Prelucrarea Polimerilor

Prelucrarea polimerilor

In aceasta lucrare sunt descrise metodele de prelucrare a polimerilor,acestia reprezentand totalitatea proceselor fizice, mecanice și chimice la care sunt supuși polimerii sau amestecurile de polimeri cu alte substanțe mic moleculare, denumite aditivi, pentru a obține un semifabricat sau un produs finit.

Introducere

Tehnologiile de obținere a unor noi materiale polimerice sunt foarte promițătoare din punctul de vedere al aplicațiilor: agricultură (folii, produse cu acțiune ierbicidă și aplicare preemergentă); bunuri de larg consum (ambalaje) cu durată determinată de viață; produse pe bază de matrici polimerice cu eliberare controlată de substanță activă (medicamente); în industrie pentru produse electrotehnice (izolații) ; recuperarea și reciclarea deșeurilor polimerice; medicină, la obținerea de dispozitive medicale, implanturi.

Tendințele actuale în știința procesării polimerilor sunt orientate către:

crearea de noi tipuri de materiale cu proprietăți de biodegradabilitate, biocompatibilitate, rezistență la coroziune, flexibilitate, proprietăți optice, electrice, care să înlocuiască materialele folosite tradițional în agricultură, electronică, industrie, medicină;

posibilitatea de recuperare și reciclare a acestor materiale pentru protejarea ecosistemului.

1.Polimerul

Un polimer, după cum indică și cuvântul, este o substanță formată din mai mulți meri (sau monomeri), după un principiu repetativ, în care merul este unitatea de bază, sau unitatea structurală. Aceste unități de bază, prin legături chimice covalente, formează un lanț (scheletul polimerului). Numărul unităților de bază care se repetă în cadrul unui lanț se numește grad de polimerizare. El se mai poate defini și ca raportul dintre masa unui lanț de polimer M și masa unității de bază m, adică x = . Dacă gradul de polimerizare este mic, conținând câteva unități de bază, substanțele respective se numesc oligomeri și fac tranziția între substanțele obișnuite și polimeri.

1.1 Structură-proprietăți-condiții de prelucrare a polimerilor

Natura chimică, masa moleculară și distribuția valorilor maselor moleculare, ordinea unităților structurale, gradul de ramificare, gradul de cristalinitate, natura și tăria legăturilor intercatenare sunt caracteristici fundamentale ale polimerilor, care determină atât proprietățile fizice și de întrebuințare ale acestora, cât și condițiile de prelucrare.

Natura atomilor ce compun catenele polimerilor

Natura atomilor ce compun catenele polimerilor determină tăria legăturilor chimice dintre aceștia, exprimată prin energia de disociere sau prin stabilitatea termică a compușilor macromoleculari. Această ultimă proprietate stabilește regimul termic de prelucrare și intervalul temperaturilor în care se poate utiliza produsul obținut dintr-un polimer.

Tabel 1. Valorile energiei de disociere pentru legaturi intalnite in polimeri

Tabel 2. Temperaturi maxime de utilizare a unor polimeri

Natura chimică a atomilor ce compun catenele principale, dar și substituenții acestora, influențează solubilitatea polimerilor. Prezența unor funcțiuni (ca de exemplu: carboxil, carboxilat, fosfat, ester, hidroxil) determină solubilitatea în diverși solvenți.

Masa moleculara si distributia maselor moleculare

Creșterea masei moleculare a unui polimer liniar influențează o serie de proprietăți ce intervin atât în prelucrarea cât și în utilizarea produsului final. O serie de proprietăți mecanice, cum ar fi rezistența la rupere prin tracțiune, modulul de elasticitate, rezistența la șoc, duritatea etc., depind în mare măsură de masa moleculară. Gradul de polimerizare influențează și mărimea intervalului de deformare înalt elastică, Tg-Tc, unde Tg este temperatura de tranzitie sticloasa și Tc este temperatura de curgere. Acest interval este, practic, domeniul termic maxim de utilizare a unui polimer.

Tabel 3. Influența masei moleculare asupra intervalului Tg-Tc, pentru poliizobutenă

2. Operatii pregatitoare in prelucrarea polimerilor

Toate operațiile la care sunt supuse aceste materiale înaintea transformării lor în produse finite sau semifabricate, sunt considerate operații pregătitoare.

2.1 Transportul materialelor in prelucrarea polimerilor

Transportul materialelor pe distanțe mici, în incinta unităților de prelucrare, se poate realiza cu: benzi transportoare, transportoare mecanice de diferite tipuri (cu melc, cu racleți, cu cupe, vibratoare), poduri rulante sau conveiere, electrocărucioare, motostivuitoare etc. Aceste tipuri de transportoare pot fi utilizate pe lungimi cuprinse între 2 și 60 metri. Pentru transportul pe distanțe mai mari a materialelor pulverulente sau sub formă de granule, se recomandă folosirea instalațiilor pneumatice de transport. Procesul de transport pneumatic depinde de caracteristicile particulelor (diametru, formă, densitate, higroscopicitate), dar și de viteza și debitul agentului gazos transportor.

Sistemele de transport pneumatic se deosebesc în funcție de concentrația de transport c, care se definește ca raport între greutatea materialului transportat și greutatea agentului gazos transportor.Sistemele de transport cu c 0,2 sunt folosite în cazul materialelor pulverulente fine, pe distanțe mici, și acționează ca aspiratoare de material pulverulent.

Materialele cu densitatea de 150-500 kg/m3 sunt transportate cu sisteme caracterizate prin 0,2 c < 0,5, iar cele cu densitatea cuprinsă între 500 kg/m3 și 1000 kg/m3, cu instalații având 0,5 c < 5. Instalațiile cu c > 5 sunt folosite la transportul materialelor grele pe distanțe mari.

Sisteme de transport auto si pe calea ferata

Banda transportoare

Banda transportoare

Ban Banda transportoare