POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
1
Polymery a plasty v praxi
POLYSTYREN & KOPOLYMERY STYRÉMU
RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc.
pospisil@polymer.cz
pospisil@gascontrolplast.cz
29716@mail.muni.cz

25. 3.2013

11. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYVINYCHLORID 4 - 2013
2
Giulio Natta
Born
26 February 1903
Imperia, Italy
Died
2 May 1979 (aged 76)
Bergamo, Italy
Nationality
Italian
Fields
Organic chemistry
Alma mater
Politecnico di Milano
Known for
Ziegler-Natta catalyst
Notable awards
Nobel Prize in Chemistry (1963)
Lomonosov Gold Medal (1969)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/13/Giulio_Natta_Nobel.jpg/180px-Giulio_Natta_
Nobel.jpg

POLYSTYREN & KOPOLYMERY STYRÉMU
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
3
•HOMOPOLYMER STANDARDNÍ POLYSTYREN (PS) •KOPOLYMER HOUŽEVNATÝ POLYSTYREN (HIPS – High Impact PS)
•TERPOLYMER AKRYLONITRIL – BUTADIEN - STYREN (ABS)
• Řada dalších kopolymerů …………….

POLYSTYREN (zkratky PS, HIPS)  - základní informace 1
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
4
File:Polystyrene.svg Soubor:Styren.svg
POLY(1-FENYLETYLEN)

POLYSTYREN - základní informace 2
•PS je typickým příkladem AMORFNÍHO TERMOPLASTU •AMORFNÍ TERMOPLAST charakterizuje TEPLOTA SKELNÉHO
PŘECHODU •TEPLOTA SKELNÉHO PŘECHODU PS je cca. 90 °C (může se lišit při kopolymeraci a u HIPS)
•
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
5

25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
6
výroba PS _ 24032013809.jpg

PS  - základní informace 3
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
7
Tg__________623.jpg Tg versus tuhost ----624.jpg
•Tuhost versus Tg & Tm
•Tg měřené pomocí DSC

PS – technologie výroby
•Výroba:
•Suspenzní (dominantní)
•Blokový (minoritní, ale velmi čistý)
•Zpěňovatelný
•Dodavatelská forma:
•Granulát
•Mikrokuličky (Zpěňovatelný)
–
–
•
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
8

PS – technologie zpracování
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
9
•Vstřikování (cca. 75 % výroby) – LEGO, Igráček, vláčky PIKO atd.
•Zpěňování
•Vytlačování > tvarování za tepla (termoforming)
•

25. 3. 2013
PLASTY V PRAXI MU VSTŘIKOVÁNÍ 25032013
10
vSTŘIKOVACÍ CYKLUS_ 24032013812.jpg

Co to je houževnatý PS?
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
11
HIPS řezy _ 24032013811.jpg

Houževnatý PS (HIPS) versus standardní PS (Crystal clear)
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
12
HIPS _ 24032013810.jpg

Proč jsou styrénové termoplasty vhodné pro vstřikování?
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
13
•Smrštění výrobku
•Co to je smrštění výrobku?
•Jaká smrštění rozlišujeme?
•Semikrystalické versus amorfní termoplasty
•Normy na smrštění (ČSN, ISO, ASTM, ….)

Výroba zpěňovatelného PS
•Pouze homopolymer
•Během suspenzní polymerace se přidá n-PENTAN (b.v. 36 °C) •Ten je zadržen ve výsledném produktu,
tzv. PERLIČKÁCH •Omezená skladovatelnost, protože může n-pentan vytěkat!
•
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
14

Technologie zpěňování PS
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
15
•Předpěnění,
–Zrání
•Dopěnění
•
•
•
Původní perlička
Předpěněná částice (20 – 50x větší objemově)
ZRÁNÍ > pentan ven, vzduch dovnitř
DOPĚNĚNÍ

Pokovování ABS
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
16
•Odmaštění
•Přeúprava povrchu oxidací > dříve „chromsírovka“, dnes asi peroxid vodíku nebo kyselina fosforečná
s KMnO4 > polární povrch
•Nános galvanicky Cu nebo Ag
•Chromování
•Většina drobných chromovaných dílů do koupelen a na pračkách je chromované ABS!

Vstřikování semikrystalických versus AMORFNÍCH TERMOPLASTŮ
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
17
•cp = f (T) celkem podobné u semi i amorf
DHt = u amorf NENÍ! U PP je např. 100 mJ/g u reálných vzorků s KRYSTALINITOU cca. 60 % hmot. • semi
tedy musíme napřed teplo dodat a pak toto odebrat!

Lepení PS a jeho kopolymerů 1
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
18
•Rozpouštědla pro PS:
–PS je rozpustný v mnoha organických rozpouštědlech
–Mnohá další rozpouštědla vyvolávají v PS mikrotrhliny, tzv. cracking
•Lepení rozpouštědly :
–Rychle leptající: toluen, chlorbenzen, trichloretylen, dichloretan, chloroform, …
–POMALU leptající: metylacetát, etylacetát, metyletylketon, cyklohexan, …
–
•
–
•

Lepení PS a jeho kopolymerů 2
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
19
•Lepení lepidly:
–Roztoky PS a jeho kopolymerů v metyletylketon > plastikové modely letadel
–Epoxidová lepidla > přeúprava povrchu oxidací > dříve „chromsírovka“, dnes asi peroxid vodíku nebo
kyselina fosforečná s KMnO4
•
–
•

Lepení zpěněného PS
25. 3.2013
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYSTYREN_5 - 2013
20
•Lepení rozpouštědly a roztoky PS: NE
•DISPERZNÍ LEPIDLA:
–akrylátové,
–vinylacetátové,
– …………..
•Dvousložková lepidla
–Epoxidová, i k lepení na jiné podklady (dřevo, kov, ..)
–
•
–
•