Upload
laith-atkinson
View
26
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Zpracovatelské vlastnosti kaučuků. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Zpracovatelské vlastnosti kaučuků
Střední odborná škola Otrokovice
www.zlinskedumy.cz
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil VašíčekDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.
Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Charakteristika DUM
Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /2
Autor Ing. Emil Vašíček
Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-GT/1-PV-4/2
Název DUM Zpracovatelské vlastnosti kaučuků
Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání
Kód oboru RVP 28-52-H/01
Obor vzdělávání Gumař-plastikář
Vyučovací předmět Gumárenská technologie
Druh učebního materiálu Výukový materiál
Cílová skupina Žák, 15 – 16 let
Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího, náplň: zpracovatelské vlastnosti kaučuků a plastů
Vybavení, pomůcky Dataprojektor
Klíčová slova Kaučuk, Hustota, Mechanické vlastnosti, Elasticita, Tažnost, Izolační vlastnosti, Chemická odolnost, Teplotní odolnost, Energetická náročnost
Datum 13. 10. 2012
Zpracovatelské vlastnosti kaučuků
Náplň výuky:
Termodynamické vlastnostiTeplota skelného přechoduTepelná vodivostChlazení a ohřevTepelná odolnostZpracovatelnostPlasticita Energetická náročnost
Makromolekulární látky
Plasty a pryže řadíme mezi organické makromolekulární látky.
Vlastnosti plastů a pryží se v mnohém směru liší od vlastností klasických materiálů.
Předpokladem vhodného upotřebení polymerních materiálů je především využití těch vlastností, které jiné materiály nemají anebo jich jen obtížně dosahují.
Obr. 1: Makromolekulární látka
Termodynamické vlastnosti
V určité oblasti teplot se fyzikální vlastnosti polymerů mění skokově. Takové oblasti jsou nazývány přechodové. Existují přechodové teploty: Tg – teplota zeskelnění nebo teplota skelného přechodu, Tf – teplota viskózního toku (pro amorfní plasty) neboTm – teplota tání (pro semikrystalické plasty).
Obr. 2: závislost log σ na teplotě
Termodynamické vlastnosti
Teplotu zeskelnění Tg je možno ovlivnit např. přídavkem změkčovadel, které sníží mezimolekulární soudružnost a tím i Tg.Nad teplotou skelného přechodu jsou polymery plastické, pod ní tvrdé.
Obr. 3: teplota skelného přechodu
Nejnižší hodnotu teploty zeskelnění vykazují kaučuky (malé mezimolekulární síly a značně ohebné řetězce) a semikrystalické polymery (např. PE)Amorfní termoplasty mají hodnotu teploty zeskelnění výrazně nad teplotou okolí.Nejvyšší teplotu skelného přechodu mají epoxidové pryskyřice.
polymer Tg [°C]
Silikonový Kaučuk -120
HDPE -120
butadien -100
LDPE -80
NR. IIR -75
PP -10
PA 55
PET 70
PVC 80
PS 90
epoxidy 160
Tepelná vodivost
Polymery (kaučuky i plasty) mají obecně velmi malou tepelnou vodivost. Značnou pozornost je proto nutné věnovat temperaci:
Chlazení – např. při míchání kaučukových směsíOhřev – např. při vulkanizaci
Obr. 4: měření teplotní vodivosti
Chlazení
Zvláště při míchání kaučukových směsí je nutné intenzivní chlazení. Vnitřním třením se směs silně zahřívá.
Obr. 5: chlazení kalandru (GT1)
Obr. 6: chladno
Ohřev
Směs se v různých hloubkách prohřívá nerovnoměrně. Vulkanizaci možno ukončit, až zvulkanizuje směs i uvnitř.
Obr. 7: teplota v různých hloubkách pláště
Doba vulkanizace tenkostěnných výrobků je podstatně kratší, než u tlustostěnných
Na povrchuVrchní vložkaMezi vložkami
Teplotní odolnost
K nedostatkům patří malá odolnost k vyšším teplotámVětšinou je lze dlouhodobě používat jen do teplot 100 až 150 °C
Použití při vyšších teplotách je spíše výjimečné
Nejvyšší teploty snášejí silikony (až 250 °C) a fluoroplasty (do 300 °C)
Obr. 8: Teplotní namáhání
Zpracovatelnost
Pro hodnocení polymerů z hlediska jejich tokových vlastností se používá tzv. index toku taveniny (ITT). Je to hmotnost vytlačené taveniny za definovaných podmínek (teploty, tlaku, profilu hubice). Obvykle se udává počtem gramů vytlačené taveniny za 10 minut. ITT je nepřímo úměrný relativní molekulové hmotnosti polymeru (kratší řetězce lépe tečou).
Obr. 9: narůstání profilu za hubicí
Do směsi se přidávají látky usnadňující tečení – změkčovadla. •Lepší zpracovatelnost•Menší narůstání profilu
Plasticita
Tokové vlastnosti materiálu charakterizuje plasticita (viskozita).
Nejobvyklejší plasticita Mooney – práce úměrná
krouticímu momentu, potřebnému k protáčení kotouče ve zkoušeném materiálu
Obr. 10: plastometr Mooney
1 – rotor2 – zkoušený materiál3 – forma4 – měřicí a regulační zařízení
Energetická náročnost
Průměrná spotřeba energie [kJ/kg] pro výrobu 1 kg některých materiálů
ocelhliník
hořčík
sklocement
dřevo
celulózaplastypryže
0 20 40 60 80 100 120 140
307080
40188
51520
30200
20
20
Obr. 11: Energie pro výrobu 1 kg
Podobné relace platí i pro následné zpracování
Např. pro výrobu ocelových trubek se spotřebuje cca 5,7x více energie, než pro plastové
recyklace ze surovin
Obr. 12: Ocelové trubky
Kontrolní otázky:
1. Co to je teplota skelného přechodu?
2. Porovnej termodynamické vlastnosti kaučuku a ostatních klasických konstrukčních materiálů
3. Jak se zjišťuje plasticita?
Seznam obrázků:
Obr. 1: anonym, Macromolecule, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: www.freepik.comObr. 2: vlastní, Logaritmická závislost pevnosti na teplotěObr. 3: vlastní, teploty skelného přechoduObr. 4: Vašíček Emil, „Gumárenská technologie 1“, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011, zařízení na měření teplotní vodivostiObr. 5: Vašíček Emil, „Gumárenská technologie“, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011, chlazení kalandruObr. 6: anonym, Sněhulák, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: Klipart Microsoft OfficeObr. 7: Vašíček Emil, „Gumárenská technologie 3“, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011, průběh teplotObr. 8: anonym, Flame, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: www.freepik.comObr. 9: Vašíček Emil, „Gumárenská technologie 2“, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011, narůstání profiluObr. 10: Vašíček Emil, „Gumárenská technologie 1“, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011, plastometrObr. 11: vlastní, měrná energieObr. 12: anonym, Steel pipe, [vid. 13. 10. 2012], dostupné z: www.freepik.com
Seznam použité literatury:
[1] Vašíček Emil, ing., „Gumárenská technologie“, učební texty, vydání třetí, Střední odborná škola Otrokovice, 2011
[2] Vašíček Emil, ing., „Chemické suroviny“, učební texty, vydání druhé, Střední odborná škola Otrokovice, 2009
Děkuji za pozornost