COMPUSI CHIMICI SI MATERIALE MEMETALICE COMPUSI CHIMICI SI MATERIALE MEMETALICE PENTRU SISTEMELE TEHNOLOGICE MODERNEPENTRU SISTEMELE TEHNOLOGICE MODERNE

Definirea si clasificarea materialelorDefinirea si clasificarea materialelor .. Totalitatea substanţelor simple şi compuse ,care reprezintă Totalitatea substanţelor simple şi compuse ,care reprezintă

forme concrete şi diverse de manifestare a materiei ,constitue forme concrete şi diverse de manifestare a materiei ,constitue materialele. Proprietaţile caracteristice fiecărui material determină materialele. Proprietaţile caracteristice fiecărui material determină comportarea în procesele de prelucrare (proprietati tehnologice) si comportarea în procesele de prelucrare (proprietati tehnologice) si in cele de exploatare (proprietaţi de utilizare şi estetice). in cele de exploatare (proprietaţi de utilizare şi estetice).

La realizarea diferitelor produse utile, materialele se folosesc sub La realizarea diferitelor produse utile, materialele se folosesc sub forma de compusi chimici sau de substante pure, de materii prime forma de compusi chimici sau de substante pure, de materii prime sau de semifabricate.sau de semifabricate.

Clasificare Clasificare dupa gradul de organizare a moleculelor sau atomilor dupa gradul de organizare a moleculelor sau atomilor

constituienti: structuri amorfe;constituienti: structuri amorfe; structuri cristaline ;structuri cristaline ; Dupa fortele inter si intramoleculare implicate; cu leg, Dupa fortele inter si intramoleculare implicate; cu leg,

puternice( ionice si covalente ) si cu leg slabe ( van der Waals )puternice( ionice si covalente ) si cu leg slabe ( van der Waals )

ClasificareClasificare

Gradul de prelucrareGradul de prelucrare

--materiale brutemateriale brute -materii prime naturale -materii prime naturale →→ prelucrare prelucrare→→materiale sintetice materiale sintetice CompozitieCompozitie --metale si aliaje metalice metale si aliaje metalice -materiale ceramice-materiale ceramice - materilale polimerice si materiale compozite- materilale polimerice si materiale compozite - - Proprietatile fizico chimiceProprietatile fizico chimice ex dupa rezistivitatea electrica la ex dupa rezistivitatea electrica la TT ambianta:- ambianta:-

materiale bune conducatoare de electricitate (materiale bune conducatoare de electricitate (ρρ=10=10-6-6-10--10-44ΩΩcm) cm) -materiale rau conducatoare sau semiconducatoare (-materiale rau conducatoare sau semiconducatoare (ρρ=10=10-3-3-10-10-2-2ΩΩcm)cm) -dielectrici sau izoloatori – nu conduc curentul electric(-dielectrici sau izoloatori – nu conduc curentul electric(ρρ=10-=10-88-10--10-2020ΩΩcmcm))

-Domeniul de utilizare-Domeniul de utilizare : : materiale de taiere, de aschiere, materiale de taiere, de aschiere, electroizolante, de etansare, anticorozive, materiale pentru industria electroizolante, de etansare, anticorozive, materiale pentru industria optica si electronica.optica si electronica.

Materiale naturale sintetice anorganice si organiceMateriale naturale sintetice anorganice si organice

..

Materiale naturale anorganice nemetalice sunt materialele ceramice Materiale naturale anorganice nemetalice sunt materialele ceramice clasice, traditionale=clasice, traditionale=,,materiale de generatia intai’’,,materiale de generatia intai’’

In contextul epuizarii resurselor, materialele din generatia intai- nu In contextul epuizarii resurselor, materialele din generatia intai- nu mai pot raspunde cerintelor progresului tehnico-stiintific si apar, mai pot raspunde cerintelor progresului tehnico-stiintific si apar, materiale compozite ,,materiale de generatia a doua ‘’.materiale compozite ,,materiale de generatia a doua ‘’.

Materialelor Materialelor ,,de generatia a treia’’,,de generatia a treia’’, =materiale avansate, , =materiale avansate, (materialele cu memoria formei , materiale inteligente, aliaje amorfe (materialele cu memoria formei , materiale inteligente, aliaje amorfe

,,,,Matriale de generatia patru’’ Matriale de generatia patru’’ suntsunt materialele ceramice electrice materialele ceramice electrice si magnetice speciale.si magnetice speciale.

materialelematerialele piroliticepirolitice=sunt materiale anizotrope, pentru care =sunt materiale anizotrope, pentru care valoarea numerica a unei proprietati de ex. conductivitatea termica valoarea numerica a unei proprietati de ex. conductivitatea termica si electrica, tensiunea superficiala, modul de elasticitate depind de si electrica, tensiunea superficiala, modul de elasticitate depind de directia pe care se face masuratoarea (perpendicular sau de-a directia pe care se face masuratoarea (perpendicular sau de-a lungul planurilor reticulare.).sunt utilizate pentru conditii speciale de lungul planurilor reticulare.).sunt utilizate pentru conditii speciale de lucru –temperaturi in stare solida formeaza retele cristaline ionice. lucru –temperaturi in stare solida formeaza retele cristaline ionice. ( aplicatii in tehnica nucleara, aerospatiale, etc( aplicatii in tehnica nucleara, aerospatiale, etc

Materiale plasticeMateriale plastice Materiale plastice Materiale plastice Ingredient principal = polimer = liant al Ingredient principal = polimer = liant al

celorlalti constituenti.celorlalti constituenti.

Materialele plastice reprezinta materialele cu proprietati Materialele plastice reprezinta materialele cu proprietati fizico-chimice si mecanice foarte diferite constituite din fizico-chimice si mecanice foarte diferite constituite din urmatoarele componente:urmatoarele componente:

--rasinarasina naturala sau sintetica (component principal) naturala sau sintetica (component principal) care este constituit dintr-un polimer sau amestcuri de care este constituit dintr-un polimer sau amestcuri de polimeri cu o greutate moleculara foarte marepolimeri cu o greutate moleculara foarte mare

--componente de umpluturacomponente de umplutura – materiale de umplutura – materiale de umplutura care reprezinta materiale de natura minerala, vegetala sau care reprezinta materiale de natura minerala, vegetala sau animala ce au rolul sheletului mecanic al materialului plastic. animala ce au rolul sheletului mecanic al materialului plastic. Materialele de umplutura pot sa modifice sau sa extinda Materialele de umplutura pot sa modifice sau sa extinda unele proprietati ale materialului plastic. Astfel se reduce unele proprietati ale materialului plastic. Astfel se reduce fisurarea, deformarea, porozitatea, rezistenta la abraziune, fisurarea, deformarea, porozitatea, rezistenta la abraziune, la temperatura, la umiditate, la curgere.la temperatura, la umiditate, la curgere.

Materialele de umplutura sunt:Materialele de umplutura sunt: compusi ai siliciului nisip, cuart, silicati (caolin, talc, mica, azbest) compusi ai siliciului nisip, cuart, silicati (caolin, talc, mica, azbest)

silicat de calciu, maresc rezistenta la temperaturi inalte.silicat de calciu, maresc rezistenta la temperaturi inalte. Sticla: fulgi, granule, microsfere.Sticla: fulgi, granule, microsfere. Oxizi metalici: ZnO, AlOxizi metalici: ZnO, Al22OO33, MgO, TiO, MgO, TiO22, maresc duritatea la , maresc duritatea la

temperaturi inalte.temperaturi inalte. Saruri anorganice: carbonat de calciu, BaSOSaruri anorganice: carbonat de calciu, BaSO44, carbura de siliciu , carbura de siliciu

intarzie degradarea termica, fotochimica si oxidativa.intarzie degradarea termica, fotochimica si oxidativa. Pulberi metalice: aluminiu, bronz, cupru, cobalt, zincPulberi metalice: aluminiu, bronz, cupru, cobalt, zinc Carbon: negru de fum, cox, petrol, grafitCarbon: negru de fum, cox, petrol, grafit Umpluturi celulozice: faina de lemn, scoarta macinata, bumbac, Umpluturi celulozice: faina de lemn, scoarta macinata, bumbac,

hartie. hartie. Orice material de umplutura trebuie sa indeplineasca urmatoarele Orice material de umplutura trebuie sa indeplineasca urmatoarele

conditii:conditii: compatibilitate cu polimerul:compatibilitate cu polimerul: sa ofere materialului plastic maximum de proprietati fizico-chimicesa ofere materialului plastic maximum de proprietati fizico-chimice sa aiba o foarte mica absorbtie la umiditatesa aiba o foarte mica absorbtie la umiditate stabilitate termica si chimicastabilitate termica si chimica sa nu arda, sa nu aiba mirossa nu arda, sa nu aiba miros sa nu fie solubil in apa sau alti solventisa nu fie solubil in apa sau alti solventi

Materialele de armareMaterialele de armare Materiale ce se adauga materialului plastic cu scopul Materiale ce se adauga materialului plastic cu scopul

principal de imbunatatire a propritatilor mecanice si in principal de imbunatatire a propritatilor mecanice si in special al cresterii rezistentei la tractiune, forfecare, special al cresterii rezistentei la tractiune, forfecare, coroziune, soc mecanic.coroziune, soc mecanic.

Materialele de armare se prezinta sub forma de fibre Materialele de armare se prezinta sub forma de fibre pentru armarea polimerilor -pentru armarea polimerilor -a) fibre continui din care a) fibre continui din care se realizeaza si tesaturise realizeaza si tesaturi

b) fibre scurte si taiate; b) fibre scurte si taiate; c) fibre Wiskers c) fibre Wiskers fibre cu o structura metalica lipsita de fibre cu o structura metalica lipsita de

defecte. Ele sunt monocristale cu forma aciculara de defecte. Ele sunt monocristale cu forma aciculara de lungimi de 1-2 cm si un diametru 2.10lungimi de 1-2 cm si un diametru 2.10-4-4 mm si mm si rezistentele la rupere, safir, BeO, Brezistentele la rupere, safir, BeO, B44C, SiCC, SiC

Fibrele dupa dimensiuni si structura suntFibrele dupa dimensiuni si structura sunt Fibre lungi continui – monofilareFibre lungi continui – monofilare -- tesaturi-- tesaturi Fibre scurte si taiate – usureaza mult prelucrarea.Fibre scurte si taiate – usureaza mult prelucrarea. Fibre cristaline sunt fibre cu structura de monocristali Fibre cristaline sunt fibre cu structura de monocristali

aicular (1-2 cm) si diametru de 10aicular (1-2 cm) si diametru de 10-4-4cm.cm.

Exemple Exemple oxizi de beriliu BeO; carbura de siliciu C si carbura de oxizi de beriliu BeO; carbura de siliciu C si carbura de

bor B4Cbor B4C fibre de carbon confera flexibilitate, rezistenta chimica fibre de carbon confera flexibilitate, rezistenta chimica

si termica. si termica. Se flosesc la armarea rasinilor ermoplaste, Se flosesc la armarea rasinilor ermoplaste, in materialelor folosite in tehnologia aerospatiala si in materialelor folosite in tehnologia aerospatiala si explorarea adancimilor marilor si oceanelor.explorarea adancimilor marilor si oceanelor.

Fibre de tanati – comparabile cu fibrele de sticla. Fibre de tanati – comparabile cu fibrele de sticla. Au Au calitati de pigmentare.calitati de pigmentare.

Fibre de bor – se obtin prin cristalizarea borului pe Fibre de bor – se obtin prin cristalizarea borului pe filament de wolfram se folosesc la armarea rasinilor filament de wolfram se folosesc la armarea rasinilor sinteticesintetice

Fibre din materiale ceramice – AlFibre din materiale ceramice – Al22OO33, oxizi de beriliu , oxizi de beriliu BeO, confera rezistenta termica si la abrazine. BeO, confera rezistenta termica si la abrazine. Se Se folosesc la rasini epoxidice.folosesc la rasini epoxidice.

Fibre metalice – din otel inoxidabil. Se folosesc la Fibre metalice – din otel inoxidabil. Se folosesc la armarea polietilenei si polipropenei.armarea polietilenei si polipropenei.

PlastifiantiPlastifianti substante organice greu volatile care se adauga substante organice greu volatile care se adauga

materialelor plastice liantului in proportii diferite dand materialelor plastice liantului in proportii diferite dand produse elastice, flexibile si cu duritati diferite. Ele produse elastice, flexibile si cu duritati diferite. Ele patrund intre moleculele polimerului micsorand numarul patrund intre moleculele polimerului micsorand numarul de legaturi van de Waals modificand astfel viscozitatea.de legaturi van de Waals modificand astfel viscozitatea.

Plastifiantii trebie sa aibe urmatoarele proporietati:Plastifiantii trebie sa aibe urmatoarele proporietati: efect de platifiera mare, la o cantitate mica de plastifiant;efect de platifiera mare, la o cantitate mica de plastifiant; modificarea cat mai mica a rezistentei mecanice prin modificarea cat mai mica a rezistentei mecanice prin

adaugare de plastifiant;adaugare de plastifiant; volatilitatea cat mai mica;volatilitatea cat mai mica; compatibilitatea cu polimerul liant; compatibilitatea cu polimerul liant; stabilitate la frig;stabilitate la frig; stabilitate chimica – sa nu se saponifice prin actiunea stabilitate chimica – sa nu se saponifice prin actiunea

apei la temperaturi mari, apei la temperaturi mari,

sa reziste la actiunea sa reziste la actiunea acizilor si bazelor, acizilor si bazelor, sa nu sa nu se oxidezese oxideze

sa aiba aciditate scazutasa aiba aciditate scazuta sa nu fie toxice, sa nu aiba mirossa nu fie toxice, sa nu aiba miros sa nu aiba culoare proprie si sa fie compatibili cu sa nu aiba culoare proprie si sa fie compatibili cu

colorantii si pigmentii folositicolorantii si pigmentii folositi sa aiba rezistenta electrica mare si pierderei sa aiba rezistenta electrica mare si pierderei

dielectrice micidielectrice mici sa aiba punct de inflamabilitate cat mai ridicatsa aiba punct de inflamabilitate cat mai ridicat sa fie stabili la luminasa fie stabili la lumina Plastifiantii sunt plastifianti primari si plastifianti Plastifiantii sunt plastifianti primari si plastifianti

secundari.secundari. Plastifiantii primari sunt: ftalati, adipati, fosfatiPlastifiantii primari sunt: ftalati, adipati, fosfati

COOH

COOH

acid ftalic

COONa

COONa

C

H 2 C COOH

H 2 C

H 2

C H 2

COOH ftalat acid adipic

HOOC(CH 2 ) 4 COOH

acid adipic

Plastifiantii secundari: oleati, esteri fenolici, parafine clorurate, acizi Plastifiantii secundari: oleati, esteri fenolici, parafine clorurate, acizi grasi cu mai mult de 12 atomi de carbongrasi cu mai mult de 12 atomi de carbon

--Coloranti: Coloranti: Sunt componentele ce ofera materialului plastic efectul Sunt componentele ce ofera materialului plastic efectul de culoare dorit. de culoare dorit. In prelucrarea materialelor plastice se folosesc In prelucrarea materialelor plastice se folosesc coloranti anorganici si organici coloranti anorganici si organici

Colorantii trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:Colorantii trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: sa se disperseze si sa se omogenizeze cu materialul plastic;sa se disperseze si sa se omogenizeze cu materialul plastic; sa se poata obtine efectul de culoare transparenta sau opaca;sa se poata obtine efectul de culoare transparenta sau opaca; sa reziste la temperaturile de prelucrare a materialului plastic in care sa reziste la temperaturile de prelucrare a materialului plastic in care

este incorporat (100-300este incorporat (100-300ooC)C) - sa reziste la lumina si intemperii in conditiile utilizarii materialului - sa reziste la lumina si intemperii in conditiile utilizarii materialului

plastic Colorantii anorganici: TiOplastic Colorantii anorganici: TiO22 alb, ZnO albul de zinc galben de alb, ZnO albul de zinc galben de crom (PbCrOcrom (PbCrO44), albastru de Prusia Fe), albastru de Prusia Fe44[Fe(CN)[Fe(CN)66], minium de plumb ], minium de plumb rosu.rosu.

- Stabilizatori: - Stabilizatori: minium de plumb: Pb minium de plumb: Pb33OO44

2PbO + PbO2PbO + PbO22 Pb Pb33OO44 pigment pigment

DizolvantiDizolvanti sunt substante organice usor volatile care formeaza solutii sunt substante organice usor volatile care formeaza solutii

lichide cu rasinile si polimerii. lichide cu rasinile si polimerii. Rolul dizolvantilor este de a Rolul dizolvantilor este de a conferi polimerilor liantilor sau rasinilor o mobilitate conferi polimerilor liantilor sau rasinilor o mobilitate temporara care sa permita prelucrarea lor sau temporara care sa permita prelucrarea lor sau transformarea lor.transformarea lor.

Dizolvantii formeaza cu produsii macromoleculari solutii Dizolvantii formeaza cu produsii macromoleculari solutii cu viscozitate mica insa cu concentratii mari de polimer. cu viscozitate mica insa cu concentratii mari de polimer. Solubilitatea polimerilor in dizolvanti depinde de greutatea Solubilitatea polimerilor in dizolvanti depinde de greutatea lor moleculara, de structura lor (cristalini sau amorfi) si de lor moleculara, de structura lor (cristalini sau amorfi) si de temperatura.temperatura.

Exemple alcoolii: metilic, etilic, butilic;Exemple alcoolii: metilic, etilic, butilic; cetone: acetona , metiletil cetona cetone: acetona , metiletil cetona hidrocarburi: lineare, aromatice si cloruratehidrocarburi: lineare, aromatice si clorurate compusi butadieni ciclici compusi butadieni ciclici

Coloranti si pigmentiColoranti si pigmenti Pigmentii sunt compusi anorganici colorati Pigmentii sunt compusi anorganici colorati

care amestecati cu un lichid in care raman care amestecati cu un lichid in care raman in suspensie formeaza o pelicula colorata. in suspensie formeaza o pelicula colorata. Ex.: alb de zinc ZnO, galben de crom Ex.: alb de zinc ZnO, galben de crom BaCrOBaCrO44, galben FeO hidratat, verde de , galben FeO hidratat, verde de

crom Crcrom Cr22OO33, rosu oxid de fier nehidratat, , rosu oxid de fier nehidratat,

minium de plumb Pbminium de plumb Pb33OO44, albastru – oxid , albastru – oxid

de cobalt.de cobalt.Coloranti organici: - coloranti azoici; - Coloranti organici: - coloranti azoici; -

coloranti de indigo coloranti de indigo

PolimeriiPolimerii

Polimerii sunt substante cu molecule uriase Polimerii sunt substante cu molecule uriase obtinute prin ruperea unei sau mai multor unitati obtinute prin ruperea unei sau mai multor unitati chimice structurate legate intre ele prin legaturi chimice structurate legate intre ele prin legaturi covalente. Unitatea chimica structurala care se covalente. Unitatea chimica structurala care se repeta se numeste repeta se numeste mermer. Acest termen trebuie . Acest termen trebuie deosebit de termenul deosebit de termenul monomer,monomer, care se refera care se refera la moleculele mici folosite ca materie prima la moleculele mici folosite ca materie prima pentru obtinerea polimerului.pentru obtinerea polimerului.

Exemple: Pentru obtinerea policlorurii de vinil Exemple: Pentru obtinerea policlorurii de vinil (PVC) se foloseste monomerul clorura de vinil(PVC) se foloseste monomerul clorura de vinil

CH2=CH

Cl

clorura de vinul = monomer

-CH2-CH-

Cl n

merul

Gradul de polimerizare reprezinta numarul Gradul de polimerizare reprezinta numarul de meri din polimer si este notat cu n .de meri din polimer si este notat cu n .

O molecula se considera ca formand un O molecula se considera ca formand un polimer daca gradul de polimerizare n polimer daca gradul de polimerizare n >10.>10.

Clasificarea polimerilorClasificarea polimerilor

Dupa modul de legare al merilor:Dupa modul de legare al merilor: polimeri liniari – polimerii in care merii sunt polimeri liniari – polimerii in care merii sunt

legati la rand alcatuind lanturi lungi fara legati la rand alcatuind lanturi lungi fara ramificatii:ramificatii:Unghiurile dintre legaturi sunt Unghiurile dintre legaturi sunt cuprinse intre 109cuprinse intre 109oo- 130- 13000. .

C

C

C

C

C

C

C C

C

C

C

C

C

C

polimeri liniari cu catena ramificata – polimeri liniari cu catena ramificata – izotacticiizotactici

- sindiotactici- sindiotactici

- atactici- atactici

In cazul polimerilor izotactici toate In cazul polimerilor izotactici toate grupele laterale sunt de aceeasi parte a grupele laterale sunt de aceeasi parte a lantului. Ei cristalizeaza, au o rezistenta lantului. Ei cristalizeaza, au o rezistenta mecanica de treizeci de ori mai mare mecanica de treizeci de ori mai mare decat polimerii atacticidecat polimerii atactici

In functie de compoartarea la incalzireIn functie de compoartarea la incalzire polimerii pot polimerii pot fi:fi:

– – termoplasti polimeri ce la incalzire se inmoaie, la topire termoplasti polimeri ce la incalzire se inmoaie, la topire nu sufera transformari chimice, iar la racire isi recapata nu sufera transformari chimice, iar la racire isi recapata proprietatile fizico-mecanice.( transformare reversibila)proprietatile fizico-mecanice.( transformare reversibila)

Ex. polimerii lineari care reprezinta macromolecule Ex. polimerii lineari care reprezinta macromolecule filiforme. Ei sunt solubili in solvent. Viscozitatea solutiilor filiforme. Ei sunt solubili in solvent. Viscozitatea solutiilor depinde de lungimea macromoleculei si de greutatea ei depinde de lungimea macromoleculei si de greutatea ei moleculara.(polietene )moleculara.(polietene )

-termorigizi : La -termorigizi : La incalzire rezista pana la o anumita temperatura, dupa incalzire rezista pana la o anumita temperatura, dupa care se descompun ireversibil. Sunt caracterizati prin care se descompun ireversibil. Sunt caracterizati prin rezistenta mecanica apreciabila .( structuri bisau rezistenta mecanica apreciabila .( structuri bisau tridimensionale ex. Fenoplaste.tridimensionale ex. Fenoplaste.

33) In functie de deformatia determinata de ) In functie de deformatia determinata de actiunea unei forte:actiunea unei forte:

-plastomeri - pastreaza deformarea provocata -plastomeri - pastreaza deformarea provocata de o forta (PVC, polietilena, poliacetat de metil) de o forta (PVC, polietilena, poliacetat de metil) cand aceasta isi inceteaza activitatea.cand aceasta isi inceteaza activitatea.

- elastomeri - revin la forma initiala dupa - elastomeri - revin la forma initiala dupa incetarea actiunii fortei (polibutadiena).incetarea actiunii fortei (polibutadiena).

Plastomerii pot fi termoplasti sau termorigizi. Plastomerii pot fi termoplasti sau termorigizi. Au in general structuri bidimensionale. Sunt Au in general structuri bidimensionale. Sunt partial solubili si au o tendinta pronuntata de a partial solubili si au o tendinta pronuntata de a se umfla (gonfla) prin patrunderea solventului in se umfla (gonfla) prin patrunderea solventului in planurile macromoleculelorplanurile macromoleculelor

4. Dupa 4. Dupa natura atomilor din catena natura atomilor din catena macromoleculeimacromoleculei

carbocaternaricarbocaternari heterocaternariheterocaternari Polimerii carbocaternari sunt macromolecule cu Polimerii carbocaternari sunt macromolecule cu

lant alcatuit numai din atomi de carbon lant alcatuit numai din atomi de carbon ( polietilena)( polietilena)

Polimerii heterocatenari au lantul Polimerii heterocatenari au lantul macromoleculelor alcatuit si din alti atomi (Omacromoleculelor alcatuit si din alti atomi (O22, , NN22, S, Si) pe langa cei de carbon (poliamide, , S, Si) pe langa cei de carbon (poliamide, poliesteri, poliuretani)poliesteri, poliuretani)

5) 5) Dupa modul de obtinereDupa modul de obtinere in:- produsi de polimerizare in:- produsi de polimerizare (polimeri de polimerizare)(polimeri de polimerizare)

produsi de copolimerizare (copolimeri);produsi de copolimerizare (copolimeri); produsi de policondensare (policondensate sau rasini),produsi de policondensare (policondensate sau rasini), produsi de poliaditie (polimeri de poliaditie).produsi de poliaditie (polimeri de poliaditie). Polimerii de polimerizare se obtin prin prin unirea mai Polimerii de polimerizare se obtin prin prin unirea mai

multor meri identici formand polimeri carbocaternari. multor meri identici formand polimeri carbocaternari. Polimerizare nA Polimerizare nA [A]n [A]n

Copolimerii se obtin prin unirea a doi meri de compozitie Copolimerii se obtin prin unirea a doi meri de compozitie diferita nA + nB diferita nA + nB [A-B]n [A-B]n

Dupa modul in care se unesc monomerii exista mai Dupa modul in care se unesc monomerii exista mai multe tipuri de copolimeri:multe tipuri de copolimeri:

copolimeri ordonati: -A-B-A-B-A-B-copolimeri ordonati: -A-B-A-B-A-B- Copolimeri dezordonati –A-A-A-B-A-A-B-B-A-A-Copolimeri dezordonati –A-A-A-B-A-A-B-B-A-A- Bloc copolimeri –A-A-A-A-B-B-B-B-A-A-A-A-Bloc copolimeri –A-A-A-A-B-B-B-B-A-A-A-A-

Dupa structura polimerii pot fi priviti din mai multe puncte de vedere. Dupa structura polimerii pot fi priviti din mai multe puncte de vedere. Dupa modul de dezvoltare (in spatiu) a macromoleculei, produsii Dupa modul de dezvoltare (in spatiu) a macromoleculei, produsii macromoleculari pot avea:macromoleculari pot avea:

- o structura filiforma cand lanturile au crescut pe o singura directie - o structura filiforma cand lanturile au crescut pe o singura directie (unidimensioala)(unidimensioala)

- o structura ramificata cand au crescut pe doua directii - o structura ramificata cand au crescut pe doua directii (bidimensionale)(bidimensionale)

- o structura tridimensionala cand au crescut pe toate cele trei - o structura tridimensionala cand au crescut pe toate cele trei directii in spatiu.directii in spatiu.

Dupa structura starii solide macromoleculele cu structura spatiala Dupa structura starii solide macromoleculele cu structura spatiala pot fi cristalini sau amorfi.pot fi cristalini sau amorfi.

Polimerii avand lungimi apreciabile (fata de grosimea lor), Polimerii avand lungimi apreciabile (fata de grosimea lor), lanturile macromoleculare se pot impacheta pe distante variabile, lanturile macromoleculare se pot impacheta pe distante variabile, realizand astfel zone cu orientare inalt cristalografica (zone realizand astfel zone cu orientare inalt cristalografica (zone cristaline) sau zone cu orientare cristalografica scazuta (zone cristaline) sau zone cu orientare cristalografica scazuta (zone amorfe). Exista polimeri care sunt cristalizati partial, domeniile amorfe). Exista polimeri care sunt cristalizati partial, domeniile cristaline, denumite cristalite, coexistand cu domeniile amorfe. In cristaline, denumite cristalite, coexistand cu domeniile amorfe. In conditii speciale de cristalizare s-au obtinut insa si monocristale de conditii speciale de cristalizare s-au obtinut insa si monocristale de polimeri.polimeri.

Pentru explicarea cristalinitatii polimerilor s-a admis o Pentru explicarea cristalinitatii polimerilor s-a admis o structura alcatuita din cristalite inglobate intr-o matrice structura alcatuita din cristalite inglobate intr-o matrice amorfa, cristalitele fiind formate din lanturi amorfa, cristalitele fiind formate din lanturi macromoleculare depuse ordonat.macromoleculare depuse ordonat.

Polimerii nu pot ajunge la o cristalinitatea de 100% Polimerii nu pot ajunge la o cristalinitatea de 100% deoarece zonele amorfe tensioneaza reteaua cristalina deoarece zonele amorfe tensioneaza reteaua cristalina si procesul de cristalinizare este oprit; lamelele de si procesul de cristalinizare este oprit; lamelele de polimer pot fi total cristaline polimer pot fi total cristaline

Polimerii caracterizati printr-o succesiune regulata a Polimerii caracterizati printr-o succesiune regulata a unitatilor structurale au o mare capacitate de unitatilor structurale au o mare capacitate de cristalizare.cristalizare.

Defectele retelelor cristaline ale polimerilor sunt de Defectele retelelor cristaline ale polimerilor sunt de 10-100 ori mai multe ca la retelele metalice. 10-100 ori mai multe ca la retelele metalice.

Gradul de cristalinitate poate fi marit daca polimerii se Gradul de cristalinitate poate fi marit daca polimerii se supun unor forte externe care sa determine in polimeri supun unor forte externe care sa determine in polimeri orientari si restructurari moleculare. (de ex. incalzirea orientari si restructurari moleculare. (de ex. incalzirea polimerului, urmata de intinderea si racirea brusca a polimerului, urmata de intinderea si racirea brusca a acestuia.acestuia.

La macromoleculele cu structura liniara sau cu La macromoleculele cu structura liniara sau cu putine legaturi laterale exista posibilitatea de putine legaturi laterale exista posibilitatea de orientare ceea ce conduce la structuri cristaline .orientare ceea ce conduce la structuri cristaline .

Compusii macromoleculari cuCompusii macromoleculari cu structura structura amorfa, in functie de temperatura se pot afla in amorfa, in functie de temperatura se pot afla in trei stari fizice: stare sticloasa sau vitroasa, stare trei stari fizice: stare sticloasa sau vitroasa, stare inalt elastica si stare fluid vascoasa.inalt elastica si stare fluid vascoasa.

Spre deosebire de substantele cristaline, Spre deosebire de substantele cristaline, polimerii nu au puncte de transformare nete, iar polimerii nu au puncte de transformare nete, iar trecerea de la solid la lichid se fac intr-un trecerea de la solid la lichid se fac intr-un interval al temperaturii dependent se structura si interval al temperaturii dependent se structura si marimea macromoleculelor.marimea macromoleculelor.

Daca se incalzeste un cristal, acesta se va dilata dupa o Daca se incalzeste un cristal, acesta se va dilata dupa o lege lineara atata vreme cat se afla in stare solida; la lege lineara atata vreme cat se afla in stare solida; la temperatura de topire se observa o variatie brusca a temperatura de topire se observa o variatie brusca a volumului de la starea solida la cea lichida dupa care volumului de la starea solida la cea lichida dupa care lichidul se dilata uniform la incalzire. Prin urmare lichidul se dilata uniform la incalzire. Prin urmare trecerea de la starea solida la cea lichida pentru trecerea de la starea solida la cea lichida pentru substantele cristaline (si invers) este caracterizata de o substantele cristaline (si invers) este caracterizata de o singura temperatura.singura temperatura.

Daca se incalzeste un polimer, trecerea de la solid la Daca se incalzeste un polimer, trecerea de la solid la lichid se face pe un un interval de temperatura de la Tlichid se face pe un un interval de temperatura de la T11 la la TT22 caracteristic fiecarui tip de polimer. Sub temperatura caracteristic fiecarui tip de polimer. Sub temperatura T1, materialul macromolecular amorf este solid iar la TT1, materialul macromolecular amorf este solid iar la T22 lichid. lichid. In intervalul TIn intervalul T11 – T – T22 polimerul amorf este plastic, polimerul amorf este plastic, fluiditatea crecand odata cu cresterea temperaturii.fluiditatea crecand odata cu cresterea temperaturii.

Aceasta diferenta de comportare se datoreste fortelor de coeziune Aceasta diferenta de comportare se datoreste fortelor de coeziune intre molecule de natura si tarie diferta. La cristale fortele de intre molecule de natura si tarie diferta. La cristale fortele de legatura sunt de aceeasi natura si de aceiasi tarie, de aceea la o legatura sunt de aceeasi natura si de aceiasi tarie, de aceea la o temperatura data actiunea lor inceteaza simultan. In cazul temperatura data actiunea lor inceteaza simultan. In cazul compusilor macromoleculari, caracterizati prin legaturi principale si compusilor macromoleculari, caracterizati prin legaturi principale si secundare, legaturi de energie si coeziune diferita, inceputul secundare, legaturi de energie si coeziune diferita, inceputul intervalului de transformare Tintervalului de transformare T11 corespunde desfacerii fortelor celor corespunde desfacerii fortelor celor mai slabe si se continua pana la desfacerea ceelor mai puternice.mai slabe si se continua pana la desfacerea ceelor mai puternice.

TT11(g) se numeste temperatura de inmuiere sau temperatura de (g) se numeste temperatura de inmuiere sau temperatura de vitrifiere si reprezinta temperatura la care incepe sau inceteaza vitrifiere si reprezinta temperatura la care incepe sau inceteaza miscarea locala microbrowniana miscarea locala microbrowniana

TT22(m)- temperatura de curgere reprezinta temperatura la care (m)- temperatura de curgere reprezinta temperatura la care are loc ruperea tuturor legaturilor si incepe miscarea browniana are loc ruperea tuturor legaturilor si incepe miscarea browniana libera.libera.

Temperatura de vitrifiere (inmuiere) depinde de starea Temperatura de vitrifiere (inmuiere) depinde de starea polimerului si este cu atat mai coborata cu cat bariera energetica a polimerului si este cu atat mai coborata cu cat bariera energetica a rotirii segmentelor de catena este mai mica.rotirii segmentelor de catena este mai mica.

Temperatura de curgere creste cu gradul de plimerizare, Temperatura de curgere creste cu gradul de plimerizare, deoarece in acest caz datorita fortelor intermoleculare deoarece in acest caz datorita fortelor intermoleculare care se insumeaza de-a lungul catenei micsorarea de care se insumeaza de-a lungul catenei micsorarea de tranzlatie a macromoleculelor este franata.tranzlatie a macromoleculelor este franata.

Fiecarei stari fizice a macromoleculelor amorfe ii Fiecarei stari fizice a macromoleculelor amorfe ii este caracteristica o anumita mobilitate a este caracteristica o anumita mobilitate a macromoleculelor. In stare vitroasa, macromoleculele macromoleculelor. In stare vitroasa, macromoleculele sunt rigide, miscarea termica datorandu-se vibratiilor sunt rigide, miscarea termica datorandu-se vibratiilor (merilor) unitatilor structurale in jurul pozitiei de echilibru.(merilor) unitatilor structurale in jurul pozitiei de echilibru.

Starea inalt elastica se caracterizeaza printr-o mare Starea inalt elastica se caracterizeaza printr-o mare flexibilitate a macromoleculelor determinata de rotatiile flexibilitate a macromoleculelor determinata de rotatiile portiunilor de catena in jurul legaturilor simple, portiunilor de catena in jurul legaturilor simple, macromoleculele adoptand conformatii de ghemuri.macromoleculele adoptand conformatii de ghemuri.

Conformatia de ghemConformatia de ghem

Peste temperatura de curgere, adica in stare fluida viscoasa, fortele intermoleculare slabesc si macromoleculele pot efectua miscari de tranzlatie, deplasandu-se unele in raport cu altele. Intervalul de elasticitate inalta va fi mai mare la polimerii alcatuiti din catene lungi si flexibile.

Reactii de polimerizareReactii de polimerizare Reactia de polimerizare, este reactia chimica ce decurge Reactia de polimerizare, este reactia chimica ce decurge

cu formarea unor produsi macromoleculari pe calea unei cu formarea unor produsi macromoleculari pe calea unei reactii de aditie multiplicata de un numar reactii de aditie multiplicata de un numar nn foarte mare. foarte mare.

Procesele de polimerizare au loc numai cu conditia Procesele de polimerizare au loc numai cu conditia ca speciile moleculelor participante sa posede un grad ca speciile moleculelor participante sa posede un grad minim de nesaturare (cel putin o dubla legatura, minim de nesaturare (cel putin o dubla legatura, omogena sau heterogena).omogena sau heterogena).

Polimerizarea poate decurge ca un proces de aditie Polimerizarea poate decurge ca un proces de aditie radicalica a moleculelor de monomer, deci printr-un radicalica a moleculelor de monomer, deci printr-un mecanism de reactii in lant, fie ca un proces cu mecanism de reactii in lant, fie ca un proces cu mecanism ionic de tipul aditiei electrofile.mecanism ionic de tipul aditiei electrofile.

Reactia de polimerizare radicalica consta in trei Reactia de polimerizare radicalica consta in trei etape principale: initierea, propagarea si intreruperea etape principale: initierea, propagarea si intreruperea lantului de reactie.lantului de reactie.

Etapa de initiereEtapa de initiere: : consta in aparitia radicalilor liber consta in aparitia radicalilor liber

radical liber, monomer activat radical liber, monomer activat Initierea reactiei de Initierea reactiei de polimerizare se poate realiza pe cai fizice sau polimerizare se poate realiza pe cai fizice sau chimice. Pe cale fizica initierea poate fi termica, chimice. Pe cale fizica initierea poate fi termica, fotochimica sau iradianta, iar pe cale chimica se fotochimica sau iradianta, iar pe cale chimica se pot utiliza initiatori chimici, substante capabile sa pot utiliza initiatori chimici, substante capabile sa formeze in sistem radicali liberi (cum sunt formeze in sistem radicali liberi (cum sunt peroxizii, hidroperoxizi, azoderivatii). Radicalii peroxizii, hidroperoxizi, azoderivatii). Radicalii liberi formati reactioneaza cu moleculele de liberi formati reactioneaza cu moleculele de monomer, initiind lantul de reactie.monomer, initiind lantul de reactie.

Etapa de initiere necesita energii de activare Etapa de initiere necesita energii de activare foarte mari pentru desfacerea legaturii covalent foarte mari pentru desfacerea legaturii covalent si decurge lent. si decurge lent.

Initierea reactiei de polimerizare se poate realiza pe cai Initierea reactiei de polimerizare se poate realiza pe cai fizice sau chimice. Pe cale fizica initierea poate fi fizice sau chimice. Pe cale fizica initierea poate fi termica, fotochimica sau iradianta, iar pe cale chimica se termica, fotochimica sau iradianta, iar pe cale chimica se pot utiliza initiatori chimici, substante capabile sa pot utiliza initiatori chimici, substante capabile sa formeze in sistem radicali liberi (cum sunt peroxizii, formeze in sistem radicali liberi (cum sunt peroxizii, hidroperoxizi, azoderivatii).hidroperoxizi, azoderivatii).

Radicalii liberi formati reactioneaza cu moleculele de Radicalii liberi formati reactioneaza cu moleculele de monomer, initiind lantul de reactie.monomer, initiind lantul de reactie.

Etapa de initiere necesita energii de activare foarte mari Etapa de initiere necesita energii de activare foarte mari pentru desfacerea legaturii covalent si decurge lent. pentru desfacerea legaturii covalent si decurge lent.

Initiatorii de reactie au legaturi labile care conduc la Initiatorii de reactie au legaturi labile care conduc la aparitia unor radicali. Exemplu: peroxizi sau azoderivati.aparitia unor radicali. Exemplu: peroxizi sau azoderivati.

R-OO-R R-OO-R RO* + RO* peroxi RO* + RO* peroxi R-NN-R’ R-NN-R’ R* + R’* + N2 R* + R’* + N2

Etapa de propagareEtapa de propagare si si Etapa de intrerupere Etapa de intrerupere

M + MM + M11* * M M22* *

MM22* + M * + M M M33**

.. .. M*M*n-1n-1 + M + M M Mnn* etapa energia de activare * etapa energia de activare

este mica, pentru ca radicalii sunt foarte este mica, pentru ca radicalii sunt foarte reactivi. – Etapa de propagare este o etapa reactivi. – Etapa de propagare este o etapa rapida.rapida.

Etapa de intrerupere Mn* Etapa de intrerupere Mn* Mn Mn

Polimeri de polimerizarePolimeri de polimerizare Polietilena (polietena) plastomerPolietilena (polietena) plastomer n CHn CH22=CH=CH22 [-CH [-CH22-CH-CH22-]-]nn cu masa moleculara cu masa moleculara

100.000. 100.000. Se obtine la presiuni inalte sau mici. Exista Se obtine la presiuni inalte sau mici. Exista polietilena de presiuni joase cu o greutate moleculara polietilena de presiuni joase cu o greutate moleculara intre 10.000 – 300.000 grame. intre 10.000 – 300.000 grame. Polietilena de Polietilena de presiuni inalte are o greutate moleculara de 500.000 g presiuni inalte are o greutate moleculara de 500.000 g (presiune 1.000 atm). (presiune 1.000 atm). In cazul in care polietilena se In cazul in care polietilena se obtine prin polimerizare ionica, aceasta are o structura obtine prin polimerizare ionica, aceasta are o structura regulata; drept catalizator folosindu-se TiClregulata; drept catalizator folosindu-se TiCl44. . La La temperatura camerei, polietilena, rezistenta la acizi si temperatura camerei, polietilena, rezistenta la acizi si baze; nu rezista la acizi concentrati la 800C si nici la baze; nu rezista la acizi concentrati la 800C si nici la solventi organici, benzine. Se foloseste pana la solventi organici, benzine. Se foloseste pana la temperatura de 60temperatura de 60ooC.C. Din polietilena sulfoclorurata se Din polietilena sulfoclorurata se obtine un material asemanator cauciucului foarte obtine un material asemanator cauciucului foarte rezistent la actiunea coroziva a produsilor petrolieri. rezistent la actiunea coroziva a produsilor petrolieri. Polietilena se foloseste la ambalaje.Polietilena se foloseste la ambalaje.

TeflonTeflon – politetrafloretena – politetrafloretena

n CF2=CF2 - CF2- CF2 -

n-Utilizari: ca pelicule, ce isi pastreaza elasticitatea pana la –1000C. Nu este atacata de baze si acizi pana la 2000C,-are cea mai mare inertie chimica dintre polimeri.- rezista la soc termic. -are flexibilitate si rezistenta mecanica.

ElastomeriElastomeri cauciucul natural; gutaperca; cauciucul butadienic; cauciucul cauciucul natural; gutaperca; cauciucul butadienic; cauciucul

stirenic; clor cauciucstirenic; clor cauciuc Sunt polimeri de polimerizare, lineari flexibili si cu modul de Sunt polimeri de polimerizare, lineari flexibili si cu modul de

elasticitate scazutelasticitate scazut. . ( ex poliizopren si clor cauciuc )( ex poliizopren si clor cauciuc )-CH2 - C = C - CH2 -

CH3 n politranizoprenul

- CH2 - C = CH - CH - CH2 - CH2 - C = CH - CH2 - CH2-

CH3 CH3

- CH2 - C = CH - CH2 -

CH3

n

CH2 = C - CH = CH2 polimerizare- CH2 - C = CH - CH2-

Cl Cl

n

PolicondensareaPolicondensarea

se bazeaza pe reactia dintre molecule di sau se bazeaza pe reactia dintre molecule di sau polifunctionale din care rezulta macromolecula cu polifunctionale din care rezulta macromolecula cu modificarea compozitiei unitatii structurale si un produs modificarea compozitiei unitatii structurale si un produs secundar cu masa moleculara mica.secundar cu masa moleculara mica.

Policondensarea are caracterul unei reactii de Policondensarea are caracterul unei reactii de echilibru, sensul ei spre produsi de reatie depinzand de echilibru, sensul ei spre produsi de reatie depinzand de indepartarea produsilor secundari (apa, alcool, HCl, HNindepartarea produsilor secundari (apa, alcool, HCl, HN33))

Policondensarea in care participa molecule Policondensarea in care participa molecule omogene se numeste homopolicondensare si conduce omogene se numeste homopolicondensare si conduce la polimeri homo polimeri, iar cea in care participa la polimeri homo polimeri, iar cea in care participa compusi cu functionalitate mai mare ca doi se numeste compusi cu functionalitate mai mare ca doi se numeste heteropolicondensare. Reactia de policondensare a heteropolicondensare. Reactia de policondensare a compusilor bi functionali conduce la polimeri lineari de compusilor bi functionali conduce la polimeri lineari de policondensare, iar policondensarea cu compusi cu mai policondensare, iar policondensarea cu compusi cu mai mult de doua functiuni conduce la policondensarea mult de doua functiuni conduce la policondensarea tridimensionala.tridimensionala.

Proprietati mecanice ale polimerilorProprietati mecanice ale polimerilor Depind de legatura chimica dintre atomii existenti in Depind de legatura chimica dintre atomii existenti in

catenele macromoleculeleor si de fortele de atractie catenele macromoleculeleor si de fortele de atractie dintre molecule.dintre molecule.

Proprietatile mecanice ale polimerilor, depind de Proprietatile mecanice ale polimerilor, depind de natura cristalina sau amorfa a polimerilor.natura cristalina sau amorfa a polimerilor.

Curba termodinamica a unui polimer liniar amorf Curba termodinamica a unui polimer liniar amorf exprima variatia cu temperatura T a deformatiei sub exprima variatia cu temperatura T a deformatiei sub actiunea unei forte mecanice (de alungire, de incovoiere, actiunea unei forte mecanice (de alungire, de incovoiere, de comprimare) deformatoare intr-un interval de timp de comprimare) deformatoare intr-un interval de timp dat.dat.

In starea sticloasa, deci sub temperatura de vitrifiere In starea sticloasa, deci sub temperatura de vitrifiere polimerii se deformeaza la fel ca solidele obisnuite, polimerii se deformeaza la fel ca solidele obisnuite, deformatiile fiind elastice, mici si reversibile. Aceste deformatiile fiind elastice, mici si reversibile. Aceste deformatii sunt legate de schimbarea distantelor dintre deformatii sunt legate de schimbarea distantelor dintre particolel constituiente prin deformarea unghiurilor de particolel constituiente prin deformarea unghiurilor de valentvalent a si prin modificarea legaturilor chimice intre a si prin modificarea legaturilor chimice intre atomi. Ca urmare macromoleculele se intind.atomi. Ca urmare macromoleculele se intind.

T <TT <TVV

Deformatiile elastice sunt insotite de schimbarea Deformatiile elastice sunt insotite de schimbarea volumului datorita schimbarii distantei dintre volumului datorita schimbarii distantei dintre particole. Dupa indepartarea fortei mecanice particole. Dupa indepartarea fortei mecanice sistemul, polimerul revenind la starea initiala.sistemul, polimerul revenind la starea initiala.

In starea inalt elastica, respectiv intre In starea inalt elastica, respectiv intre temperatura de vitrifiere (Ttemperatura de vitrifiere (TVV) si temperatura de ) si temperatura de curgere Tcurgere Tcucu se produc deformatii inalt elastice. se produc deformatii inalt elastice. Aceste deformatii se explica prin flexibilitatea Aceste deformatii se explica prin flexibilitatea macromoleculelor. In stare inalt elastica macromoleculelor. In stare inalt elastica macromoleculele se gasesc incolacite si sub macromoleculele se gasesc incolacite si sub actiunea unor forte exterioare aceste ghemuri se actiunea unor forte exterioare aceste ghemuri se desfac.desfac.

Orice deformare in cazul polimerilor are un caracter Orice deformare in cazul polimerilor are un caracter de relaxare. Atat la deformare cat si la revenirea la de relaxare. Atat la deformare cat si la revenirea la starea initiala, trecerea in starea de echilibru nu se face starea initiala, trecerea in starea de echilibru nu se face instantaneu ci cu o anumita viteza, intr-un anumit timp.instantaneu ci cu o anumita viteza, intr-un anumit timp.

In stare fluid viscoasa, la temperaturi mai mari de In stare fluid viscoasa, la temperaturi mai mari de Tcurgere polimerii prezinta deformatii plastice Tcurgere polimerii prezinta deformatii plastice ireversibile. Aceste deformatii sunt atribuite deplasarii ireversibile. Aceste deformatii sunt atribuite deplasarii macromoleculelor, unele in raport cu altele.macromoleculelor, unele in raport cu altele.

Rezistenta la tractiune si comprimare sunr valabile Rezistenta la tractiune si comprimare sunr valabile fiind determinate in principal de compozitia chimica, de fiind determinate in principal de compozitia chimica, de felul catenelor moleculare si de felul catenelor moleculare si de numarul si energia numarul si energia legaturilor intermediarelegaturilor intermediare. Rezistenta mai buna la . Rezistenta mai buna la tractiune, compresie si incovoiere prezinta polimerii tractiune, compresie si incovoiere prezinta polimerii termoreactivi: poliamide, rasini formaldehidice iar dintre termoreactivi: poliamide, rasini formaldehidice iar dintre termoplaste – polistirenul.termoplaste – polistirenul.

Prin solicitare mecanica, tractiune, incovoiere, se Prin solicitare mecanica, tractiune, incovoiere, se intelege expunerea unui material la deformatii plastice intelege expunerea unui material la deformatii plastice sau elastice sub actiunea fortelor de tractiune.sau elastice sub actiunea fortelor de tractiune.

Deformatiile elastice sunt reversibile adica materialul Deformatiile elastice sunt reversibile adica materialul deformat elastic sub actiunea unor forte revine la forma deformat elastic sub actiunea unor forte revine la forma initiala.,dupa incetarea actiunii fortei;initiala.,dupa incetarea actiunii fortei;

deformatiile plastice sunt permanente.deformatiile plastice sunt permanente. Deformarea plastica determina curgerea sau fluiajulDeformarea plastica determina curgerea sau fluiajul Fluaj =curgerea lenta si continua in timp a unui material Fluaj =curgerea lenta si continua in timp a unui material

supus unei sarcini constante, sub limita de elasticitate. supus unei sarcini constante, sub limita de elasticitate. Fluajul este cu atat mai performant cu cat temperatura Fluajul este cu atat mai performant cu cat temperatura materialului este mai inalta.materialului este mai inalta.

Deformatia elastica asculta de legea lui Hooke:Deformatia elastica asculta de legea lui Hooke: F = k.x unde k este o constanta de proportionalitateF = k.x unde k este o constanta de proportionalitate Iar x este distanta.Iar x este distanta.

Se cunosc trei tipuri principale de deformatii ce apar sub actiunea Se cunosc trei tipuri principale de deformatii ce apar sub actiunea fortelor de tractiune (intindere) mai ales la polimerii liniari.fortelor de tractiune (intindere) mai ales la polimerii liniari.

Deformatiile elastice se datoresc deformarilor de unghiuri, de Deformatiile elastice se datoresc deformarilor de unghiuri, de distanta legaturilor dintre atomii constituienti ai macromoleculelor distanta legaturilor dintre atomii constituienti ai macromoleculelor lineare lineare

Deformatiile inalt elastice, deformatii ale legaturilor primare Deformatiile inalt elastice, deformatii ale legaturilor primare elastice intarziate se datoresc deslocarilor sub actiunea fortei a elastice intarziate se datoresc deslocarilor sub actiunea fortei a portiunilor inlocuite in catena. Starea inalt elastica se portiunilor inlocuite in catena. Starea inalt elastica se caracterizeaza printr-o mare flexibilitate a macromoleculelor caracterizeaza printr-o mare flexibilitate a macromoleculelor determinata de rotatii a portiunilor de catena in jurul legaturii lor determinata de rotatii a portiunilor de catena in jurul legaturii lor simple, macromoleculele adoptand coformatii de ghem.simple, macromoleculele adoptand coformatii de ghem.

Deformarea plastica se daroreste ruperii legaturilor secundare, Deformarea plastica se daroreste ruperii legaturilor secundare, ceea ce provoaca o alunecare a lanturilor de polimer ceea ce provoaca o alunecare a lanturilor de polimer

Greutatea specificaGreutatea specifica a polimerilor este mult mai a polimerilor este mult mai mica decat a altor materiale. mica decat a altor materiale. Greutatea specifica Greutatea specifica variaza intre 0,9 – 2,3 g/cmvariaza intre 0,9 – 2,3 g/cm33 fiind mai usori de fiind mai usori de doua ori ca aluminiul si de 5-8 ori mai usori ca doua ori ca aluminiul si de 5-8 ori mai usori ca otelul, cuprul etc.otelul, cuprul etc.

Proprietati electrice.Proprietati electrice. Campusii macromoleculari sintetici nu dispun de Campusii macromoleculari sintetici nu dispun de

electroni liberi, deci nu sunt buni conducatori de electroni liberi, deci nu sunt buni conducatori de electricitate, sunt buni izolatori. Totusi datorita electricitate, sunt buni izolatori. Totusi datorita impuritatilorimpuritatilor pe care le pot contine, polimerii pe care le pot contine, polimerii supusi unei tensiuni electrice pot conduce supusi unei tensiuni electrice pot conduce curentul electric, fie pe suprafta lor sau prin curentul electric, fie pe suprafta lor sau prin madsa acestora existand o madsa acestora existand o conductivitatea de conductivitatea de suprafata si o conductivitate de volum.suprafata si o conductivitate de volum.

Conductivitatea de suprafata se datorreste impuritatilor Conductivitatea de suprafata se datorreste impuritatilor ionice de pe suprafata polimerului. Un rol, deosebit il are ionice de pe suprafata polimerului. Un rol, deosebit il are apa care formeaza pelicule superficiale bune apa care formeaza pelicule superficiale bune conducatoare de electricitate. Prelucrarea fina a conducatoare de electricitate. Prelucrarea fina a suprafetei pieselor din materiale plastice impiedica suprafetei pieselor din materiale plastice impiedica depunerea impuritatilorbune conducatoare, formarea depunerea impuritatilorbune conducatoare, formarea peliculelor de apa micsorand valoarea conductivitatii.peliculelor de apa micsorand valoarea conductivitatii.

Conductivitatea de volum depinde de natura chimica Conductivitatea de volum depinde de natura chimica a polimerilor si de impuritatile conductoare existente in a polimerilor si de impuritatile conductoare existente in masa lor. Impuritatile care maresc conductivitatea masa lor. Impuritatile care maresc conductivitatea electrica provin de la monomerii, catalizatorii, initiatorii electrica provin de la monomerii, catalizatorii, initiatorii utilizati in procesul de sinteza al polimerilor precum si de utilizati in procesul de sinteza al polimerilor precum si de la substantele de umplutura higroscopice.la substantele de umplutura higroscopice.

Rezistenta polimerilor atat in volum cat si la Rezistenta polimerilor atat in volum cat si la suprafata 10suprafata 101212 ΏΏ/cm /cm

Polimerii sunt buni izolatori electrici.Polimerii sunt buni izolatori electrici.

Degradarea polimerilorDegradarea polimerilor Reactii de degradare a polimerilor se numesc reactiile, Reactii de degradare a polimerilor se numesc reactiile,

care decurg cu ruperea legaturilor macromoleculelor si care decurg cu ruperea legaturilor macromoleculelor si care conduc la micsorarea masei moleculare a care conduc la micsorarea masei moleculare a polimerului, fara modificarea compozitiei sale chimice polimerului, fara modificarea compozitiei sale chimice daca grupele marginale ale macromoleculei pot fi daca grupele marginale ale macromoleculei pot fi neglijate.neglijate.

Degradarea polimerilor este frecvent o reactie Degradarea polimerilor este frecvent o reactie secundara, nedorita in transformarile chimice prelucrare secundara, nedorita in transformarile chimice prelucrare sau exploatarea polimerilor.sau exploatarea polimerilor.

Degradarea polimerilor poate decurge sub influenta Degradarea polimerilor poate decurge sub influenta agentilor chimici (apa, acizi, alcool, O2, etc.) sau sub agentilor chimici (apa, acizi, alcool, O2, etc.) sau sub influenta agentilor fizici (caldura, lumina, radiatii, influenta agentilor fizici (caldura, lumina, radiatii, mecanice).mecanice).

Degradarea chimica este cea mai caracteristica Degradarea chimica este cea mai caracteristica pentru polimeri cu lant heterogen si decurge selectiv, cu pentru polimeri cu lant heterogen si decurge selectiv, cu ruperea legaturilor carbon – carbon- heterogeni. ruperea legaturilor carbon – carbon- heterogeni. Legatura carbon-carbon este stabila sub actiunea Legatura carbon-carbon este stabila sub actiunea agentilor chimici, deoarece polimerii saturati cu lant agentilor chimici, deoarece polimerii saturati cu lant carbonat sunt cei mai putin expusi degradarii chimicecarbonat sunt cei mai putin expusi degradarii chimice