POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 1 Polymery a plasty v praxi RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. pospisil@polymer.cz pospisil@gascontrolplast.cz 29716@mail.muni.cz 16.2.2015 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 2 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 • Přírodní polymery • Cvičení z chemie polymerů POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 3 LEKCE datum téma 1 16.II. Úvod do předmětu - Základy syntézy polymerů. Struktura a názvosloví polymerů 2 23.II. Polyetylén a kopolymery etylénu 3 2.III. Polypropylén a kopolymery propylénu 4 9.III. Polyvinylchlorid, měkčené a neměkčené PVC 5 16.III. Styrénové termoplasty 6 23.III. Polyamidy 7 30.III. Polyestery 8 6.IV. VELIKONOCE 9 13.IV. Fenolformaldehydové pryskyřice 10 20.IV. Epoxidové pryskyřice, Polyuretany 11 27.IV. Polyesterové pryskyřice, Degradace polymerů – základní informace 12 4.V. Silikony, Síťované elastomerní materiály 13 11.V. KOLOKVIUM 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 4 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 16.2.2015 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 1-2015 5 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. • 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 6 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 • 16.2.2015 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 1-2015 7 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 8 Literatura 16.2.2015 •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 • • 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 9 AN INTRUDUCITIN TO MATERIALS VOL_ 1_174.jpg 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 10 SCI FOR CONS vol 2 CLEANING 1 481.jpg 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 11 ADHESIVES & COATING607.jpg POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 12 Bez názvosloví to nepůjde 16.2.2015 •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 1-2015 13 Příklad názvosloví 1 16.2.2015 •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 1-2015 14 Příklad názvosloví 2 16.2.2015 •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 1-2015 15 Jak se v tom vyznat? 16.2.2015 •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 • • • Na co se spotřebovává ropa? •Kolik tun ropy spotřebuje cca. ročně ČR? •Jaký podíl ropy se spotřebuje na plasty v ČR? •Jaké plasty vyrábíme v ČR? •……….………. t/rok • •……………..… % •…………………… •…………………… •…………………… •…………………… •…………………… leden 2015 POLYMERY A PLASTY školení GCP 16 leden 2015 POLYMERY A PLASTY školení GCP 17 018.jpg leden 2015 POLYMERY A PLASTY školení GCP 18 019.jpg 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 19 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 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 20 Rozdělení •PLAST – polymer + aditiva (EXISTUJÍ VÝJÍMKY) •Plasty –TERMOPLASTY –TERMOSETY •Vulkanizáty –Kaučuk –Kaučuk + VULKANIZEČNÍ PŘÍSADY > PRYŽ = VULKANIZOVANÝ KAUČUK – – 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 21 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 • • 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 22 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!) • 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 23 Vzhůru k názvosloví 1! 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 24 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! 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 25 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) 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 26 NOMENKLATIRA CZ 1 _588.jpg 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 27 NOMENKLATURA CZ 2 _589.jpg 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 28 NOMENKLATURA CZ 23_590.jpg 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 29 NOMENKLATURA CZ 4_591.jpg STRUKTURA Polymerů 1 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 30 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Možné struktury makromolekul WIKI ENG 17022013.png To přenecháme do MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE STRUKTURA Polymerů 2 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 31 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 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 32 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search struktura makromolekuly 1592.jpg a – lineární, b – větvená, c - síťovaná STRUKTURA Polymerů 4 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 33 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Síťovaná struktura polyesteru struktura makromolekuly 1595.jpg STRUKTURA Polymerů 5 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 34 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Lineární amorfní polymer - struktura struktura makromolekuly 1593.jpg STRUKTURA Polymerů 6/1 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 35 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 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 36 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Lineární semikrystalický polymer – struktura (a – krystalické domény) struktura makromolekuly 1594.jpg STRUKTURA Polymerů 7 - PE 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 37 From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search Typický semikrystalický plast PE podle hustoty a struktury597.jpg Může se to lišit v různých knihách! STRUKTURA Polymerů 8 - PE 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 38 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. 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 39 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 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 40 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 41 okap 1 175.JPG 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 42 okap 1 176.JPG 16.2.2015 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 43 POLYMERY A PLASTY V PRAXI - BIRD NESTING RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 44 skenovat0011.jpg skenovat0012.jpg Slovníček Squirrel veverka Woodpecker datel Chicks ptáčátka Feeding place krmítko nesting hnízdiště, ptačí budka 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 45 16.2.2015 POLYMERY A PLASTY V PRAXI 1-2015 46 \\Pc171\scan\C5.jpg