W dzisiejszym świecie różne rodzaje tworzywa sztucznego odgrywają kluczową rolę w naszym codziennym życiu. Znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach, od opakowań po przemysł lotniczy. Aby jednak lepiej zrozumieć ich zastosowanie, warto omówić rodzaje tworzyw sztucznych oraz wyjaśnić czym są polimery semikrystaliczne i amorficzne.

Różnice między grupami tworzyw sztucznych

Istnieje wiele różnych grup tworzyw sztucznych, a każda z nich posiada charakterystyczne cechy. Podstawowym podziałem jest różnica między termoplastami a termoutwardzalnymi.

Termoplasty to tworzywa, które pod wpływem temperatury ulegają topnieniu i ponownie utwardzaniu, co pozwala na wielokrotne ich przetwarzanie. Przykładami termoplastów są polietylen, polipropylen, polichlorek winylu (PVC) i polistyren.

Z kolei tworzywa termoutwardzalne nie ulegają topnieniu po utwardzeniu. Raz utwardzone w procesie przetwórstwa pozostają w swojej finalnej formie. Przykłady polimerów termoutwardzalnych to żywice epoksydowe i poliestrowe, które stosuje się w przemyśle kompozytów.

Inny podział dotyczy zachowania pod wpływem ciepła. Mianowicie, tworzywa termoplastyczne dzieli się na tworzywa krystaliczne i amorficzne.

Różnica między tworzywem sztucznym a polimerem

Być może w trakcie poszukiwania informacji na temat tworzyw sztucznych spotkaliście się z terminem „polimer”. Czym zatem różni się tworzywo sztuczne od polimeru? Otóż polimer jest to związek chemiczny zbudowany z powtarzających się jednostek zwanych monomerami. Te powtarzające się jednostki tworzą długie łańcuchy, które nazywamy polimerami.

Tworzywa sztuczne są rodzajem polimerów, które zostały wytworzone i przetworzone w praktyczne produkty. W skrócie polimery to substancje chemiczne, a tworzywa sztuczne to produkty, które powstają z tych polimerów poprzez różnego rodzaju procesy przetwórcze.

Polimery semikrystaliczne i amorficzne

Kolejnym istotnym zagadnieniem związanym z tworzywami sztucznymi i ich rodzajami są polimery semikrystaliczne i amorficzne. Oba rodzaje polimerów różnią się w strukturze ich układu molekularnego i właściwościach.

Polimery semikrystaliczne: są to polimery, które w swojej strukturze posiadają zarówno obszary krystaliczne (uporządkowane) jak i amorficzne (nieuporządkowane). Polimery semikrystaliczne charakteryzują się większą wytrzymałością i sztywnością w porównaniu z polimerami amorficznymi. Przykłady polimerów semikrystalicznych to polietylen, polipropylen i poliamidy (np. nylon).

  • Posiadają zarówno obszary krystaliczne, w których łańcuchy polimerów są uporządkowane, jak i amorficzne, gdzie łańcuchy są chaotycznie ułożone.
  • Charakteryzują się większą wytrzymałością mechaniczną, sztywnością i temperaturową odpornością w porównaniu z polimerami amorficznymi.
  • Są bardziej odporne na działanie rozpuszczalników i mają lepsze właściwości termiczne.

Polimery amorficzne: są to polimery, które nie posiadają uporządkowanej struktury krystalicznej. Molekuły w takich polimerach są losowo ułożone, co sprawia, że mają one mniejszą wytrzymałość i sztywność w porównaniu z polimerami semikrystalicznymi. Polimery amorficzne mają jednak lepsze właściwości wytrzymałościowe w niskich temperaturach. Przykłady polimerów amorficznych to polistyren i PCV.

  • Nie posiadają uporządkowanej struktury krystalicznej; wszystkie łańcuchy są ułożone losowo.
  • Mają niższą wytrzymałość i sztywność w porównaniu z polimerami semikrystalicznymi.
  • Charakteryzują się lepszą odpornością na uderzenia i są bardziej elastyczne.
Typ polimeru Nazwa skrócona Pełna nazwa polimeru
Amorficzne PS Polistyren
PVC Polichlorek winylu (Poli(chlorek winylu))
PMMA Polimetakrylan metylu (Polimetakrylan metylu)
PET Politereftalan etylenu (Politereftalan etylenu)
PC Poliwęglan
ABS Akrilonitryladienobutenstyren (Akrilonitryladienobutenstyren)
SAN Styrenowoakrylonitryl (Styrenowoakrylonitryl)
PTFE Politetrafluoroetylen (Politetrafluoroetylen)
PEEK Polieteroeteroketon (Polieteroeteroketon)
PA Poliamid
PBT Polibutylentereftalan (Polibutylentereftalan)
PETG Politereftalan etylenu z dodatkiem glikolu (Politereftalan etylenu z dodatkiem glikolu)
EVA Etylenowinylowy acetat (Etylenowinylowy acetat)
Typ polimeru Nazwa skrócona Pełna nazwa polimeru
Semikrystaliczne PLA Kwas polilaktydowy (Kwas polilaktydowy)
PE Polietylen
HDPE Polietylen o dużej gęstości (Polietylen o dużej gęstości)
LDPE Polietylen o niskiej gęstości (Polietylen o niskiej gęstości)
LLDPE Polietylen o niskiej gęstości o zmodyfikowanej strukturze (Polietylen o niskiej gęstości o zmodyfikowanej strukturze)
PP Polipropylen
POM Poliaketal
PA Poliamid
PEEK Polieteroeteroketon (Polieteroeteroketon)
PPS Polifenylensulfid (Polifenylensulfid)
PC Poliwęglan
PTFE Politetrafluoroetylen (Politetrafluoroetylen)
PPSU Polifenylensulfon (Polifenylensulfon)
PSU Polisulfon
PEEK Polieteroeteroketon (Polieteroeteroketon)
PVDF Polifluorek winylidenu (Polifluorek winylidenu)

Podsumowanie

Przetwórstwo tworzyw sztucznych odgrywa ogromną rolę w dzisiejszym społeczeństwie. Kwestia tego, jak długo rozkłada się plastik czy ogólnie recyklingu tworzyw sztucznych jest nieustannie przywoływana. Zrozumienie różnic między różnymi grupami tworzyw oraz pojęć takich jak polimer, polimer semikrystaliczny i amorficzny pozwala na lepsze wykorzystanie i zastosowanie tych materiałów w różnorodnych dziedzinach życia. Dobór odpowiedniego tworzywa dla danego zastosowania ma kluczowe znaczenie w celu uzyskania najlepszych wyników pod względem wytrzymałości, trwałości i innych istotnych cech. Dzięki temu wydobędziesz wszystkie zalety tworzyw sztucznych. Do ich obróbki potrzebujesz jednak odpowiedniego sprzętu. W Dopak doskonale to rozumiemy, dlatego naszym klientom proponujemy maszyny do przetwórstwa tworzyw sztucznych (m.in. dozowniki grawimetryczne i wolumetryczne czy podajniki do granulatu). Oferujemy także części do wtryskarek i serwis i naprawa wtryskarek. Dzięki temu stworzysz dobrze działający park maszyn umożliwiający skuteczną obróbkę tworzyw sztucznych bez względu na ich rodzaj. Zapraszamy do skorzystania z naszej oferty!

Chcesz dowiedzieć się więcej o wpływie struktur polimerowych na dobór parametrów procesu wtrysku? Sprawdź nasz kurs PTS-1!

 

Autor: Patryk Gratka, inżynier R&D w Dopak