VOSKY, ASFALTY A BITUMENY

VOSKY, ASFALTY A BITUMENY

Vosky – rostlinn Mají malou mechanickou pevnost, malou navlhavost, jsou ve vodě

- živočišné nerozpustné, při tuhnutí mají vysokou smrštivost.

- syntetické

Podle polárnosti vosky dělíme:

- nepolární vosky

- ozokerit (zemní vosk) – získává se z povrchových nalezišť ropy

- ceresin – získává se rafinací ozokeritu

Použití: zalévací hmota traf, kondenzátorů.

- parafín – směs tuhých uhlovodíků. Získává se rafinací minerálních olejů.

Teplota tavení 48-60°C, nízká permitivita (2,2 – 2,9), výborné

elektroizolační vlastnosti, minimálně navlhavý.

Použití: impregnace papíru

- slabě polární vosky

- včelí vosk – použití: vysokofrekvenční technika.

- karnaubský vosk – rostlinný, křehký, tvrdý

Použití: přísada do jiných vosků pro zlepšení jejich mechanických

vlasností

- polární vosky – syntetické – vyrábějí se pro lepší vlastnosti, vysokou permitivitu, ale mají 

poměrně velký ztrátový činitel.

- chlorovaný naftalen – nehořlavý, neoxiduje, teplota tavení 90 – 135°C, je ekologicky

závadný.

Asfalty a bitumeny – amorfní látky složené ze směsi uhlovodíků. Narozdíl od vosků jsou to látky tvrdé a křehké, mají lasturovitý lom, rozpustné v benzínu a aromatických uhlovodíkách.

Minimálně hydroskopické, nepropouštějí vodní páru.

Asfalty – přírodní nerostné látky – teplota tavení 50-160°C

Bitumeny – vznikají oxidací těžkých frakcí destilace ropy – teplota tavení 110-140°C

Kompaundy – tuhé směsi pryskyřicí, asgaltů, vosků a bitumenů

Zahřátím na tzv. licí teplotu se dostávají do tekutého stavu

Chceme aby měli – dostatečnou pružnost, neměli bublinky, v tuhém stavu homogenní, měli vysoký bod tavení, neutrální reakci s prostředím.

SYNTETICKÉ MAKROMOLEKULÁRNÍ LÁTKY

(PLASTY)

Použití: - izolanty
- konstrukční materiály
- ochranné materiály
- za vzláštních podmínek vodivé materiály

Makromolekula – útvar složený z velkého počtu kovalentně vázaných atomů, které tvoří řetězce. Vznikne polyreakcemi.

Stavební jednotky – C (u silikonů Si) H, N, O, F, Cl

Skupiny molekul s nenasycenými vazbami se sdružují ve veliké molekuly.

Tvořena více než 1000 atomy.

Skelet makromolekuly – spojnice reaktivních míst (C)

Polymerace – řetězová reakce, kdy se n počtu stejných molekul vzniká kovalentními vazbami makromolekula. Dojde při ní ke snížení nenasycených vazeb.

Polymer má stejné vlastnosti jako monomer.

Polymerace probíhá ve 3. stupních:

1. Iniciace – impuls (dodáme látce určité množství energie – formou tepla, záření, ultrazvukem, nebo chemicky - přidáním iniciátoru) k rozběhnutí reakce.

2. Propagace – stádium, kdy probíhá vlastní růst řetězce a současně dochází k uvolňování tepla které musí být odváděno.

3. Terminace – ukončení růstu řetězce – dosažení: spotřebováním látky, chemickou reakcí.

Molekulová hmnotnost roste při reakci lavinovitě.

Stupeň polymerace určuje počet monomerů který se opakuje v makromolekule.

Polykondenzace – mnohonásobná kondenzace, je to pomalá a stupňovitá reakce. Rychlost reakce je usměrňována katalyzátorem, teplotou a tlakem.

Při polykondenzaci dochází k odštěpování nízkomolekulární reakční splodiny.

Polykondenzát má jiné chemické složení než výchozí sloučeniny.

Polyadice – postupná adice polymeru. Vznikají látky s heteroatomy v řetězci.

Vedle atomů C i O, N atd.

Je to vzláštní druh polykondenzace bez uvol%nování nízkomolekulární sloučeniny.

Pojem polymery se používá pro makromolekulární látky bez ohledu na to jak byly vyrobeny.

Homopolymery – obsahují jeden druh monomerů.

Makromolekula

a)      lineární – vznikají jestliže monomery mají minimálně dvě volná místa

b)      rozvětvené - uhlík má dvojnou nebo trojnou vazbu. Jsou méně pohyblivé.

c) prostorově síťované

slabé zesítění – pružné, tažné

silné zesítění – tvrdé, nerozpustitelné

Konformace – každé prostorové uspořádáné molekuly nemusí být konečné a může se měnit vlivem různých faktorů.

Konformační změny řetězců – se uskutečňují rotací okolo jednoduché kovalentní vazby atomů.

Fáze polymerů

kapalné – amorfní struktura

pružné, elastické – syntetické kaučuky

pevné – struktura amorfní, krystalická, částečně krystalická

Stupeň krystality – vyjadřuje v procentech objemový podíl krystalické fáze

Dobou krystalizace – dlouhodobým ohřevem pod teplotou tání zvětšíme podíl krystalické fáze.

– zahřátím a prudkým ochlazením zmenšíme podíl krystalické fáze

Seznam zkratek vybraných monopolymerů

CA acetát celulózy CF kresolformaldehydová pryskyřice

CN nitrát celulózy CTA

EC etylcelulóza EP epoxid, epoxidová pryskyřice

MC MF melaminformaldehydová pryskyřice

PA polyamid PAI polyamidoimid

PAK PAN polyakrylonitril

PC polykaronát PCTFE polychlortrifluoretylen

PE polyetylen PET

PF fenolformaldehydová pryskyřice PI polyimid

PIB polyisobutylen PMMA polymetylmetakrylát

PP polypropylen PS polystyren

PTFE polytetrafluoretylen PUR polyuretan

PVC polyvinylchlorid SI silikon

UF močovinoformaldehydová pryskyřice UP nenasycený polyester

ROZDĚLENÍ PLASTŮ

Podle vzniku

Plasty připravené polymerací  polykondenzací polyadicí

- polyetylen - polyamidy - epoxidové pryskyřice

polypropylen  - polykarbonáty

polyizobutylen  - polyimidy

polystyren - fenoplasty

polyvinylchlorid  - polyestery

polymetylmetakrylát  - polysilaxany

polytetrafluoretylen

termoplaty reaktoplasty

polyetylen - fenoplasty

polypropylen - aminoplasty

polyizobutylen  - nenasycené polystery

polyvinylchlorid  - epoxidové pryskyřice

polystyren - lineární polyuretany

polyakryláty

polyformaldehyd

polyamidy

lineární polyestery

polykarbonáty

SYNTETICKÉ LÁTKY PŘIPRAVENÉ POLYMERACÍ

TERMOPLASTY

Patří sem většina plastů s lineárními řetězci makromolekul.

Polyetylen – téměř nepolární, stabilní vlastnosti, na vzduchu stárne. Dodává se v podobě

granulí, prášku nebo drtě.

Použití: ochrané povlaky kovů, kabelová technika, izolace elektronických přístrojů, výlisky

pro vysokofrekvenční techniku.

Polypropylen – téměř nepolární, houževnatý, tvrdý, pružný. Výborné elektrotechnické

vlastnosti, chemicky odolný, nezávadný.

Použití: technické výlisky, fólie k elektroizolačním účelům, obalová technika.

Polyizobutylen – téměř nepolární látka, chemicky inertní, hořlavý, odolává teplotě i vodě.

Použití: přísada do různých impregnantů, impregnace papírů, přísada lepidel, ochranný

povlak.

Polystyren – mechanické vlastnosti podle molekulové hmotnosti, tvrdý a houževnatý, výborné

elektrické vlastnosti.

Použití: výlisky, polotovary, vlákna, pásky, fólie, nátěrové látky pro vysokofrekvenční

techniku.

Polyvinylchlorid – dipólová látka, chemicky inertní, odolává kyselinám, vlastnosti závisí na

molekulové hmotnosti. Měkčený nebo neměkčený.

Použití: izolace vodičů, silnoproudých kabelů do 10kV pči nízkých frekvencích.

Polymetylmetakrylát (umaplex) – dipólová látka, velmi dobré optické vlastnosti,

Použití: konstrukční a izolační materiál.

Polytetrafluoretylen (teflon) – naprosto nepolární látka, vysoký krystalický podíl (80-90%),

velká tepelná odolnost (-260 - +260°C), chemicky nejodolnější plast.

Použití: ve vysokofrekvenční technice – izolování vodičů a kabelů, výroba izolátorů.

PLASTY PŘIPRAVENÉ POLYKONDENZACÍ

TERMOPLATY

Termoplasty – působením teploty měknou, po ochladnutí se vrací do původního stavu.

Polyamidy – polární látky, vlastnosti závisí na chemickém složení, molekulové hmotnosti,

podílu krystalické fáze. Za sucha výborné elektrické vlastnosti.

Použití: konstrukční materiál, sekundární izolace.

Polykarbonáty – slabě dipólové, vysoce houževnaté, částečně krystalické, teploty –100+140°C

Fólie lze pokovovat.

Použití: výlisky, trubky, laky, drážková izolace.

Polyimidy – slabě dipólové, nejhouževnatější z plastů, snese krátkodobě až 500°C, odolným

vůči povětrnostním vlivům, nehořlavý.

Použití: fólie – dielektrikum, izolace vodičů, impregnační látky.

REAKTOPLASTY – zahřátím se vytvrdí (makromolekuly se zesíťují) – nevratná změna.

Fenoplasty – vlastnosti závisí na druhu katalyzátoru při výrobě.

Novolaky – termoplasty, které jsou tavitelné, za normální teploty jsou křehké, netvrditelné

Rezoly – rezolová pryskyřice, průběhem výroby se dá modifikovat tvar, je tvrditelná.

Stav rezolu:

při teplotě okolo 150°C bakelit A → bakelit B - termoplast
při teplotě 160 - 170°C rezitol → rezit (bakelit C) - reaktoplast
při teplotě 180°C a více degradace materiálu - pyrolýza (zuhelnatění)

Použití: nátěrové laky, lepidla.

Nasycené polyestery

lineární PETP – vysoký podíl krystality

zesíťované

Použití: fólie, dielektrikum kondenzátorů, izolační materiál u kabelů.

Nenasycené polyestery – reaktoplasty, slabě polární, nerozpustný, netavitelný, není třeba

působení většího tlaku při vytvrzování.

Použití: skelné lamináty, bezrospouštědlové laky, lisovací směsi.

Polysilaxany – organokřemičité látky, výborné elektroizolační vlastnosti, silikony,

reaktoplastické látka, odolná do teploty 300°C.

Použití: elektroizolační laky na vodiče, lekovací materiál.

PLASTY VYRÁBĚNÉ POLYADICÍ

Epoxidové pryskyřice – reaktoplasty, vlastnosti závislé na přísadách v látce, molekulové

hmotnosti, vytvrzování. Mají dobrou přilnavost k různým materiálům, jsou hořlavé, tepelná

odolnost –60+160°C, dají se odlévat.

Použití: elektroizolační laky, nátěry, impregnanty, mahrazují fenoplasty, aminoplasty.

Vrstvené materiály – mají charakteristické vlastnosti, jsou složené z několika vrstev – nosná (ztužující) složka a pojiva (reaktoplastické pryskyřice).

kartit – nosná složka papír

textit – nosná složka tkanina

sklotextit – nosná vrstva - skleněná vlákna

dvou nebo vícesložkové kompozity

aramid –keplar

uhlíková vlákna – výstuž,  plniva – pro modifikování vlastností – slída, uhličitan vápenatý.

ELASTOMERY

Zpracované vulkanizací. Po deformování mají schopnost vracet se do původního stavu.

Jsou velmi pružné i při nižších teplotách – obsahují kaučuk.

Přírodní kaučuk (PK) – vlastnosti modifikovatelné vulkanizačním činidlem.

Izoprenový kaučuk (IR) – nižší navlhavost

Butadienotyrénový kaučuk (SBR) – použitelný do 60°C

Použití: izolace žil kabelů a vodičů do 1kV, pláště kabelů.

Butylkučuk (HR) – dobře odolný O₂, O₃, trvale snáší 90°C.

Použití: izolace vysokého napětí, vysokofrekvenční technika – izolace kablíků.

Etylenpropylenový kaučuk (EPR) – vydrží –50+100°C, odolný proti oxidaci,

Silikonové kaučuky (SI) – pracují do 180°C, krátkodobě 350°C, odolává vlhkosti.

Použití: izolace vodičů, kabelů, v trakčních strojích, transformátory.

Nitrilový kaučuk (NBR) – polovodivý materiál, velmi odolný proti minerálním olejům a rozpouštědlům.

Chloroprenový kaučuk – odolný protio žáru, oxidaci.

Použití: protikorozní nátěry.