primjena polimera u svakodnevnom životu 1.1.1. odjeĆa ... polimer grčkog je podrijetla - poli -...

Download Primjena polimera u svakodnevnom životu 1.1.1. ODJEĆA ... polimer grčkog je podrijetla - poli - mnogo

Post on 08-Mar-2019

219 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

POLIMERNO

INENJERSTVO

Doc. dr. sc. Ljerka Kratofil Krehula

krehula@fkit.hr

STUDIJ: Kemijsko inenjerstvo

1

Izvoenje nastave

srijedom, 12-15 h, Maruliev trg 19,

P2KM-19

Prof. dr. sc. Emi Govorin Bajsi

Prof. dr. sc. Marko Rogoi

Doc. dr. sc. Ljerka Kratofil Krehula

2

Predavanja, 1. dio

Doc. dr. sc. Ljerka Kratofil Krehula

10. listopada

17. listopada

24. listopada

31. listopada 1. kolokvij

Laboratorijske vjebe

utorkom, 8-11 h, 16. i 23. listopada

ZPIOKT, Savska cesta 16/2 Graft polimerizacija Identifikacija

3

4

1. dio kolegija (doc. Krehula) - ocjenjivanje

Ukupna ocjena: maksimalno 85 bodova 70 bodova - kolokvij 10 bodova - lab. vjebe 5 bodova - prisutnost 51 59 bodova 60 % dovoljan (2) 60 67 bodova dobar (3) 68 75 bodova vrlo dobar (4) 76 85 bodova odlian (5)

Polimeri

5

Polimeri - kemijski spojevi vrlo velikih molekulskih masa

(u rasponu od nekoliko 1000 pa sve do nekoliko 1 000 000)

Naziv polimer grkog je podrijetla - poli - mnogo meros - dio

vedski kemiar Jns Jakob Berzelius 1833. nazvao je polimerima

kemijske spojeve koji se sastoje od

istovrsnih ponavljanih jedinica, mera.

6

1839. E. Simon prva polimerizacija

1924. H. Staudinger uvodi naziv makromolekule

1839. - prirodni kauuk po prvi puta je vulkaniziran i dobiven je visoko

elastini materijal - guma.

1870. - dobiven komercijalni celuloid

(75 % celulozni nitrat + 25 % kamfor)

1892. - dobiveno je prvo tekstilno vlakno, rayon

1907. sintetiziran polimer fenolformaldehidna smola (bakelit)

1920. - postavljena Staudinger-ova hipoteza o

makromolekulama

- zapoinje snaniji razvoj gumarske industrije zajedno s

razvojem autoindustrije.

1930. - zapoinje razvoj polimerne industrije.

1950. - snaan razvoj sintetskih polimera i industrije

polimernih materijala 20. stoljee

polimerno doba

POVIJESNI RAZVOJ sintetskih polimera

7

1953. H. Staundinger - za osnovne postavke teorije o polimerima

1963. K. Ziegler i G. Natta - za otkrie koordinacijske

polimerizacije s katalizatorima i za pripravu stereoregularnog

polimera

1974. P. J. Flory - za teorijski i eksperimentalni doprinos osnovnim

naelima polimerne znanosti

1991. P.-G. de Gennes - za uspjean matematiki opis fenomena

faznog prijelaza kod polimera, tekuih kristala i super-

vodljivih materijala

2000. A. J. Heeger, A. G. Mac Diarmid i H. Shirakawa

- za otkrie i razvoj vodljivih polimera

Dobitnici Nobelove nagrade (podruje polimera)

8

Prirodni polimeri nastaju biosintezom u prirodi gdje se prikupljaju i potom se prerauju u polimerni materijal ili se sintetiziraju iz monomera

prirodnog porijekla.

Od prirodnih se polimera kao materijali upotrebljavaju prirodna koa,

svila, krob, celuloza i celulozni derivati, hitin te prirodna guma.

Neki prirodni polimeri ne upotrebljavaju se kao materijali, ali se ubrajaju u

makromolekule (polimere): polisaharidi, enzimi, proteini.

uz dodatak aditiva (punila, boja, stabilizatora) nastaju

polimerni materijali

Polimeri - prirodnog ili sintetskog porijekla

9

Sintetski polimeri

Sintetski polimeri - organskog ili anorganskog porijekla, bitno se razlikuju po svojstvima.

1. polimeri organskog porijekla:

polietilen - [CH2 - CH2 ]n-

polazne sirovine (monomeri) dobivaju se iz nafte nazivaju se jo i petrokemijski polimeri - relativno jeftini

do sada su najvie istraivani, najvea primjena

2. polimeri anorganskog porijekla

- svakim danom sve se vie istrauju i nalaze sve

veu primjenu.

10

NOMENKLATURA POLIMERA

Polimer dobiva ime prema svojoj osnovnoj monomernoj jedinici (meru), dakle prema izvoru nastajanja uz dodatak prefiksa poli-, npr.

Monomer Polimer

CH2 = CH2 etilen ( CH2 CH2 )n polietilen, PE

CH = CH2 propilen ( CH CH2 )n polipropilen, PP CH3 CH3 CH = CH2 vinil-acetat ( CH - CH2 )n poli(vinil-acetat), PVAc OCOCH3 OCOCH3 CH=CH2 vinil-klorid ( CH - CH2 )n poli(vinil-klorid), PVC Cl Cl Ako se ime monomera sastoji od 2 rijei, tada se ime polimera pie tako da se ime monomera pie u zagradi.

11

1. skupina polimera

Polimer dobiva ime prema karakteristinoj strukturnoj skupini

budui da osnovna monomerna jedinica nastaje iz razliitih polaznih tvari.

Poliesteri HO R OH + HOOC R' COOH (O R C O)n dialkohol dikiselina esterska skupina

COO

Poliamidi NH2-R-NH2 + HOCO-R'COOH (NHRCO)n- ili

diamin dikiselina (NHRNHCOR'CO)n

CONH

Poliuretani HO-R-OH + OCN-R'-NCO -(O-R-O-CO-NH-R'-NH-CO)n- dialkohol diizocijanat COONH

2. skupina polimera

12

POLIMERNA molekula:

- homopolimer - sastoji se od 1 vrste monomera

- kopolimer - sastoji se od 2 ili vie vrsta monomera

- linearan

- razgranat

- umreen

RAZGRANATI

KOPOLIMERI

PS -lanac

EPDM

- cijepljeni kopolimer ili graft kopolimer

- blok kopolimer

LINEARNI

Strukturna graa molekula polimera

- statistiki ili random kopolimer - alternirajui kopolimeri

13

PODJELA POLIMERA prema mehanikim svojstvima

14

POLIMERI

POLIPLASTI ELASTOMERI

TERMOPLASTI

KRISTALNI

TERMOSETI

AMORFNI

NEUMREENI UMREENI

Plastina svojstva Elastina svojstva

ili duromeri ili plastomeri

Svojstva polimera ovise o:

Strukturi polim. molek. (lanca)

veliini molek. masa

umreenosti

Duromeri

Guma

neumreenosti Linearni

Razgranati

Amorfni

Kristalni

Semikristalni

15

Kemijskom sastavu

Poliolefini (PE,PP)

Poliesteri (PET)

Poliuretani

Poliamidi (najlon)

Celuloza

Epoksi smole

Polikarbonati (PC)

Polibutadien (BR guma)

Polikloropren (CR guma)

Silikoni

Polisilani

POLIMERNI MATERIJALI

Kemijska degradacija

topljivost

gorivost

barijerna svojstva

Mehanika vrstoa

istezanje

tvrdoa

Fizika

temperatura taljenja

gustoa

viskoznost

optika

transparentnost

elektrina

elektrina vodljivost

16

Svojstva polimera

KARAKTERIZACIJA POLIMERA

Svojstva su posljedica sastava i strukture polimerne molekule

- odreivanjem svojstava opisuje se polimerni materijal na

osnovi ega se odreuje kvaliteta i podruje primjene polimera.

a) kemijski sastav

b) struktura polimernog lanca

c) veliina i raspodjela molekulskih masa polimera

d) amorfna/kristalna struktura

e) morfologija viefazni sustavi

S

V

O

J

S

T

V

A

Iznimno vaan odnos struktura svojstvo

ZATO SU VANA ODREUJU PODRUJE PRIMJENE I

KVALITETU PROIZVODA 17

Kloroprenska guma

PRIMJENA

vlakna

ambalani materijali

premazi (boje i lakovi)

ljepila

primjena u elektronici

membransko razdvajanje

nosai lijekova

foije

Membrane separation

Adhesives

ODNOS struktura svojstva

polietilen

18

POLIMERI

19

1. Plastika ili poliplasti

Plastomeri ili termoplasti

& duromeri ili termoseti

Svojstva - primjena materijal (ambalaa, konstr. materijal)

vlakna

premazi

ljepila

Aditivi za plastiku

Tehnologije prerade plastike (ekstruzija, injektiranje, predenje, premazivanje)

2. Gume (elastomeri)

prirodna & sintetska guma

umjeavanje & tehnoloki

procesi prerade (auto gume, cijevi, crijeva)

tehnoloki procesi prerade

lateksa (proizvodi tankih stijenki; rukavice, baloni)

20

3. Polimerne mjeavine &

(nano)kompoziti

mjeljivost komponenti

vrste mjeavina

Mjeljive

Kompatibilne

Nemjeljive

Svojstva mjeavina i

(nano)kompozita

izrazito drugaija u odnosu na

polazni polimer

4. Biopolimeri & biorazgradljivi polimeri

Bio-

Recommended

View more >