compozite 2 ore curs+2 ore lab / sapt Laborator 7 şedinţe de câte 4 ore alternativ, la 2 săptămâni Prezenţa obligatorie

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "compozite 2 ore curs+2 ore lab / sapt Laborator 7 şedinţe de câte 4 ore alternativ, la 2 săptămâni Prezenţa obligatorie"

Ναβαδίας Κανακάρης-Ρούφος
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Materiale polimerice i şi compozite Conf.dr.ing. Paul Stănescu Tel: paul_stanescu@yahoo.com 2 ore curs+2 ore lab / sapt Laborator 7 şedinţe de câte 4 ore alternativ, la 2 săptămâni Prezenţa obligatorie Evaluare: 25% laborator (25 puncte) 25% lucrare (25 puncte) - Luni XX noiembrie 50% examen (50 puncte) 1

2 De ce polimeri? Polimerii si aplicatiile acestora ambalaje, recipienti pentru industria alimentarã 2

3 Polimerii si aplicatiile acestora constructii Polimerii si aplicatiile acestora automobile (autovehicule) 3

4 Polimerii si aplicatiile acestora Polimerii si aplicatiile acestora Ambarcatiuni usoare 4

5 Polimerii si aplicatiile acestora industria aeronauticã si aerospatialã Polimerii si aplicatiile acestora electronicã si electrotehnicã 5

6 Polimerii si aplicatiile acestora medicinã Polimerii si aplicatiile acestora material sportiv 6

7 Polimerii si aplicatiile acestora banii nostri de toate zilele Str Gheorghe Polizu, nr 1-7, Corp A, etj 1 7

8 De ce polimeri? - o foarte mare varietate proprietăţi diferite (chiar contrare) aplicaţii în toate domeniile de activitate - preţuri şi proprietăţi comparabile cu restul materialelor, la greutăţi foarte reduse - temperaturi de topire inferioare / în general solubili în solvenţi adecvaţi prelucrare facilă prin diferite metode se poate obţine orice formă a produsului final Dezavantaje - sursă importantă de poluare a mediului - (tendinţa biodegradabil / reciclare) - combustibile (majoritar) Polimer? din greacă: polis mai multe / meros - părţi Polimeri = molecule mari (macromolecule) formate prin legarea împreună, prinlegături covalente, a unui mare număr de molecule mici (monomeri). Unitate structurală = gruparea de atomi care se repetă de-a lungul lanţului polimer (în cele mai multe cazuri este identică cu monomerul) Grad de polimerizare = numărul de unităţi structurale dintr-o catenă polimeră. n M (US) n n A + n B (US) n 8

9 Structura chimică Pe lângă unitatea structurală (componenta majoritară) catenele conţin grupe terminale, ramificaţii, grefe, catene reticulate, defecte de catenă,etc. Toate acestea sunt determinate în principal de procesul de sinteză şi influenţează comportamentul chimic al polimerului Atomi ce se regăsesc în structura polimerului: în catena principală Monomeri posibili Doar molecule susceptibile a se lega cu cel puţin alte două molecule (a se înlănţui) a) Molecule cu dublă legătură C=C se pot înlănţui între ele H 2 C CH 2 H 2 C CH H 2 C CH CH 3 Cl H 2 C CH H 2 C CH CH 2 CH OCOCH 3 X n H 2C CH CH CH 2 H 2C CH C CH 2 H 2C CH C CH 2 CH 2 CH C CH 2 n CH 3 Cl X!!! Nu toate moleculele cu dublă legătură C=C polimerizează Cl 2 C CCl 2 F 2 C CF 2 NU DA Formulele au caracter informativ nu trebuie reţinute 9

10 Monomeri posibili b) Molecule polifuncţionale - cel puţin două funcţiuni capabile să reacţioneze între ele - o singură moleculă cu două funcţiuni diferite n H 2 N R COOH (NH R CO) n + n H 2 O - două molecule diferite, fiecare cu două funcţiuni (de obicei identice) nhn R NH 2 NH 2 + n HOOC R COOH COOH (NH R NH CO R CO) n + 2n H 2 O Formulele au caracter informativ nu trebuie reţinute Clasificare polimeri 1. Domeniul de utilizare (în strânsă legătură cu proprietăţile) a) Materiale plastice = în sensul în care se pot utiliza ca materiale de construcţii, ca şi înlocuitori pentru metale, lemn, piatră, sticlă, materiale ceramice b) Cauciucuri = comportament mecanic viscoelastic diferit proprietăţi elastice (elastomeri) c) Fibre = doar anumiţi polimeri (sortimente ale acestora) se pretează filării (tragerii în fire) d) Adjuvanţi în general dispersii sau soluţii: adezivi, lacuri şi vopseluri, aditivi (mai puţin cunoscuţi) 10

11 De ce tipuri diferite de materiale polimerice? Mărimea care le diferenţiază: energia de coeziune = suma forţelor fizice de atracţie dintre macromolecule. În cazul compuşilor cu moleculă mică energia de coeziune = energia necesară trecerii dintr-o stare de agregare în alta (λ topire, λ vaporizare ). În cazul polimerilor energia de coeziune corespunde unui segment de catenă cu lungimea de 5Å = energie de 5Å (E 5Å ) Valorile E 5Å pentru polimeri: kcal/mol - elastomer kcal/mol - material plastic - >5 kcal /mol - fibra 2. Modul de obţinere a) Polimeri naturali : Ca atare: - cauciuc natural - celuloza (lemn, bumbac) Clasificare polimeri Sintetizaţide vieţuitoare : -mătase vierme de mătase (Gly-Ser-Gly-Ala) păianjen -poliesteri i termoplastici i -microorganisme i b) Sintetici: - identic natural - diferiţi de cei naturali c) Artificiali: - au ca bază polimeri naturali, modificaţi chimic Formulele au caracter informativ nu trebuie reţinute 11

12 Clasificare polimeri 3. Funcţie de comportarea termică: a) termoplastici - polimeri solizi la temperatura ambiantã (în domeniul de utilizare), care pot fi topiţi prin încãlzire şi resolidificaţi prin rãcire, fără a fi în pericol de reticulare. Aceste cicluri topire/solidificare pot fi repetate (teoretic) la infinit. Acesti polimeri pot fi reciclati. PE, PP, PVC, PS, PET, PA, PC b) termoreactivi (răşini polimerice) - polimeri ce reticulează la cald sau în prezenţa unui agent de reticulare, transformându-se într-un material insolubil şi infuzibil Nu pot fi reciclati. răşini poliesterice nesaturate, epoxidice, vinil esterice Clasificare polimeri 4. Masa moleculară a) Oligomeri în general M < g/mol b) Polimeri M ridicată, putînd ajunge la 10 6 g-mol 5. Compoziţie a) Homopolimeri polimeri alcatuiţi dintr-un singur tip de unitate structurală (provin de la un singur monomer) b) Copolimeri polimeri alcătuiţi din două sau mai multe tipuri de unităţi structurale (provin de la doi sau mai mulţi monomeri) 12

13 Clasificare polimeri 6. Forma catenei (pentru homopolimeri) a) liniari fuzibili şi solubili b) ramificaţi fuzibili şi solubili c) reticulaţi (tridimensionali) infuzibili şi insolubili Clasificare polimeri 7. Dispunerea comonomerilor (pentru copolimeri) a) copolimer statistic dispunere aleatoare a unităţilor b) copolimer alternant dispunere alternativă a unităţilor c) copolimer bloc dispunere succesivă a unităţilor de acelaşi tip d) copolimer grefat catene laterale din unităţi de acelaşi tip 13

14 Clasificare polimeri 8. Funcţie de structura lanţului macromolecular: - izomerie geometrică în cazul prezenţei C C în catenă - de obicei ide la monomeri dienici i i izomer cis de aceeşi parte a planului dublei legături izomer trans de o parte şi de alta a planului dublei legături Formulele au caracter informativ nu trebuie reţinute Clasificare polimeri 9. Funcţie de cristalinitatea polimerului: a) amorfi - lanţurileţ macromoleculare au oaşezare total dezordonată. b) (parţial) cristalini - polimeri ce conţin zone cristaline într-o proporţie mai mare sau mai mică. Zonele cristaline = reprezintă zone în care catenele macromoleculare sunt aşezate ordonat. zona amorfa zona cristalina Formulele au caracter informativ nu trebuie reţinute 14

15 Masa moleculară Compuşii organici cu masă moleculară mică specii unitare, cu aceeaşi structură şi masă moleculară. Polimerii amestec de macromolecule având în general aceeaşi structură chimică, dar care diferă prin masa lor moleculară În cazul polimerilor se lucrează cu o masă moleculară medie, reprezentând o medie, după diverse criterii, a maselor moleculare ale macromoleculelor ce compun polimerul respectiv. Masa moleculară Masă moleculară medie numerică ţine cont de fracţia numerică a fiecărui tip de macromolecule M n xi Mi w N T GP M m x i = fracţia numerică a macromoleculelor cu grad de polimerizare i, în ansamblul tuturor macromoleculelor M i = masa moleculară a macromoleculei cu gradul de polimerizare i Masă moleculară medie gravimetrică ţine cont de fracţia masică a fiecărui tip de macromolecule M w M w yi M GP w i mu.s. y i = fracţia masică a macromoleculelor cu grad de polimerizare i, în ansamblul tuturor macromoleculelor n n u.s. 15

16 fracti Distribuţia maselor moleculare DMM (polidispersitatea) polimerului = împrăştierea pe dimensiuni a macromoleculelor ce formează polimerul respectiv. I M w M n I=1 polimer format numai din macromolecule de aceeaşi lungime. I mic, aproape de 1 moleculele sunt aproximativ identice Cu cât I este mai mare, cu atât polimerul conţine macromolecule de mai multe dimensiuni. ie de masa distributie ingusta distributie larga masa moleculara Relaţia structură - proprietăţi Relaţia între caracteristicile moleculare şi proprietăţile polimerilor în faza solidă, în topitură sau în soluţie este complexă. Practic este imposibil de a alege parametrii de influenţă astfel încât toate proprietăţile urmărite să fie maxime în general îmbunătăţirea unei proprietăţi duce la deprecierea alteia. soluţii de compromis, de optim, prin alegerea unui pachet de proprietăţi echilibrate pentru care se stabilesc valorile optime ale parametrilor de influenţă. 16

17 rezistent Relaţia structură - proprietăţi Masa moleculară optimă Proprietăţi fi izice Pro ocesabilitate Masa moleculară masa moleculară proprietăţile fizice - nu neapărat liniar (modulul şi rezistenţele mecanice) prelucrabilitatea polimerului (cresc viscozităţile în soluţie şi topitură) Relaţia structură - proprietăţi ta mecanica C B A masa moleculara (A) masa moleculară minimă 1000 g/mol (B) punct critic polimerul începe să manifeste suficientă rezistenţă pentru a fi folositor ( g/mol) (C) valoare limită pentru respectiva proprietate Proprietăţile depind mai mult de moleculele cu M mare, a căror fracţie numerică este redusă, dar fracţia gravimetrică emare. M w este un indicator mult mai bun pentru proprietăţile aşteptate 17

Σχετικά έγγραφα

Capitolul 2 - HIDROCARBURI 2.4.ALCADIENE

Capitolul 2 - HIDROCARBURI 2.4.ALCADIENE TEST 2.4.1 I. Scrie cuvântul / cuvintele dintre paranteze care completează corect fiecare dintre afirmaţiile următoare. Rezolvare: 1. Alcadienele sunt hidrocarburi