Polimeri,Ilda Koca

Državni univerzitet u Novom PazaruDržavni univerzitet u Novom PazaruTehničko-tehnološki departmanTehničko-tehnološki departman

Smer- ArhitekturaSmer- Arhitektura PredmetPredmet: :

Građevinski materijaliGrađevinski materijaliTema:Tema:

Polimeri

Predmetni nastavnik: Predmetni nastavnik: Student Student::Ljudmila Kudrijavceva Ljudmila Kudrijavceva Ilda Koca, 07-020 Ilda Koca, 07-020//0909Asistent: Nazim ManićAsistent: Nazim Manić

Novi Pazar 2011. godineNovi Pazar 2011. godine

UvodUvod PolimeriPolimeri su jedinjenja nastala mesu jedinjenja nastala međđusobnim povezivanjem (kovalentnom usobnim povezivanjem (kovalentnom

vezom) malih molekulskih jedinki (monomera) koji se obicno ponavljaju vezom) malih molekulskih jedinki (monomera) koji se obicno ponavljaju po nekom pravilu, u velike molekule (makromolekule)po nekom pravilu, u velike molekule (makromolekule)

Makromolekul-Makromolekul-mnogo ponavljajucih jedinki Mmnogo ponavljajucih jedinki M

MonomerMonomer ( (grc. Monos=sam + meros=deogrc. Monos=sam + meros=deo) molekulske jedinke koje ) molekulske jedinke koje povezivanjem stvaraju polimerpovezivanjem stvaraju polimer

Sintetski se polimeri dobijaju hemijskim procesima Sintetski se polimeri dobijaju hemijskim procesima polimerizacijepolimerizacije..

M-M-M-M-M-M-M ili –(M)n-

monomer polimer

22

33

Na primer, makromolekul polietilena Na primer, makromolekul polietilena (PE) dobi(PE) dobijja se spajanjem a se spajanjem molekula etena (etilena): molekula etena (etilena):

n Cn C22HH4 4 - (C- (C22HH44))n n

n molekul etena formira makromolekul polietilenan molekul etena formira makromolekul polietilena

44

Polimerizacija, dakle, predstavlja reakciju dobijanja polimera iz odgovarajućh monomera,

tako da u opštem slučaju važi relacija:nM Mn

Monomer Polimer

Kao primer može da posluži reakcija etilenglikola i adipinske kiseline, čiji je rezultat

polimer poliester:

55

Struktura polimeraStruktura polimera Polimeri su na normalnim temperaturama čvrste Polimeri su na normalnim temperaturama čvrste

supstance.supstance. Struktura polimera je uglavnom Struktura polimera je uglavnom amorfnaamorfna, što znači da u , što znači da u

ovim supstancama ne postoji neki pravilan raspored ovim supstancama ne postoji neki pravilan raspored čestica-izgrađivača.čestica-izgrađivača.

Postoje, međutim, polimeri, kod kojih jedan deo Postoje, međutim, polimeri, kod kojih jedan deo makromolekula ima izvestan uređen poredak, tj. ima makromolekula ima izvestan uređen poredak, tj. ima kristalnu strukturukristalnu strukturu..

amorfna mješovita amorfno/kristalna

Ilustracija struktura polimera

66

Makromelikuli polimera mogu da budu:

a) linearni

b) razgranati

c) mrežasti

77

Podela polimeraPodela polimera

88

99

Prirodni polimerni materijali biljnog porijekla Prirodni polimerni materijali biljnog porijekla (smole (smole različitih drveća) su:različitih drveća) su:

Kaučuk Jantar Kolofonij Šelak

1010

celuloidceluloid (celuloza + dušična (celuloza + dušična kiselina celulozni nitrat + kamfor), kiselina celulozni nitrat + kamfor), je našao široku primenu pre svega je našao široku primenu pre svega

kao zamena za slonovaču (npr. kao zamena za slonovaču (npr. bilijarske kugle, nakit, češljevi, bilijarske kugle, nakit, češljevi,

dugmad, lutkedugmad, lutke, , lopticeloptice za bilijar za bilijar))..

Industrijska sinteza (fenol + formaldehid) prvog umetnog polimernog materijala – bakelita.

1111

Struktura i ponašanje polimera pri zagrevanjuStruktura i ponašanje polimera pri zagrevanju

Struktura polimera je u opštem slučaju Struktura polimera je u opštem slučaju amorfnaamorfna, što znači , što znači da u okviru ovih supstanci ne postoji neki pravilan raspored da u okviru ovih supstanci ne postoji neki pravilan raspored čestica-izgrađivača. čestica-izgrađivača.

Postoje, međutim i polimeri kod kojih jedan deo Postoje, međutim i polimeri kod kojih jedan deo makrommakromolekuolekula ima izvestan uređen poredak , što znači da la ima izvestan uređen poredak , što znači da se u ovakvim slučajevima uporedo sa amorfnse u ovakvim slučajevima uporedo sa amorfnoom m strukturom pojavljuje i strukturom pojavljuje i kristalnakristalna struktura. Ovakvi polmeri struktura. Ovakvi polmeri se nazivaju kristalitima ili kristalnim polimerima.se nazivaju kristalitima ili kristalnim polimerima.

Amorfna struktura (najcešce)

Kristalna struktura

1212

A B C

D E

1313

Prema ponašanju pri zagrejavanju i Prema ponašanju pri zagrejavanju i elastičnim svojstvima razlikuju se:elastičnim svojstvima razlikuju se:

Plastomeri pri porastu

temperature omekšavaju (te se potom, pri opadanju temperature skrućuju.

Duromeri se pri rastu

temperature ne omekšavaju

Elastomeri imaju izražena

elastična svojstva.

Elastoplastomeri imaju elastična

svojstva kao elastomeri, a pri rastu/opadanju temperature se

omekšavaju/skrućuju kao

plastomeri.

Često se duromeri i plastomeri nazivaju plastičnim masama, a elastomeri i elastoplastomeri gumama.

Često se duromeri i plastomeri nazivaju plastičnim masama, a elastomeri i elastoplastomeri gumama. 1414

Šematski prikaz izgleda polimera

1515

σp ...granica proporcionalnostiσe ... granica elastičnostiσR ...granica razvlačenjaσM ...čvrstoćaB - C...puzanje (hladno tečenje)E = tgα... modul elastičnosti

Tipičan σ - ε dijagram polimernog materijala

Mehanička svojstva polimera:

Za primenu u građevinarstvu termoplastični materijali se ispituju na temperaturama od -20 do 40C

-čvrstoće pri zatezanju, pritisku i savijanju, relativna izduženja pri prekidu, modul elastičnosti.

Ispitivanja na zatezanje vrše se na uzorcima štapastog, odnosno trakastog oblika, ili na „oslabljenim“ uzorcima koji se karakterišu reduciranim poprečnim presecima u srednjim zonama.

1616

Jednokomponentni polimeri retko se primenjuju u tehnici.Jednokomponentni polimeri retko se primenjuju u tehnici.

Po pravilu, radi boljeg prilago Po pravilu, radi boljeg prilagođđavanja svojstava polimeraavanja svojstava polimera osnovna se komponenta meša s pogodnim dodacima. osnovna se komponenta meša s pogodnim dodacima.

Na primer, za poboljšanje savitljivosti dodaju se osnovnoj Na primer, za poboljšanje savitljivosti dodaju se osnovnoj komponenti platifikatori . komponenti platifikatori .

1717

Četiri su primera dodataka:Četiri su primera dodataka:1. 1. PunilaPunila – poboljšanje mehaničkih svojstava i oblikovljivosti → sniženje – poboljšanje mehaničkih svojstava i oblikovljivosti → sniženje

cijene proizvoda cijene proizvoda a) Anorganska punilaa) Anorganska punila b) Organska punila:

2. Stabilizatori– usporavanje (sprečavanje) starenja – razgradnje polimera tokom vremena

prahovi: sprašeni anorganski spojevi (CaCO3, MgCO3,

CaO i ZnO),

vlakna: staklena, mineralna; prahovi: drvo,

plastični otpad

vlakna: prirodna, sintetička

a) UV stabilizatori – ometaju štetni utjecaj ultraljubičastog zračenja (Sunce),

b) antioksidansi – ometaju štetni utjecaj kisika (atmosfera).

1818

3. Bojila 3. Bojila – poboljšanje vizualnog izgleda proizvoda – poboljšanje vizualnog izgleda proizvoda (cijela (cijela masa materijala ili površina proizvoda) masa materijala ili površina proizvoda)

Bojila Bojila

4. Maziva – sprječavanje lijepljenja proizvoda za površine alata koji se koriste u njihovoj izradi (ulja i voskovi):

Maziva

anorganska

organska

mineralna (proizvedeni preradom nafte)

prirodna (biljnog/životinjskog porijekla)

1919

Prema deformisanju pri opterećivanju može se razlikovati pet vrsta plastičnih masa:Prema deformisanju pri opterećivanju može se razlikovati pet vrsta plastičnih masa:Vrsta plastične mase

svojstva svojstva svojstva svojstva

Aelastična i lomljiva

mali mala mala umjerena

Belastična i duktilna

mali mala umjerena velika

Ckruta i čvrsta

veliki velika velika umjerena

Dkruta i duktilna

veliki velika velika velika

Ekruta i krhka

veliki bez umjerena mala

2020

Izrada proizvoda od polimera Izrada proizvoda od polimera

Polimerni materijali, oblikovani na prikladan način (tečnost, zrna), dobijaju se prikladnim petrohemijskim postupcima:

2121

Proizvedeni polimeri se isporučuju u teProizvedeni polimeri se isporučuju u teččnom ili nom ili gumenom, te zrnastom oblikugumenom, te zrnastom obliku

Polietilen HD Poliamid Poliuretan Epoksid

2222

Najčešći postupci oblikovanja proizvoda od Najčešći postupci oblikovanja proizvoda od polimernih materijala su: polimernih materijala su:

2323

Polimerni lateksiPolimerni lateksi

2424

Primeri- primene Primeri- primene

2002. godine su bili udeli primene polimera u svijetu:

2525

Prirodni kaučukPrirodni kaučukPrirodni kaučuk se u prirodi nalazi u soku stabla kaučukovca – "lateksu".

2626

Dobra i loša svojstva polimernih materijalaDobra i loša svojstva polimernih materijala

Dobra svojstva : ⎯ mala gustina, lako oblikovanje,⎯ otpornost prema ⎯

hemikalijama, otpornost prema koroziji i ⎯

gnjiljenju, izolatori topline i ⎯

elektriciteta, sposobnost prigušivanja ⎯

zvuka, lako se bojaju.⎯

Loša svojstva : ⎯ mala čvrstoća, dimenzionalana ⎯

nestabilnost, mala toplinska ⎯

otpornost,-lako zapaljivi,

sklonost starenju i ⎯razgradnji.

2727

Naziv materijala- Naziv materijala- PamukPamuk (pamu(pamuččna vata)na vata) vrsta prema gravrsta prema građđi molekula-polimerii molekula-polimeri podvrsta-vlaknasti materijalipodvrsta-vlaknasti materijali Poreklo-organsko, biopolimeri, fitopolimeriPoreklo-organsko, biopolimeri, fitopolimeri Kriterijum nastajanja-prirodni, modificirani materijalKriterijum nastajanja-prirodni, modificirani materijal Upotrebna forma- delom vezani materijal, role I ploUpotrebna forma- delom vezani materijal, role I ploč č ee

Polimerni građevinski materijali

2828

Naziv materijala- Naziv materijala- TrstikaTrstika vrsta prema gravrsta prema građđi molekula-polimeri-Polimerii molekula-polimeri-Polimeri podvrsta-vlaknasti mateijalpodvrsta-vlaknasti mateijal Poreklo- organsko, biopolimeri, fitopolimeriPoreklo- organsko, biopolimeri, fitopolimeri Kriterijum nastajanja-prirodni materijalKriterijum nastajanja-prirodni materijal Upotrebna forma- vezani snopovi I ploUpotrebna forma- vezani snopovi I ploččee


2929

Naziv materijala- Kokosova vlaknavrsta prema građi molekula-polimeripodvrsta-vlaknasti materijaliPoreklo-organsko, biopolimeri, fitopolimeriKriterijum nastajanja-prirodni, modificirani materijalUpotrebna forma-vezani vlaknasti materijal, role,meke ploče


3030

Naziv materijala- Naziv materijala- Morska travaMorska trava vrsta prema gravrsta prema građđi molekula-polimeri-Polimerii molekula-polimeri-Polimeri podvrsta-vlaknasti mateijalpodvrsta-vlaknasti mateijal Poreklo- organsko, biopolimeri, fitopolimeriPoreklo- organsko, biopolimeri, fitopolimeri Kriterijum nastajanja-prirodni materijalKriterijum nastajanja-prirodni materijal Upotrebna forma- nevezani vlaknasti materijal, materijal za ispunuUpotrebna forma- nevezani vlaknasti materijal, materijal za ispunu


3131

Naziv materijala- Slamavrsta prema građi molekula-polimeripodvrsta-vlaknasti mateijalPoreklo- organsko, biopolimeri, fitopolimeriKriterijum nastajanja-prirodni materijalUpotrebna forma-blokovi od zbijene slame


3232

Naziv materijala- Ovčja vunaVrsta prema građi molekula-polimeripodvrsta-vlaknasti mateijalPoreklo- organsko, animalni polimeriKriterijum nastajanja-prirodni materijalUpotrebna formarole meke vune I ratresita vlakna za ispunu


3333

Naziv materijala- Drveni izresciVrsta prema građi molekula-polimeripodvrsta-vlaknasti mateijalPoreklo- organsko, animalni polimeriKriterijum nastajanja-prirodni materijalUpotrebna forma- rasuti izresci, iverje

Polimerni gradjevinski materijali

3434

Očuvanje okoline Optimalno korišcenje prirodnih resursa podrazumeva dug životni vek

polimernih materijala (ne proizvoda – isti polimerni materijali se mogu više puta koristiti). Mere su:

3535

Plastične mase imaju velike toplotne moći te bi se proizvodi od plastičnih masa nakon isteka veka njihovog trajanja, ako nisu biorazgradivi niti kompostibilni, mogli koristiti i kao gorivo za

grejanje (kotlovska postrojenja).

3636

ZakljuZaključčakakPolimerima se nazivaju materijali koje formiraju organske

makromolekule, koji nastaju uspostavljanjem hemijskih veza jednostavnijih molekula organskih spojeva – monomera

Struktura polimera moze biti amorfna I kristalasta

Polimeri mogu biti prirodni I vestački

Polimeri se dele na plastomere, duromere, elastomere,

Plastične mase- polimeri + dodaci

Polimeri se koriste u građevinarstvu kao materijali za ispunu, oblogu, izolaciju I dr.

Hvala na paznji Hvala na paznji

3737

Literatura:Literatura: http://sr.wikipedia.org/sr/%D0%9Ahttp://sr.wikipedia.org/sr/%D0%9A

%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%B3%D0%BE%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%98%D0%B0:%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D1%80%D0%B8%D1%98%D0%B0:%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8

http://www.gradst.hr/Portals/9/docs/katedre/Gradjevinski%20materijali/http://www.gradst.hr/Portals/9/docs/katedre/Gradjevinski%20materijali/web/POLIMERNI%20%20MATERIJALI.pdfweb/POLIMERNI%20%20MATERIJALI.pdf



http://seminar.tvz.hr/materijali8/A-06.pdfhttp://seminar.tvz.hr/materijali8/A-06.pdf

http://www.grf.bg.ac.rs/mm/files/learnmat/19Polymers.pdfhttp://www.grf.bg.ac.rs/mm/files/learnmat/19Polymers.pdf3838

Education

Polimeri,Ilda Koca