שואה בין פולימר סיפוח ופולימר דחיסה

. הפרעות הנובעות ממבנה עמוד השדרה.1

גורם המגבלה בפיתול כאן משני, העיקרי קשרי המימן.

לאורך קיום אזורים קשיחיםעמוד השדרה של השרשרת

.המונעים אפשרות פיתול

- למונומרים קשר כפול.סיפוח הפילמור מתרחש תוך סיפוח

ופתיחת הקשר הכפול.

- למונומרים שתי קבוצותדחיסה פונקציונליות. הפילמור מתרחש

בראקציות דחיסה: תוך יציאת.מולקולות קטנות

ההמונומר מכיל לפחות קשר כפול•אחד.

תנאי התגובה - יזם או זרז וחימום.•השרשרות ישרות ומסועפות.•פילמור בשרשרת.•בעמוד השדרה רק אטומי פחמן.• דרגת הפילמור הממוצעת נקבעת ע”י•

כמות היזם, כמות המונומר, תנאיהפילמור.

ניתן להגיע לדרגות פילמור גבוהותוהתפלגות מסה צרה.

.C-Cכל מונומר תורם לאורך שני קשרי •(.4)בוטאדיאן -

הרכב האטומים ביחידה החוזרת זהה•להרכב במונומר.

המונומרים מכילים לפחות שתי קב’•פונקציונליות.

תנאי התגובה - זרז וחימום.•השרשרות ישרות.•פילמור בשלבים.•בעמוד השדרה פחמן, חמצן וחנקן.• לא ניתן לקבוע מראש את דרגת•

הפילמור. לא ניתן להגיע לדרגות פילמור גבוהות. ההתפלגות של המסה

המולרית לרוב רחבה. אין מספר קבוע של קשרים אותם•

תורם המונומר. הרכב האטומים ביחידה החוזרת אינו•

זהה להרכב במונומר.

]-א. טבעת בנזןC-

HC-O-C- 2-HC 2]-O- n

O Oלטבעת הבנזן מבנה מישורי, קשיח בשל קיום אל-איתור. אל- איתור לא מאפשר

.סיבוב חופשי סביב קשרי פחמן - פחמןב. קשר

- אמידיC NO

גם בו קיים

אל-איתו:ר

C NO

:H..

הפרעות הנובעות מנוכחות קב’ צדדיות הקשורות לשרשרת.2

הפרעות הנובעות מאינטראקציות בין שרשרות.3

-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CHCH3

CH3

CH3

CH3

CH3CN CN CN CN CN

קשרים בין מולקולרים )ון-דר-ולס או מימני(:ככל שהקשרים הבין

מולקולרים )מימניים( חזקים יותר הם ימנעו

יותר פיתול אקראי ויכתיבו קונפורמציה

פרושה יותר.

הפרעות לפיתול אקראי

שרשרת פרושה

יותר

מרחק ממוצע גדול

יותר בין קצוות

השרשרת

במקרה של קבוצות צדדית נפחיות עם אפשרות לטקטיות, א-טקטיות תיגרום לקבלת שרשרות מפותלות עם מגבלת פיתול כמו בפרספקס

.ובפוליסטירן

נוכחות קב’ צדדיות מגבילות את חופש הפיתול של השרשרות.

ב. מטען . א. נפחיות הקבוצה.הקבוצה

נפחית . ככל שהקב’ הצדדית איותר, תגדל המגבלה לפיתול

אקראי והשרשרת תהיה בקונפרמציה פרושה יותר.

- פוליפרופילן מכיל דוגמאCH3- את הקב’

טעונות מטען . נוכחות קב’ ב תגרום בנוסף גם לדחייה חשמלי

בניהן וגם כך תיכפה קונפורמציה פרושה יותר.

- אקרילוניטריל דוגמא.CN- המכיל את הקב’

ההתארגנות מקרומולקולות

בצברXניתנת לבדיקה באמצעות קרינת •

בקטעים האמורפים אין סדר, אין מחזוריות.•

מבנה גבישי יתקבל כאשר יש אפשרות לחלקי שרשרת להסתדר במבנה מסודר מחזורי.•

האזורים הגבישיים רק לעיתים רחוקות מסודרים במבנה מחזורי של שרשרות ישרות )כמו•

צינורות(.כל האחרים יוצרים מבנה של למלות או מיצלות. המולקולולת מתקפלות

בסדירות סביב גרעיני גיבוש. הקטעים המחזוריים מקורם בשרשרות שונות.

מהי סדירות מרחבית ?של מקרומולקולה

גורמים המשפיעים על אחוז הגבישיות

Xניתנת לבדיקה באמצעות קרינת •

בקטעים האמורפים אין סדר, אין מחזוריות.•

מבנה גבישי יתקבל כאשר יש אפשרות לחלקי שרשרת להסתדר במבנה מסודר מחזורי.•

האזורים הגבישיים רק לעיתים רחוקות מסודרים במבנה מחזורי של שרשרות ישרות )כמו•

צינורות(.כל האחרים יוצרים מבנה של למלות או מיצלות. המולקולולת מתקפלות

בסדירות סביב גרעיני גיבוש. הקטעים המחזוריים מקורם בשרשרות שונות.

כאשר בשרשרת יש חזרה מחזורית של יחידות מבנה קבועות. •

פולימרים בעלי סדירות גבוהה הם פולי-אתילן, טפלון, פוליפרופן• איזוטקטי וקוולר. הם יכולים להגיע לאחוז גבישיות גבוה במיוחד. )אין

גבישיות( 100%

פולימרים בעלי סדירות נמוכה הם למשל פוליונילים א-טקטים,•קופולימרים ופולימרים להם קבוצות צדדיות גדולות המרחיקות שרשרות.

)כמו פרספקס ופוליסטירן שסונטזו רדיקלית עם יזם(

קיומה של סדירות מאפשרת סדירות מרחבית של השרשרות• אריזה צפופה. זה כאשר היחידות החוזרות בעלות סימטרייה

והן חוזרות בסדירות.

, כמו נוכחות קבוצות קשיחות בעמוד השדרה בשרשרת•טבעות בנזן.

מסה מולרית גבוהה, מסה מולרית והתפלגות מסה מולרית -• והתפלגות מסה קטנה יעלו את אחוזי הגבישיות. )פחות קב’

קצה עם חופש תנועה(

. )ניילון לעומת פוליאסטר(- רק חוזק קשרים בין שרשרתים•אם יתר הגורמים דומים!

- קצב איטי - יותר גבישיות.קצב קירור הפולימר •

)ניתן להגדיל % גבישיות ע”י מתיחה, ניפוחשיטות עיבוד •

• -Tg או פולימר אמורפיטמפרטורה זגוגית היא טמפרטורת מעבר שבה ומעליה יש לשרשרות אנרגיה תרמית מספיקה כדי להתגבר על הגורמים המגבילים את חופשלאזורים אמורפים

הפיתול. השינויים בחימום חלים בעיקר באזורים האמורפיםTgמתחת ל-

•-Tm אופולימר גבישי טמפרטורת היתוך היא טמפרטורה שבה ומעליה יש לשרשרות של אנרגיה תרמית מספיקה כדי להתגבר על אנרגיית הסריג. מעליה החומרלאזורים גבישייםבמצב של נוזל.

במהלך ההיתוך, השינויים בחימום חלים בעיקר באזורים הגבישיים.

, קפוא, פריך ושביר. Tgפולימר אמורפי, מתחת ל- • הוא נמתח והופך לחומרTg. מעל Tg גם מתחת ל- בהדרגהבחימום פולימר אמורפי מתרכך •

דמוי גומי ואחכ’ לנוזל צמיג..DG=0 קיים שיווי משקל- Tmרק ב- ••Tm=DHm/DSm

- מוצק במבנה מסודר )אחידות וסימטריות של סידור האטומים או מוצק במבנה גבישי•היונים(

Tg ו -Tm של פולימרים

מוצק זגוגי

מוצק פלסט

י

נוזל TmTg

. החומר רך ופלסטייש אפשרות פיתול לשרשרות

.החומר קשה ושבירבאזורים האמורפים בלבדהקשר בין שינויי הקונפורמציות קפואות

האנרגיה ושינוי הטמפרטורה בפולימר שמכיל אזורים גבישיים

ואמורפים

- מוצק במבנה לא מסודר. מתקבל כאשר ההתמצקות מהירה או מוצק במבנה אמורפי•כאשר החלקיקים אינם סימטרים לכן אינם ניתנים לאריזה מסודרת(. דוגמא - זכוכית.

- מוצק במצב אמורפי. חלקיקי המוצק אינם מסודרים אבל “קפואים”. - נוזל מצב זגוגי•מוצק.

- מוצק במצב אמורפי “לא קפוא”. החומר רך וגמיש. מצב פלסטי•

- טמפרטורת המעבר ממצב זגוגי למצב פלסטי. טמפרטורה זגוגית•

- טמפרטורת המעבר ממוצק לנוזל. טמפ’ היתוך•

. נוכחות קטעים קשיחים בעמוד השדרה של הפולימר כמו טבעות בנזן. )הפרעות לפיתול1אקראי/משפרות יכולת אריזה(

. . קבוצות צדדיות נפחיות. )הפרעות לפיתול אקראי/הרחקת השרשרות(2

. אינטראקציה בן שרשרות. )הגבלות בפיתול האקראי/חוזק קשרים בין שרשרות(3א. יכולת ליצירת קשרי מימן בשלד הפולימרב. קשרי ון-דר-ולס בין רב’ צדדיות קוטביות.

תלויים בגורמים המשפיעים על חופש הפיתול של קטעי השרשרות באזוריםTgערכי •אמורפיים.

תלויים ב- א. גורמים המשפיעים על חוזק הקשרים הבין שרשרתים באזורים גבישיים.Tmערכי •

ב. בשינויי האנטרופיה בהיתוך.

שלו. )לפוליאתילן עם אחוזTmלא ניתן להצביע על קשר ישיר בין אחוז הגבישיות בפולימר ל- • Tg ו- Tm נמוך(. אבל לאותו פולימר ב- % גבישיות שונים, סביר להניח שיהיו Tmגבישיות גבוה

שונים בהתאם.

הגורמים המשפיעים )עמ’ Tm ו- Tg על

59) למרות שהם Tgל- Tm יש קשר ביןמתייחסים למאפיינים אחרים בצבר -

אזורים אמורפים ואזורים גבישיים.

התכונות המכניות מתייחסות לחוזקו של החומר, להתנהגותו

במאמץ חיצוני ועוד. הן תקבענה . את השימושים של החומר

הגורמים המשפיעים על תכונות מכניות

של חומרים

תכונות מכניות - מושגים

תכונות מכניותשל פולימרים

יכולת להיקרע

שבירות

חוזק ללא שבירותגמישות עםחוזק ושבירות

יכולת מתיחה

עיכוב בעירהמוליכות חשמלית

עמידות בחומרים שוניםמסיסות

מבנה השרשרות - מבנה השלד והקבוצות הצדדיות •

אורך השרשרות )מסה מולרית והתפלגות מסה מולרית(•

אחוזי גבישיות - התארגנות בצבר •

חוזק הקשרים הבין שרשרתיים •

קשרי צילוב •

ההכוונה של השרשרות •

נוכחות תוספים - מלאנים, מרככים, סיבי שיריון ועוד •

טמפרטורה •

- מדד לכוח הנדרש לשבירת דוגמית של חומר. נמדד לפי המאמץ חוזק • הדרוש לשבירת החומר. לא ניתן להגדיר חוזק באופן כללי. )חומר עשוי

להיות חזק במתיחה אך שביר בכיפוף(

סוגי חוזק שונים

הפעלת כוח מתיחה על דוגמית פולימר

- מדד לכוח הנדרש לשבירת דוגמית של חומר. נמדד לפי המאמץ חוזק • הדרוש לשבירת החומר. לא ניתן להגדיר חוזק באופן כללי. )חומר עשוי

להיות חזק במתיחה אך שביר בכיפוף(

- מדד למאמץ הנדרש לשבירת דוגמית במידות קבועות חוזק מתיחה•בתהליך מתיחה.

- מדד לאנרגיה הדרושה לשבירת החומר במכה פתאומית חוזק נגיפה•או בנפילה מגובה רב.

- מדד למאמץ הנדרש לשבירת דוגמית בעלת חוזק כיפוף ופיתול•מידות קבועות בעת כיפוף או פיתול.

- מדד למאמץ הנדרש לשבירת דוגמית שלחומר חוזק דחיסה/לחיצה•בעלת מידות קבועות בהפעלת לחץ חיצוני עליה.

הדיון יתמקד בעיקר בחוזק מתיחה ומעט החוזק נגיפה.

הכוח פועל על-•א. הערכות מרחבית של השרשרות.

ב. מרחק בין קטעי שרשרת.ג. ניתוק הקשרים הבין מולקולרים.

עוצמת הכוח שיש להפעיל תלויה ב-•א. חופש הפיתול של השרשרות.

ב. אחוז גבישיותג. חוזק הקשרים הבין מולקולרים

- אחרי מתיחה יש חזרה למצב הקודם.התארכות אלסטית•

- אחרי מתיחה אין חזרה למצב קודם. השרשרות מחליקות, אחוזהתארכות פלסטית•גבישיות עולה.

מבחן חוזק מתיחה

e

מא מץ

רכתא

הות

I

II

A

ל דו

מוות

טיס ל

א

E -

ין ב

חסהי

ץ אמ

המד

מדת.

יוולע

ותיח

שלק

.

מרחו

הE=

/ e

ש

ל ככ

Eל

גד

ת חו

שיהק

ה.דל

ג

מרלי

פו I

- יר

שבך ו

ריפ

ת רכו

תא ה

חרי א

ברש נ

.ש.

מיא ג

לת.

טילס

אר

ימול

פII

- יך

משר

ימול

פת

רכותא

החרי

א.

ת, טי

לס פ

ותרכ

תא ה

, ךאר

מתח ו

מתת נ

טיס ל

אר

ימפול

החכ’

א רק

, וש ד

מחת

גנואר

מתת

רו ששר

הע.

קרנ

ר ימ

ולפ

III

מרטו

ס ל א

-

**

*

ת וד

נקרה

ביש

ביש ר, שיק ח, א ל

זקח

ר, בי

שח,

שיק

זקח ש

מ יךסט

אל מרו

II I

ר ומ

החג

נהת מ

ד צ י

כרה

ביש

עד?

סוגי הפולימרים במתיחה

-קצרת טווח, הפיכה. נגרמת בעיקר ע”י שינוי במרחק בין אטומים התארכות אלסטית• סמוכים, הנמצאים בשרשרות שונות או בחלקי שרשרת שונים של אותה שרשרת. בהתארכות

מחוזק הקשרים בין לכן הקשיחות תושפעזו עשויים להישבר קשרי ון-דר-ולס ו/או קשרי מימן. . וכן ממבנה השרשרות ומנוכחות קבוצות קשיחות.השרשרות ומצפיפות האריזה

ככל שהשרשרות קשיחות יותר וכוחות האחיזה בינן חזקים יותר, יש להשקיע מאמץ רב יותרכדי לשנות מיקום קטע אחד יחסית לשני ומודול האלסטיות עולה.

מודול האלסטיות מתייחס רק לתחום ההתארכות האלסטי.

שינויים בטמפרטורה עשויים לגרום לשינויים חדים במודול האלסטיות. •

- נגרמת ע”י שינויים מבניים, הכוללים זחילה והזזה של קטעי שרשרות זה התארכות פלסטית• ביחס לזה. במהלך ההתארכות ניתקים ונוצרים מחדש קשרים בין שרשרתים הן באזורים

האמורפים והן באזורים הגבישיים

- שבירה ללא שביר/פריךהתארכות כמעט. המבנה

לא גמיש ברמה .מולקולרית

- מכיל קטעי משיךשרשרות מפותלות שיכולות

להימתח ולהיערך במבנה חדש, הנותר אחרי הסרת

המאמץ. מאופיין במודול אלסטומר-

אלסטיות נמוך ובחוזק מתיחה לא גבוה. למרות

זאת אלסטומרים רבים הם חזקים עם כושר התנגדות

לשבירה. = כמות השטח מתחת לעקומה

האנרגיה הנקלטת במתיחה. מדד לחוזק הפולימר.

הקשר בין קשיחות לבין מבנה החומר

חוזק המתיחה של פולימרים אמורפיים

( במדריך68)עמ’ וגבישיים פולימרים אמורפים במצב זגוגי -יהיו בעלי חוזק מתיחה דומה.

C-Cבקריעה ישברו קשרי וקשרים בין מולקולרים.

בפולימרים אלו השרשרות לא מאורגנות ורחוקות לכן לקשרים

הבין מולקולרים אין השפעה דומים C-Cגדולה. קשרי ה-

בפולימרים השונים.פולימרים גבישיים או גבישיים

למחצה - יהיו בעלי חוזק מתיחה שונה עם הבדלים ניכרים. תהיה

תלות גדולה בחוזק הקשרים הבין מולקולרים, המושפע

ממבנה השרשרות, מאורכן ומצפיפות האריזה.

חוזק נגיפהלפולימרים משיכים חוזק

נגיפה גבוה יותר .מלשבירים

בשבירים האנרגיה המועברת במכה, לא

מתפזרת בשל חוסר גמישות של השרשרות.

שיטות להגברת חוזק הנגיפה של פולימרים

:שביריםא. ערבוב במצב מותך עם

פולימר גמיש, דמוי גומי.ב. יצירת קופולימר מקטעי המורכב מאזורים קשיחים

ואזורים גמישים.ג. שימוש במרככים

מתחת Tgהמורידים את לטמפרטורת החדר.

השפעת הטמפרטורה על תכונות הפולימר

, בטמפ’ בפולימרים אמורפים נמוכה החומר שביר. בחימום

הפולימר מתרכך בהדרגה והופך גמיש, משיך. אז הוא

יכול להפוך דמוי אלסטומר כי ההסתבכויות בין השרשרות

מהוות מאין קשרי צילוב. המשך חימום יהפכו לנוזל

צמיג.

, בחימום פולימרים גבישייםתעלה הגמישות במידה

מסויימת.

מי יהיה משיך ומי ?פריך, שביר

התנהגות במתיחהקשר

מאמץ - עיוות

התארכות אלסטית - .התארכות הפיכה משיך נמתחפריך, שביר

נשבר גבישי אואמורפיTg מעל

התארכות פלסטיתבלתי הפיכה

נשבר נקרע

המשך מאמץ

המשך המאמץ

אלסטומר אמורפי Tg מעל

קשרי צילובהתארכות אלסטית

10עד פי מאורכו המקורי

גומי מתוח מתנגד

למתיחה נקנוספת

רע

דוגמאות לשמושים של 76 -75פולימרים, עמ’

גבישיות %80 - ( גבה צפיפותPE )פוליאתילןTm = 1300 Tg = -500

(70 - % גבישיות גבוה )% (PP )פוליפרופילן כלי בית, בקבוקים, מכלים קשיחים וחזקיםTg = -60 Tm = 1650

כלים רפואיים עמידים בחיטוי, כלים לאיחסון מזון חם, כלים למיקרוגל, צנרת, מזוודות, תיקים, חלקי

מכונות וכו’ , קשה לא שביר(PVC - )פוליוניל כלורי

Tg = 800 20% גבישיות מרוכך(PVCוילונות, שטיחים, צעצועים )מ-

מסגרות לחלונות, צנרת מים )מאמורפי זגוגי(

- פוליאתילן בעל מסה מולרית גבוהההשרשרות נארזות היטב מתקבל חומר חזק,

אדיש כימית שלא נשחק.לציוד רפואי ושתלים אורטופדים, למוצרים

-הכללההנדסיים כמו גלגלי שיניים.האזורים הגבישיים תורמים לחוזק ולקשיחות.

, תורמים Tgהאזורים האמורפים, מעל ., בהתאם לשימושבחירת הפולימר למוצרלהפחתת הפריכות ולהגברת חוזק הנגיפה.

פוליאתילן נמוך צפיפות ליריעות גמישותפוליאתילן גבה צפיפות לכלים קשיחים,

עמידים בלחצים.

תכונות הטפלוןנקודת היתוך וצפיפות

.גבוהיםמקדם חיכוך נמוך מאד.

חומרים לא נצמדים אליו )קשרים בין מולקולרים

חלשים(אדישות כימית - לא מגיב

)גם לא עם חומצה גופרתית(, לא נמס.

מבודד חשמליU.Vעמיד בפני קרינת

מסיסות פולימרים-שני שלבים

א - מולקולות ממס חודרות בין מולקולות הפולימר ויוצרות עמן

אינטראקציה. הקשרים הבין מולקולרים בין השרשרות נחלשים.

מולקולות הממס מתאגדות סביב

השרשרות ויוצרות ג’ל. .הפולימר תופח

ב - שרשרות הפולימר עוזבות את שכבת הג’ל ועוברות דפוזיה איטית

לממס.

פולימריםללא קשרי צילוב

- קשרים קשרי צילובקוולנטים בין שרשרות

.הפולימרעם קשרי צילוב

הרבהמעט תרמופלסטים

מתרככים בחימום

, Tg מעלניתכים

. Tmמעל מתקשים

מחדש בקרור.

תרמוסטים

אינם מתרככ

ים בחימום. אינם .ניתכים

אלסטומרים

אלסטים, דמויי גומי.

מתרככים

בחימום. אינם

.ניתכים

קוולנטים

פולימרים תרמופלסטים

מתרככים בחימום )גם מתחת Tg מעל

אבל הרבה פחות(..Tmניתכים מעל

בקרור מתקשים חזרה.

בנויים משרשרות אשר בניהן יש רק קשרים

בין מולקולרים.עיצוב החומרים נעשה בחימום. לרוב התכה

ויציקה לתבנית.

פולימרים תרמוסטיםאינם מתרככים

בחימוםלא ניתכים

בין השרשרות קיימים קשרים .קוולנטים רבים

חימומם עד שבירת קשרים קוולנטים

יגרום לפרוקם. המצב לא הפיך.

בנויים כמבנה ענק תלת ממדי.

לא ניתן להגדיר .Tg, Tmעבורם

עיצובם נעשה תוך כדי פילמור.

תאור סכמתי של פולימר

מצולב

רשת תלת ממדית

במבנה ענק

תכונות מכניות של פולימרים תרמוסטים

פריכיםקשיחים

עמידים בשחיקהאינם נמתחים

נשברים כשמופעל עליהם כוח חזק

מגלים עמידות בטמפ’ גבוהות )מאות מעלות(.

התכונות תלויות בצפיפות קשרי .הצילוב

פולימרים אלסטומרים- תכונות

.מכילים מעט קשרי הצלבה 10יכולים להימתח פי

מאורכם ההתחלתי.יכולים אחרי מתיחה

להתכווץ במהירות ולחזור לגודלם ההתחלתי.

יכולים להתארך ולהתכווץ מספר פעמים.

במצב מתוח מגלים חוזק התנגדות לעיוות נוסף

)מודול אלסטיות גבוה(.יתרככו בחימום. יהרסו

בחימום רב שיגרום התכה.

קשרי ההצלבה מונעים החלקת השרשרות במתיחה. לאחר המתיחה

.תחזורנה השרשרות להיערכותן הקודמת

מאפיינים של שרשרות ארוכות ללא אלסטומרים

הסתעפויות וללא קבוצות .צדדיות נפחיות

קטעי השרשרת מכילים קשרי C-C יחידים כך שמתאפשר

בהם פיתול אקראי.בין השרשרות קשרי הצלבה

לא צפופים.במצב רפוי החומר אמורפי.

)אחוז גבישיות נמוך(Tg נמוך. מתחת לטמפרטורת

החדר.

קשרי צילוב באלסטומרים תרמופלסטים

)טבלה משווה עמ’ במדריך(107

קשרי הצילוב הם בין .מולקולרים או יונים

החומרים ניתנים למיחזור.

הם בנויים לרוב כקופולימרים מקטעיים. מקטעים אמורפים בהם

השרשרות ארוכות ומפותלות כמו קטעי

בוטדיאן ומקטעים גבישיים, קצרים העשויים

למשל מפוליסטירן.בקופולימרים היונומרים יהיו מקטעים מפותלים כנ”ל ומקטעים גבישיים אשר יוחזקו ע”י קשרים

יונים בין קבוצות צדדיות טעונות מטען כמו:

COONa

מסיסות פולימרים מוצלבים

פולימרים מצולבים אינם .נמסים ממש

הם תופחים כאשר א. קשרי ההצלבה אינם

צפופים.ב. כאשר נוצרים קשרים

בין מולק’ חזקים עם הממס.

הפולימרים המצולבים תופחים בממס מתאים ומקבלים צורה של ג’ל.

יצירת קשרי הצלבה

לאחר פילמורבזמן פילמור

בדחיסה בסיפוח

א. בפילמור ע”י מכניסים בעת פילמור דחיסה

יחד עם המונומרים .מצליב

3מצליב- חומר עם קבוצות פונקציונליות.

- תלת דוגמא למצליב- -O-CH2-CH2-0-C-כוהל - גליצרול

C-O-CH2-CH-CH2-O--O-CH2-CH2-0-C- -C-O-CH2-CH-CH2-O-

O =

O =

O =

O =

ב. בפילמור

מוסיפים ע”י סיפוחלמונומרים מצליב

.בעת הפילמורמצליב - חומר עם שני קשרים

כפולים.

CH2=CH-CH2-CH=CH2

-CH2

2 2

2 2 2

-CH2-CCl-CH2-CCl-CH2-CH2-CH-CH2-CHCl….

:א. צילוב ע”י תגובת דחיסהכאשר יש לפולימר המוגמר קב’ צדדיות

המכילות קב’ פונקציונליות.דוגמא - צילוב של פוליוניל אלכוהול

באמצעות דו חומצה .קרבוקסילית

-CH2-CH-CH2-CH - CH2-

CH-CH2- CH- CH2-CH--CH2-CH-CH2-CH - CH2-

CH-CH2- CH- CH2-CH-

ב. צילוב בסיפוח 2לאחר פילמור.

בחוט השדרה קיימים קשרים

כפולים.

גיפור פולי-בוט

אדיאן-CH2-CH=CH-CH2-

-CH2-CH-CH-CH2-

-CH2-CH=CH-CH2--CH2-

CH=CH-CH2-

-CH2-CH-CH-CH2-

-CH2-CH=CH-CH2-

-S-S-S-S-S-S-S-

-S-S-S-

- הפולימר גומי טבעי גומיהטבעי שמופק כנוזל עובר

גיפור ורק אז מקבל את .תכונותיו המוכרות

איזופרן

CH2=CH-C(CH3)=CH2

-]CH2-CH=C(CH3)-CH2[- בפילמור : גומי סינטטיאיזופרן ניתן לקבל שני

. טרנס 1איזומרים: . ציס2

, מתקבל הטרנסבפילמור רדיקלי,

השרשרות נארזות היטב .והוא פריך ולא אלסטי

מתקבל בעזרת , הציסהזרז של זיגלר-נאטא,

מפותל, כמו הגומי הטבעי.

הפיכת הפולימר לחומר פלסטי נעשית ע”י הוספת חומרים שונים - תוספים.

התוספים משפרים ומגוונים .את תכונות החומר

:השלבים לאחר הפילמור - שלב ערבוב עם תרכוב

תוספים מתאימים. - שלב העיצוב של עיבוד

המוצר הפלסטי בצורתו הרצויה.

השלבים הנ”ל מתבצעים תוך כדי הפילמור או אחריו.

הרס” חומרים “פלסטים - שינויים

במבנה החומר והגורמים לכך

(119)מהמדריך עמ’ ירידה בחוזק ובקשיחות, עליה

- שבירת בשבירות, היסדקותשרשרות, שינויים בקבוצות

.הצדדיות - יצירת קשרי ירידה בגמישות

צילוב, שינוי במבנה הקבוצות הצדדיות.

- יצירת שינויים במסיסותקשרי צילוב, שינוי במבנה

הקבוצות הצדדיות. - שינוי במבנה שינויים בצבע

הקבוצות הצדדיות ו/או שינויים במבנה הקבוצות

הפונקציונליות בעמוד השדרה של הפולימר.

ירידה בכושר לבודד חשמל, -יצירת שינוי בפעילות הכימית

קב’ קוטביות.

תגובות עם חמצון עם חמצן ואוזון באווירגורמים סביבתייםתגובות עם מים - הידרוליזה

למשל הגורמת ליצירת U.V קרינת

רדיקלים חופשיים ולכן לשבירת שרשרות או ליצירת

קשרי צילוב.תגובות עם כלור ו/או

מחמצנים אחרים בסביבת בריכות שחיה, בים וכו’.

)התמרה של מימנים למשל(פולימרים עם קשרים כפולים

עוברים תגובות סיפוח.פולימרים עם קב’ אסטריות

עשויים לעבור הידרוליזה.שינויים מכנים הגורמים

לשחיקה, עומס ומתח ולכן בלייה.

חלק מהנזקים ניתן למנוע או לצמצם ע”י .תוספים מתאימים

תרכוב - ערבוב עם - חומרים המעכבים מייצביםתוספים מתאימים

את התפרקות הפולימר בהשפעת חום וקרינה. )מונעי חימצון ובולעי קרינה אולטרה

(סגולית - הופכים חומר מרככים

פריך-שביר לחומר רך, נמתח ונוח לעיבוד.

- מעניקים לחומר מלאניםחוזק מכני. )כמו סיבי זכוכית,

פחם ונסורת עצים(תוספים למניעת הווצרות

. )באריזות מטענים סטטיםלפריטים אלקטרונים(

)מכילים אטומי מעכבי בעירהכלור ברום או זרחן(

צבעים

כיצד מתבצעת ?פעולת הריכוך החומר , התוסף

עשוי המרכךממולקולות קטנות

החודרות בין מולקולות הפולימר,

מרחיקות בין השרשרות ולכן מחלישות את הקשרים הבין

שרשרתים.

הדרישות העיקריות ממרכך:

יצירת קשרים חזקים יחסית עם מולקולות

הפולימרנדיפות נמוכהיעילות גבוהה

של Tgבהורדת ה- הפולימר. )מעט

תוסף יגרום להורדה גדולה(

שיפור חוזק הנגיפה ע”י ערבוב

ערבוב בטכניקות פולימריםמתאימות של שני סוגי

. פולימריםמערבבים פולימר קשיח -

פריך עם פולימר גמיש. מתקבל פולימר המשלב את התכונות של שניהם.

דוגמא - פוליסטירן אמורפי וזול שסונטז ללא זרז ולכן פריך ושביר עם

Tg גבוה מעורבב עם Tgפוליבוטדיאן בעל

נמוך שלשרשרותיו חופש פיתול גדול. מתקבלת מעין סגסוגת עם חוזק

נגיפה משופר ולכן פחות שבירה.

עיבוד של חומרים שלב העיבוד הוא גם פלסטים.שלב עיצוב המוצר

על החומר מופעלים מאמצים חיצוניים

המשפרים את תכונותיו המכניות.

טכניקות עיבודשיחוהזל

רקה

ניפוח בקבוקי

ם

טווית סיבים

שיחולזוהי הטכניקה לעיבוד

.הנפוצה ביותרכלי השיחול הוא חילזון המסתובב

בצינור מתכתי מחומם, בדומה

למטחנת בשר לו פיות בצורות שונות.את הכלי המחומם

מזינים בפולימר גולמי. הפולימר

נדחס פנימה ונלחץ לפיה.

צורת הפיה קובעת את צורת המוצר:

פיה שטוחה להכנת יריעות, פיה עגולה

להכנת שקיות ושרוולים, פיה

מחוררת לטווית סיבים.

פיה שטוח

ה

פיה עגול

ה

פיה מחור

רת

ניפוח כמו בניפוח זכוכית בקבוקים

מנפחים פלסטיק נוזל שמוזרם לתבנית בעלת צורה של

בקבוק. הניפוח נעשה .עם זרם אויר

בשיטה זו החומר נמתח בצורה

דו-כיוונית ומקבל את צורת הבקבוק.

המתיחה הדו כיוונית גורמת לעליה בחוזק

הגבישיות ולכן גם בחוזק המכני.

הבקבוק מופרד מהתבנית ע”י קירור.

הזרקהגם כאן הפולימר נדחס

למאין חילזון המתיך את החומר ומשם הוא מוזרק .לתבניות בצורות הרצויות

מתאים ליצירת סדרה גדולה של מוצרים:

כמו: רהיטים וכלים.בשיטה זו מייצרים גם

חומרים תרמוסטים. פעולת ההצלבה נעשית

בתבנית עצמה.

סיבי - עמ’ ם

135סיב טוב

הרכב כימי מתאי

ם

שיטת עיבוד מתאימה

דוחסים :טוויהשלב א’ - פולימר חם דרך דיסקית

.מחוררת: מתיחה קרה שלב ב’ -

ממשיכים למתוח את הסיב לאחר קירורו בטמפ’ מעל

Tg.

עיבו:ד

התאמתו של שרשרות עם מבנה סדיר, פולימר לסיב

ישרות, ללא הסתעפויות, .ללא קב’ צדדיות נפחיותנוכחות קטעים קשיחים

בשלד - קב’ בנזניות, קשרים אמידים.

קשרים בין מולקולרים חזקים )מימניים, קוטביים,

ון-דר-ולס חזקים(אורך שרשרת מתאים

)תלוי בסיב שרוצים- לא קצרות מידי(

עיבוד נכון - תהליך טוויה ומתיחה.

השינויים שחלים במבנה

הסיב בזמן .השרשרות מתיישרותמתיחה

הקשרים הבין מולקולרים מתחזקים-

מתרבים.אחוז הגבישיות גדל.השרשרות נערכות

בכיוון ציר האורך.

סיבים גמישות נכונה )שוזרים ויוצרים לביגוד

סיבים דקים אותם שוזרים (לחוט

כושר ספיגה למים )נוכחות קב’ ליצירת קשרי מימן עם המים(

כושר לקלוט צבע )מכילים קב’ המתקשרות למולק’ הצבע(

עמידות טובה בחומרי הלבנה וניקוי.

כושר לעקב בעירה )מוסיפים מעקבי בעירה בשלב התרכוב(יציבות תרמית )לעמוד בתנאי

כביסה וגיהוץ( Tg - 100 , Tm - 200-300

גבולות השימוש - בטמפ’ Tgהחדר - מתחת

.Tm ומתחת Tgגיהוץ - מעל