCHÝ) 80 °C
•Tm 264 °C
•NASÁKAVOST VODY:
• jednotky % hmot.
•
•TERMOPLASTICKÉ POLYESTERY
•SEMIKRYSTALICKÝ TERMOPLAST •Krystalinita  jen 30 – 50 % hmot
•PBTP
•Tg  50 °C
•Tm 220 °C
•PETP
•Tg  67 °C
•Tm 266 °C
•NASÁKAVOST VODY:
• DESETINY % hmot.
•.
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
7

POLYAMIDY versus POLYESTERY
•POLYAMIDY
•TERMOPLASTICKÉ POLYESTERY
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
8
•Vstřikování –
•Vlákna - Ż
•Fólie – Ż
•Desky – Ż
•Láhve – Ż
•
•Vstřikování - Ż
•Vlákna –
•Fólie –
•Desky – Ż
•Láhve –
•
•

Termoplastické polyestery - PBTP
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
9
•Polybutylentereftalát, zkratka: PBTP
•Použití: hlavně vstřikování jako kompozit s krátkými skleněnými vlákny •Ostatní technologie
(vytlačování, vyfukování) jsou minoritní •HLAVNÍ NEDOSTATEK PBTP i PETP oproti POLYAMIDŮM je NÍZKÁ
HOUŽEVNATOST •Dalším je vysoká citlivost na vlhkost při zpracování, nutno sušit < 0,03 % vody
•

Termoplastické polyestery - PETP
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
10
•RŮZNÉ ZKRATKY PRO Polyethylentereftalát
•Polyethylentereftalát semikrystalický, zkratka: PETP nebo PET nebo u „textiláků“ PES
•Polyethylentereftalát semikrystalický, ale PRUDCE OCHLAZENÝ > nemá krystalickou fázi > APET
(Amorfní PET) •Polyethylentereftalát semikrystalický RECYKLOVANÝ (OBVYKLE Z LAHVÍ) zkratka: RPET
•Polyethylentereftalát NEKRYSTALIZUJÍCÍ (kopolymer), zkratka: PETG (Glassy)
•
•

Termoplastické polyestery - PETP
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
11
•Polyethylentereftalát, zkratka: PETP
•Použití: hlavně vlákna (zvlákňování z taveniny)
–Kablík (nekonečné vlákno)
–Hedvábí a kord (nekonečné vlákno)
– Střiž (krátká vlákna) > směsování s vlnou, bavlnou, atd.
•Dloužení dvoustupňově, pak srážení nebo fixace
•Kopolykondenzace – kyselina isoftalová nebo 5-sulfoizoftalová > BARVITELNOST POVRCHOVĚ, jinak jen
ve hmotě (barviva a pigmenty – čím se liší?)

Termoplastické polyestery - PETP
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
12
kyselina izoftalová14042013848.jpg kyselina izoftalová14042013848.jpg
Kyselina izoftalová
Kyselina 5-sulfo sodium izoftalová

Termoplastické polyestery – PETP fólie I
•Neorientované
•Cca. 60 – 600 mm
•Použití termoforming – blistrové balení
•Často využíván recyklát z lahví
•Koextruze s PETG (A-B nebo A-B-A > lepší svařitelnost), PETG je vrstvou A
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
13

Termoplastické polyestery – PETP fólie II
•ORIENTOVANÉ
•Většinou BIAXIÁLNÍ ORIENTACE (BOPET)
•Cca. 10 – 150 mm
•Použití – balení a elektrotechnika
•Často koextruze s PP či PE (A-B nebo A-B-A > lepší svařitelnost), PP či PE je vrstvou A
•Téměř nikdy není využíván recyklát z lahví
•
•
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
14

PETP fólie v práci restaurátora a konzervátora
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
15
•Separační fólie při zažehlování (obdobou jsou fólie na pečení) > lze jít do cca. 200 °C
•Transparentní obálky na dokumenty
•Tkané i netkané podložky při restaurování obrazů (RENTOALÁŽ  - CO TO JE?)
•

Termoplastické polyestery
 PETP láhve
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
16
•DRUHÉ NEJROZŠÍŘENĚJŠÍ POUŽITÍ
•Postupně vytlačil z balení minerálek a dalších nealkoholických nápojů PVC •Technologie: ISBM
(Injection Stretch Blow Moulding)
•Předlisek > ohřátí > rozfouknutí
•Vratné X nevratné láhve
•Recyklace PETP

POLYESTERY – MATERIÁLY BEZPOČTU POUŽITÍ
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
17
•Výzkum a vývoj termosetických polyesterů má centrum v Pardubicích, a to jak na TU (dříve VŠCHT)
Pardubice, tak ve výzkumném ústavu  SYNPO (dříve VÚSPL)
•
•Kompozitní materiály se skleněným vláknem
•Lepidla
•Tmely
•Nátěrové hmoty (alkydy)
•
•

15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
18
Nátěrové hmoty (alkydy)
•Dikarboxylová kyselina nebo její anhydrid
•+
•Alkoholy s třemi nebo čtyřmi –OH skupinami
•PŘÍKLAD:
•Kys. Ftalová (ftalahydrid)
•+
•Glycerol nebo pentaerytritol
•Pro zlepšení rozpustnosti se přidávají mastné kyseliny a/nebo kalafuna

POLYESTEROVÁ lepidla a tmely
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
19
•Rozdíly
•LEPIDLA – obvykle nízkoviskózní, bez anorganických plniv, nanášejí se jen v tenké vrstvě •TMELY –
středně až vysokoviskózní, obsahují organická (např. dřevitá moučka) nebo anorganická plniva
(kovové prášky, vápenec, mastek atd.) případně i pigmenty a barviva, nanášejí se v silné vrstvě,
zaplňují spáry atd.

POLYESTEROVÉ tmely
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
20
•UP dávají možnost téměř nekonečného množství receptur tmelů
•POLYMERBETON – směs UP + písek + kamenivo + cement + anorganická plniva + pigmenty + … >
restaurování kamene, jinak technické použití (ACO Přibyslav) •Tmely s dřevitou moučkou – opravy
dřeva. Moučku lze mít různé zrnitosti i druhu dřeva, možnost dobarvení

POLYESTEROVÉ kompozitní materiály se skleněným vláknem
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
21
•UP = Roztoky nenasycených polyesterů v polymerace schopných monomerech •Při vytvrzování (síťování)
dochází k reakci (obvykle iniciované peroxidy) nenasycených polyesterů  a nenasyceného monomeru
(obvykle styrén)

NENASYCENÉ POLYESTERY
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
22
UP před a po vytvrzení14042013847.jpg
 A - PŘED VYTVRZENÍM
 B - PO VYTVRZENÍ

NENASYCENÉ POLYESTERY - vytvrzování
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
23
 A - PŘED VYTVRZENÍM
 B - PO VYTVRZENÍ
vytvrzování UP 15042013849.jpg

POLYESTEROVÉ kompozitní materiály se skleněným vláknem
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
24
•Kyselinová složka – obvykle maleinanhydrid či kyselina fumarová •Diolová složka – obvykle
etyleglykol nebo propylenglykol
•Síťující monomer – obvykle styrén
•Iniciátor – redox systém na bázi organického peroxidu
•UP jsou zásadně dvousložkové

POLYESTEROVÉ kompozitní materiály se skleněným vláknem
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
25
•Výroba UP v České republice – SPOLCHEMIE  Ústí nad Labem •Lepidla a tmely na bázi UP v České
republice - SPOLCHEMIE  a různé menší firmy
•Prepregy – co to je, použití

Lepení POLYESTERŮ
•Používají se nenasycené polyestery > UP
•Proti stékání se přidávají plniva, nejlepší je asi SiO2 s řetízkovou strukturou primárních
nanočástic „Fumed silica“ > TIXOTROPNÍ VLASTNOSTI > teče je je-li vystaven smykovému napětí
•Pružnost spoje > delší –CH2- řetězec dikarboxylové kyseliny nebo dialkoholu (kys. adipová,
dietylenglykol)
15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
26

15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
27
ARMATURA UP 15042013850.jpg ARMATURA UP _2_15042013851.jpg ARMATURA UP _3_15042013852.jpg

15. 4. 2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2013
28
ARMATURA UP _4_15042013853.jpg ARMATURA UP _5_15042013854.jpg