POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 1 Polymery a plasty v praxi RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. pospisil@polymer.cz pospisil@gascontrolplast.cz 29716@mail.muni.cz 17.2.2014 Vy, kteří jste si předmět zatím zapsali 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 2 Učo Student Studium 1. 408753 Hegerová, Jana 2. 391401 Kuchaříková, Hana 3. 408106 Mikuličáková, Markéta 4. 409113 Pávková, Jana 5. 426951 Ruban, Liubov 6. 408829 Singerová, Zuzana 7. 408728 Slachová, Veronika 8. 112252 Zejdová, Veronika 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 3 Kde pracuji POLYMER INSITUTE BRNO, Brno GASCONTROPLAST , Havířov Čím se zabývám POLYMER INSITUTE BRNO Brno Materiálový výzkum, koncentráty pro zpracování termoplastů GASCONTROPLAST Havířov Technologický výzkum – výroba trubek a desek Kde a co učím VUT, FCH, Ústav chemie materiálů • Recyklace a likvidace polymerního odpadu • Navrhování výrobků z plastů MU, Fakulta přírodovědecká, obor chemie • Recyklace plastů a pryží •Polymery a plasty v praxi • Cvičení z chemie polymerů POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 4 LEKCE datum téma 1 17.II. Úvod do předmětu - Základy syntézy polymerů. Struktura a názvosloví polymerů 2 24.II. Polyetylén a kopolymery etylénu 3 3.III. Polypropylén a kopolymery propylénu 4 10.III. Polyvinylchlorid, měkčené a neměkčené PVC 5 17.III. Styrénové termoplasty 6 24.III. Polyamidy 7 31.III. Polyestery 8 7.IV. Polyuretany 9 14.IV. Fenolformaldehydové pryskyřice 10 21.IV. Epoxidové pryskyřice VELIKONOCE, bude jen vloženo elektronicky 11 28.IV. Polyesterové pryskyřice, Degradace polymerů – základní informace 12 5.V. Silikony, Síťované elastomerní materiály 13 13.V. KOLOKVIUM 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 5 E - LEARNING Přednášky Budou vystaveny na e-learning Chřipková epidemie a podobné problémy Přednáška bude vystavena na e-learning Dotazy a připomínky Zasílat na moji FAKULTNÍ Intranetovou adresu 17.2.2014 Organická chemie Názvosloví monomerů Fyzika Základní pojmy o vztahu mechanického napětí tělesa a jeho deformaci Co byste měli předem vědět („Prerequitisities“) POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 6 Cíle předmětu •Seznámit studenty se základními syntetickými polymerními materiály, jejich vlastnostmi a použitím. Důraz bude kladen na použití v práci konzervátora a restaurátora. Otázkám mechanizmu polymerací bude věnována minimální pozornost, protože toto pokrývá přednáška MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE. • 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 7 Vztah tohoto předmětu k jiným předmětům •Polymery a plasty v praxi – základní informace o názvosloví, vlastnostech a hlavně POUŽITÍ •MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE - pokročilá informace o mechanismu a kinetice vzniku syntetických polymerů (POLYREAKCE) a FYZIKA POLYMERŮ •Technologie zpracování plastů > VUT FCH, Ústav chemie materiálů •Navrhování výrobků z plastů > VUT FCH, Ústav chemie materiálů •Degradace a stabilizace polymerů > VUT FCH, Ústav chemie materiálů • 17.2.2014 Co si můžeme představit pod pojmem „ Polymery a plasty v praxi “? •Výtvarné hledisko > průmyslové výtvarnictví (design) > příklad PET láhev •Konstrukční hledisko > „klasický přístup“ X MKP (FEM) •Technologické hledisko > nástroj, výroba •Materiálové hledisko > volba hmoty na daný výrobek a aplikaci > POUŽITÍ POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 8 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 9 Literatura 17.2.2014 •Mleziva J., Šňupárek J.: Polymery – výroba, struktura, vlastnosti a použití, ISBN 80-85920-72-7, Sobotáles, Praha , 2000, 2, vydání •Štěpek J., Zelinger J., Kuta A.: Technologie zpracování a vlastnosti plastů, SNTL Praha, 1989 •Mleziva J., Kálal J.: Základy makromolekulární chemie, SNTL Praha, 1986 •Zelinger J., Heidingsfeld V., Kotlík P., Šimůnková E.: Chemie v práci konzervátora a restaurátora, ACADEMIA Praha, 1987 •Schätz M.: Polymery ve výtvarné praxi, SPN Praha, 1984 •Schätz M.: Moderní materiály ve výtvarné praxi, SNTL Praha, 1982 •Nicholson J. W.: The Chemistry of Polymers, ISBN 0-85186-413-9, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 1991 •Allen N. S., Edge M., Hoire. C. V.: Polymers in Conservation. Royal Society of Chemistry 1992 • • 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 10 AN INTRUDUCITIN TO MATERIALS VOL_ 1_174.jpg 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 11 SCI FOR CONS vol 2 CLEANING 1 481.jpg 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 12 ADHESIVES & COATING607.jpg POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 13 Bez názvosloví to nepůjde 17.2.2014 •IUPAC – STRUKTURNÍ NÁZEV > ZMÍNÍME POUZE KRÁTCE > podrobněji v předmětu „Makromolekulární chemie“ (doc. Ing. Šindelář, Ph.D.) •TRIVIÁLNÍ NÁZEV > toto budeme používat •ZKRATKA POLYMERU > toto budeme používat •OBCHODNÍ NÁZEV > toto budeme ČASTO používat • • POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 14 Příklad názvosloví 1 17.2.2014 •STRUKTURNÍ NÁZEV - poly(ethylen) •TRIVIÁLNÍ NÁZEV – polyethylen (polyetylén) •ZKRATKA POLYMERU – LDPE (nízkohustotní – LD, polyethylen – PE) •OBCHODNÍ NÁZEV - Bralen NA 7-25 (NA – zkratka použití, 7-25 – číselný kód vlastností) • • • POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 15 Příklad názvosloví 2 17.2.2014 •STRUKTURNÍ NÁZEV - poly(1-fenylethylen) •TRIVIÁLNÍ NÁZEV - polystyrén •ZKRATKA POLYMERU – PS •OBCHODNÍ NÁZEV – Krasten 552 (552 – použití & číselný kód vlastností) • • • POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 16 Jak se v tom vyznat? 17.2.2014 •STRUKTURNÍ NÁZEV - musí mít každý polymer! •TRIVIÁLNÍ NÁZEV – mají jen v praxi běžně používané polymery •ZKRATKA POLYMERU – mají spíše jen průmyslově běžně používané polymery, ale jsou VÝJÍMKY •OBCHODNÍ NÁZEV – mají jen průmyslově VYRÁBĚNÉ MATERIÁLY • • • 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 17 Rozdělení •Monomer, oligomer, makromolekula, polymer, plast •Monomer – molekula (molekuly) mající schopnost opakováním reakce vytvářet lineární či větvenou makromolekulu či oligomer •Oligomer – spojení 2 – 10 molekul (monomeru) •Makromolekula – molekula vzniklá spojováním menších molekul (monomerů) ve velkou molekulu, > 10 jednotek monomeru •Polymer – látka složená z makromolekul, látka bez aditiv 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 18 Rozdělení •PLAST – polymer + aditiva (EXISTUJÍ VÝJÍMKY) •Plasty –TERMOPLASTY –TERMOSETY •Vulkanizáty –Kaučuk –Kaučuk + VULKANIZEČNÍ PŘÍSADY > PRYŽ = VULKANIZOVANÝ KAUČUK – – 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 19 TROCHU CIZOJAZYČNÉ TERMINOLOGIE 1 Polymer Polymer Polymerace Polymerization Název podle Americké chemické společnosti (liší se od IUPAC názvu) ACS name (American Chemical Society Name) Plast, obvykle TERMOPLAST Plastic, Thermoplastic (Resin am.) Pryskyřice, TERMOSET (rozdíl od např. přírodních pryskyřic) Thermoset, Thermosetting plastic, (Resin am.) Tavenina Melt Zpracování Processing Vlastnost Property Tuhost Stiffness Tvrdost Hardness Průhlednost Transparency, Optical clarity Houževnatost Impact strength SLOVNÍKY •Slovníky •Elektronické •Lingea Lexikon, 2. vydání, včetně technického a ekonomického slovníku • •Tištěné •Slovník vstřikování plastů ISBN 80-7225-153-8 •Anglicko – český automobilový slovník ISBN 80-7226-52-9 •Anglicko – český letecký slovník ISBN 80-85927-92-6 •Anglicko – český velký chemický slovník ISBN 978-80-7080-793-4 • • 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 20 Je to tvrdé nebo je to měkké •Je to tvrdé •„Je to tvrdé, tak je to BAKELIT“ •Toto je typický laický výraz, kterého by se měl kvalifikovaný chemik (alespoň Bc.) VYVAROVAT •Vynálezce Leo Hendrik Baekeland > fenolformaldehydová pryskyřice (TERMOSET) •Je to měkké •„Je to měkké, tak je to IGELIT“ •Toto je typický laický výraz, kterého by se měl kvalifikovaný chemik (alespoň Bc.) VYVAROVAT •Výrobce IG Farben > měkčené PVC >obchodní název s ® (firma už NEXISTUJE!) • 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 21 Vzhůru k názvosloví 1! 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 22 Polymer Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) Acrylic (PMMA) Celluloid Cellulose acetate Polyurethane (PU) Ethylene-Vinyl Acetate (EVA) Ethylene vinyl alcohol (EVOH) Fluoroplastics (PTFE, alongside with FEP, PFA, CTFE, ECTFE, ETFE) Polyvinyl acetate (PVA) Polyoxymethylene (POM or Acetal) Polyphenylene oxide (PPO) Vzhůru k názvosloví 2! 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 23 Polymer Polyamide (PA or Nylon) Polybutadiene (PBD) Polybutylene (PB) Polycaprolactone (PCL) Polyethylene terephthalate (PET) Polycarbonate (PC) Polyethylene (PE) Polylactic acid (PLA) Polypropylene (PP) Polystyrene (PS) Polyvinyl chloride (PVC) 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 24 NOMENKLATIRA CZ 1 _588.jpg 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 25 NOMENKLATURA CZ 2 _589.jpg 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 26 NOMENKLATURA CZ 23_590.jpg 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 27 NOMENKLATURA CZ 4_591.jpg STRUKTURA Polymerů 1 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 28 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Možné struktury makromolekul WIKI ENG 17022013.png To přenecháme do MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE STRUKTURA Polymerů 2 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 29 File:Polymer Branch.svg From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search File:Polypropylene.svg Větvení makromolekuly POLYPROPYLEN – obvykle není větvený STRUKTURA Polymerů 3 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 30 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search struktura makromolekuly 1592.jpg a – lineární, b – větvená, c - síťovaná STRUKTURA Polymerů 4 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 31 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Síťovaná struktura polyesteru struktura makromolekuly 1595.jpg STRUKTURA Polymerů 5 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 32 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Lineární amorfní polymer - struktura struktura makromolekuly 1593.jpg STRUKTURA Polymerů 6/1 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 33 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search img151.jpg img152.jpg Barvy jsou udělány digitálním zpracováním obrazu! Může to vypadat výtvarně zajímavě. Krystalizace v podobě tzv. SFÉROLITŮ. Ty jsou v objemu kulovité, ale v ploše kruhovité. STRUKTURA Polymerů 6/2 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 34 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Lineární semikrystalický polymer – struktura (a – krystalické domény) struktura makromolekuly 1594.jpg STRUKTURA Polymerů 7 - PE 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 35 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Typický semikrystalický plast PE podle hustoty a struktury597.jpg STRUKTURA Polymerů 8 - PE 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 36 Typický semikrystalický plast struktura makromolekuly 1596.jpg STRUKTURA Polymerů 9 •Nízkomolekulární krystalická látka – krystaly velikosti mm až cm, krystalinita >> 100 % hmot. •Semikrystalický polymer – krystaly velikosti 102 nm až 103 nm, krystalinita < 100 % hmot., typicky okolo 50 ± 30 % hmot. •Amorfní polymer – krystalinita 0 % hmot. 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 37 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Typický semikrystalický plast - PE Typ PE Hustota (g/cm3) Obchodní název LDPE 0,921 Bralen NA 7-25 HDPE 0,962 Liten MB 72 UHMWPE 0,940 GUR 4113 UHMW-PE LLDPE 0,925 Flexirene MT 40 A 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 38 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 39 okap 1 175.JPG 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 40 okap 1 176.JPG 17.2.2014 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 41 POLYMERY A PLASTY V PRAXI - BIRD NESTING RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 42 skenovat0011.jpg skenovat0012.jpg Slovníček Squirrel veverka Woodpecker datel Chicks ptáčátka Feeding place krmítko nesting hnízdiště, ptačí budka 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 43 17.2.2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2014 44 \\Pc171\scan\C5.jpg