Polietylen (PE)

Jest znany nam od 1937 roku i bardzo dobrze rozpowszechniony w szeroko pojętej technice. Zaraz po zakończeniu syntezy jest tworzywem o barwie białej oraz granulowanej, proszkowej konsystencji. Bardzo przypomina parafinę. Powierzchnia, pomimo tego, że jest zwarta, bardzo łatwo ulega zarysowaniom. Generalnie Polietylen jest bardzo odporny na działanie kwasów, soli, zasad i większości substancji organicznych. Wykazuje bardzo dobre właściwości dialektyczne. Polietylen ma tendencję do pęcznienia w węglowodorach alifatycznych, chlorowcopodobnych i aromatycznych. Procesowi temu towarzyszy pogorszenie jego właściwości fizycznych. Polimer w glebie (na przykład jako przewód), staje się doskonałym źródłem węgla dla mikroorganizmów glebowych. Dlatego trzeba pamiętać, że w takich warunkach podlega procesowi, który możemy uznać za odpowiednik procesu korozji w metalach.

Podczas polimeryzacji tego tworzywa można otrzymać polietylen o małej gęstości: PE mg. Trzeba jednak pamiętać o spełnieniu kilku warunków: proces musi odbywać się pod bardzo wysokim ciśnieniem (ok. 200 MPa), w obecności odpowiednich inicjatorów oraz temperaturze przekraczającej 150 °C. Dlatego PE mg zwany jest często wysokociśnieniowym. Stopień polimeryzacji wynosi od 500 do 1500, krystaliczność około 60% oraz temperaturę mięknienia 80-90 °C. Proces polimeryzacji można również prowadzić po odpowiednich katalizatorów, takich jak na przykład Zieglera-Natty, pod ciśnieniem normalnym oraz w zakresie temperatur od 30 do 160 °C. Otrzymujemy wówczas polietylen o dużej gęstości, niskociśnieniowy - PE dg. Stopień polimeryzacji wynosi od 1500 do 9000. Faza krystaliczna, znajdująca się w tworzywie sięga 86%, a temperatura mięknienia wynosi ponad 90 °C. Tworzywo to znajduje zastosowanie w produkcji folii i innych opakowań, do wyrobu rur doprowadzających wodę pitną czy ścieków. Włącznie ze ściekami chemicznymi. Do wyrobu elementów gospodarstwa domowego, kuchennych, jako powłoki kablowe. Nie jest stosowany tylko do wyrobu pojemników na tłuszcz zwierzęcy oraz mleko. Dobre właściwości dielektryczne polietylenu nie ulegają pogorszeniu w atmosferze wilgotnej i nie są zależne od częstotliwości i temperatury.

Polietylen znajduje również wiele zastosowań jako tworzywo powłokowe. Na powłoki stosowany jest polietylen o gęstości 912-950 kg/m3 i wskaźniku płynięcia 7-22 g/10 min, zazwyczaj w formie proszkowej, która uzyskiwana jest przez przemiał granulatu. Temperatura topnienia proszku wynosi o 100 °C (dla niskich gęstości) do około 140 °C (dla większych gęstości), a górne granice pracy ciągłej wynoszą 70-100 °C. Również w zależności od gęstości tworzywa.

Powłoki poliamidowe cechuje bardzo dobra wytrzymałość na działanie soli, zasad i kwasów oraz różnych rozpuszczalników. Co bardzo ważne, są fizjologicznie obojętne. Są jednak bardzo wrażliwe na światło słoneczne. Działanie światła przyspiesza procesy starzenia się tworzywa. W naszym kraju, tworzywo o małej gęstości produkowane jest w Zakładach Chemicznych w Blachowni Śląskiej na proszki przeznaczone do wytwarzania różnych powłok wraz z jego modyfikacją prowadzą zakłady "Xenon". Powstaje w ten sposób produkt, zwany Fluoxenem. Zakłady Chemiczne Boryszew w Sochaczewie również prowadzą przemiał tego granulatu.

Polichlorek Winylu (PCW)

Powstaje w warunkach podwyższonego ciśnienia poprzez polimeryzację chlorków winylu. Jest tworzywem wielkocząsteczkowym. Na właściwości PCW najistotniejszy wpływ ma temperatura reakcji. Czysty PCW, bez dodatku tak zwanych plastyfikatorów zwany jest polichlorkiem winylu twardym, w temperaturze pokojowej są mało sprężyste oraz twarde. A przy obniżeniu temperatury stają się bardzo kruche. Tworzywo stosowane jest w temperaturze od dwudziestu, do siedemdziesięciu stopni Celsjusza. Przy górnej granicy temperatury dochodzi do mięknięcia PCW. Przetwórstwo tego tworzywa prowadzi się przy temperaturze stu siedemdziesięciu stopni Celsjusza, czyli temperatury, która jest bardzo bliska temperaturze rozkładu tworzywa. Dochodzi wówczas do wydzielania się chloru. Dodatek plastyfikatorów takich znacznie rozszerza temperaturę w jakiej tworzywo to może być stosowane. Dodatek ten podwyższa również temperaturę rozkładu, zwiększa podatność na odkształcenia mechaniczne, podwyższając jednocześnie własności sprężyste. Dłuższe ogrzewanie tworzywa w temperaturze 70 °C doprowadza do odparowywania plastyfikatorów i doprowadza, do wzrostu kruchości tworzywa. Twardy PCW ze względu na dużą odporność na chemikalia znajduje duże zastosowanie głównie przy produkcji rur i wykładzin zbiorników w przemyśle chemicznym, na budowy akumulatorów, na naczynia na oleje oraz tłuszcze. Może być również wykorzystywany na płyty gramofonowe i taśmy metalowe. Bardzo łatwo się spala i klei, jest w zasadzie niepalny (pali się tylko powierzchniowo, ale też bardzo szybko gaśnie ze względu na dużą zawartość chloru. PCW jest odporny na działanie: benzyny, alkoholi mineralnych, zasad i kwasów. W eterze, estrach i benzenie ulega znacznemu spęcznieniu.

PCW miękki, jest stosowany do wyrobu folii, wykładzin podłogowych oraz wszelkich przedmiotów do użytku codziennego oraz różnych pojemników. Podczas produkowania powłok z PCW, w postaci proszkowej, trzeba zwrócić uwagę na wielkość ziaren i ich wilgotność. W zależności od metody pokrywania, wielkość ziaren powinna wynosić od 30 do 80 mikrometrów lub od 90 do 250 mikrometrów. Przy zwiększeniu zawartości chloru z 55% do 65% powstaje polichlorek winylu, chlorowany. Jest to tworzywo łatwo rozpuszczalne w typowych rozpuszczalnikach organicznych, dlatego też głównie znajduje zastosowanie do lakierów i różnego rodzaju emalii chemoodpornych.

PCW, miękki oraz twardy jest poddawany również spienianiu i w postaci pianek twardych lub miękkich wykorzystuje jako izolatory cieplne lub amortyzatory drgań.

W naszym kraju polichlorek winylu produkują Zakłady Chemiczne w Oświęcimiu jako proszek nie zawierający zmiękczaczy: suspensyjnych (S) i emulsyjnych (E). Podstawowe typy PCW z dodatkiem zmiękczaczy, stabilizatorów, wybielaczy i barwników przetwarza się w granulki, lub nieokreślonej postaci skrawki, do dalszego przerobu. W tym wypadku najważniejszym surowcem jest polwinit - zmiękczony PCW przeznaczony do celów elektrotechnicznych.

Polipropylen (PP)

Polipropylen jest tworzywem częściowo krystalicznym, ale o właściwościach zbliżonych do polietylenu. Otrzymywany jest w procesie niskociśnieniowej polimeryzacji propylenów przy katalizatorach, takich jak Zieglera-Natty. Polipropylen charakteryzuje się gęstością 900 kg/m3, dobrymi właściwościami dielektrycznymi oraz bardzo niską ścieralnością. Stosowany jest bez żądnych problemów w temperaturach od -30 °C do +130 °C. 

Przykładowe zalety to: 

• ma większą odporność termiczną
• większą odporność na rozciąganie
• mniejszą gęstość
• nie podlega korozji naprężeniowej
• ma bardzo dużą odporność powierzchni na uszkodzenia oraz zarysowania
• jest bardzo gładki w dotyku

Dłuższe użytkowanie polimeru w temperaturze wyższej niż 100 °C prowadzi do degradacji tworzywa, które przyspieszyć może występowanie metali, takich jak miedź, kobalt, mangan oraz ich stopy. Pod wieloma względami przypomina polietylen niskociśnieniowy. Na przykład pod względem, odporności na działanie czynników chemicznych oraz własności elektryczne. Dzięki dużej odporności termicznej znalazł duże zastosowanie przemysłowe do wyrobu najróżniejszych elementów maszyn, które są poddawane wysokim obciążeniom. Na przykład wałki drukarskie czy koła zębate przekładni. Naczynia i różne elementy używane do sterylizacji wysoką temperaturą, ale także wyroby wymagające łączenia oraz współpracy z elementami stalowymi.

W naszym kraju polipropylen jest produkowany w Płocku, w Mazowieckich zakładach Rafineryjnych i Petrochemicznych jako tak zwany homopolimer J-400 oraz kopolimer etyleonow-propylenowy J-330.

Teflon (ptfe)

Teflon należy do grupy polimerów odkrytych jeszcze przed drugą wojną światową, w 1938 roku w laboratoriach Dupont. Sposób otrzymywania tego tworzywa został opatentowany przez tę samą firmę w 1956 roku. Fachowa nazwa tego polimeru to Politetrafluoroetylen, w skrócie często zapisywany jako ptfe. Jest tworzywem śliskim. Świadczy o tym choćby współczynnik tarcia, o wartości bliskiej lodu. Używany jest przede wszystkim do wytwarzania garnków. Ze względu na swoją charakterystykę, żywność nie przylega do niego podczas procesu gotowania czy smażenia. Równie łatwe jest także mycie takich garnków. Smażenie odbywa się bez pomocy jakiegokolwiek tłuszczu. Wykorzystywany jest również w przemyśle. Pokryte są nim elementy maszyn wymagające niskiego współczynnika tarcia. Na przykład, pokrywano nim trzpienie utrzymujące walce obrotowe. Początkowo był wykorzystywany w przemyśle zbrojeniowym. Był szeroko testowany jako osłona/pancerz podczas obciążeń zderzeniowych oraz uderzeniowych. Dopiero w latach pięćdziesiątych odkryto możliwość pokrywania garnków i patelni warstwą teflonu. Stosowany jest również jako składnik smarów, materiałów uszczelniających czy implantów mających stały kontakt z tkankami. Spośród wszystkich tworzyw sztucznych politetrafluoroetylen charakteryzuje się najmniejszym współczynnikiem ślizgowym oraz bardzo małą przyczepnością. Pokrywanie patelni teflonem odbywa się poprzez proces spiekania i nakładania kolejnych warstw tego materiału. Kolejne warstwy bardzo łatwo polimeryzują z tymi, już nałożonymi. Obecnie teflonem pokrywa się również kuchenne rękawice ochronne. Teflon znalazł także zastosowanie jako środek ochronny i antyadhezyjny. Zazwyczaj występuje w postaci aerozolu, w którym zawiera się sproszkowany teflon. Środek wytwarza cienką warstwę smarującą (suchą) zabezpieczając przed zatarciami i korozją.

 

Tworzywa sztuczne, takie jak teflon nie przewodzą prądu, stad są dobrymi izolatorami kabli. Teflon jest plastyczny w zakresie temperatur od -270 °C do 260 °C. Ze względu na odporność na wyższe temperatury, jest stosowany również jako jeden z elementów, służących do budowy stacji kosmicznych, kapsuł i promów.