10. Plasty, sklo a keramika
Plasty
Základní složkou plastů jsou makromolekulární látky. Výchozími surovinami jsou ropa, zemní plyn a uhlí. Z nich se vyrábějí nízkomolekulární látky - monomery , které polyreakcemi poskytují makromolekulární látky – polymery .
Základní pojmy :
Polymerační stupeň - je počet opakujících se základních jednotek v řetězci makromolekul
Lineární polymer - monomer vázaný ve tvaru řetězce
Zesíťovaný polymer - řetězec monomerů uspořádaných více směry v prostoru.
Chemické reakce, kterými vznikají makromolekulární látky je nazývají polyreakce . Rozeznáváme tyto druhy polyreakcí :
a) Polykondenzace - proces tvorby makromolekul ze dvou nebo více druhů malých molekul a zároveň se odštěpují jako vedlejší produkty jednoduché sloučeniny ( voda, amoniak),
b) Polymerace - vytváření makromolekul z jednoduchých stejných molekul na úkor dvojných vazeb,
c) Polyadice - je rekce, do které vstupují molekuly různého typu , netvoří se však vedlejší produkt,
d) Kopolymerace - dva nebo tři druhy monomeru se spojují do jednoho
řetězce.
Rozdělení plastů podle chování za tepla :
a) Termoplasty - jsou látky, které působením tepla měknou, ale chemicky se přitom nemění,
b) Reaktoplasty - působením tepla se chemicky mění a tvrdnou .
Užitné vlastnosti plastů :
Malá hmotnost, snadná tvarovatelnost , mechanická pevnost, chemická odolnost, výborné izolační, tepelné i zvukové vlastnosti, estetické vzhled výrobků, odolnost vůči korozi, atmosférickým a biologickým vlivům.
Vlastnosti plastů se dají měnit kopolymerací ( mísením polymerů) a přísadami.
Hlavní přísady jsou :
- plniva ( např. zvětšují tepelnou vodivost, zmenšují tření, zvyšují
pevnost)
- barviva, změkčovadla ( dodávají měkkost, ohebnost)
- stabilizátory ( zlepšují odolnost polymerů proti zvýšeným teplotám, oxidaci a povětrnostním vlivům)
- nadouvadla ( při zpracování uvolňují plyny a vytvářejí pěnovou strukturu hmoty)
Tvarování plastů :
Lisováním prášku za zvýšené teploty, litím do forem, stříkáním roztaveného plastu do chlazené formy, válcováním, tažením na folie, vytlačováním přes otvor, vyfukováním, třískovým obráběním, svařováním a lepením.
Sklo
A) Podstata a typy skla
Sklo je tuhý roztok kovových oxidů v oxidu křemičitém.
Druhy technických skel :
a) jednosložkové - křemenné sklo - z roztaveného SiO2 (sklotvorný činitel) - vysoká tavící teplota,
b) dvousložkové - vodní sklo - sklotvorný činitel + tavivo (soda, potaš) - klesá výrazně tavící teplota,
c) třísložkové - sklotvorný činitel + tavivo + stabilizátor ( oxidy vápenatý, olovnatý, hořečnatý)
Typy třísložkových skel :
- sodno - vápenaté ( francouzské)
- draselno - vápenaté ( český křišťál)
- draselno - olovnaté ( anglické)
- boro - křemičité ( varné, laboratorní)
- horninové ( např. pivní sklo)
B) Sklářské suroviny
1) základní
a) kyselé (sklotvorné)
- sklářský písek
- oxid boritý
b) zásadité ( taviva a stabilizátory)
- kalcinovaná soda
- vápenec
- oxid olovnatý
c) několikasložkové
- horniny vyvřelé
- sklenění střepy
2) pomocné
- čeřiva (pročišťují sklovinu)
- odbarvující látky
- zakalující látky
- barvící látky
C) Výroba a zpracování skloviny
Směs upravených a navážených surovin (sklářský kmen) se dopravuje do pece (15OO C), kde se roztaví.
Druhy pecí : a) pánvové - malé množství skla
b) vanové - až 200 tun skloviny
Po vychladnutí na 12OO C se zpracovává na :
a) duté sklo (lahve, sklenice atd.)
b) ploché sklo, které se vyrábí :
- tažením
- litím
- válcováním
- plavením
- vrstvením (bezpečnostní)
D) Zušlechťování skla
- broušením
- obrušováním
- rytím
- leptáním
- lazurováním
- malováním
- zlacením
E) Sortiment skleněného zboží
- užitkové sklo - stolní sklo - varné sklo - obalové sklo - krystalerie
- osvětlovací sklo - ozdobné sklo - jablonecké zboží - technické sklo
- stavební sklo
F) Vady skla
- neprotavené kaménky písku - šmouhy - bublinky - trhlinky, rýhy, vrásky
- vyštípnutý okraj - vadný brus - poleptání - ztráta lesku
- vylučování jedovatých těžkých kovů
Keramika
A) Podstata a rozdělení keramiky
Hlinitokřemičité jíly vytvářejí s vodou tvárlivou směs, která se po vypálení v peci mění ve stálou, vodě odolnou hmotu - keramický střep.
Střepové hmoty se rozdělují na :
a) jemnou keramiku
b) hrubou keramiku
c) žáruvzdorné zboží
Podle nasáklivosti střepu rozdělujeme keramiku na :
a) pórovitou (průlinčitou) - nasáklivost nad 5%
b) slinutou (hutnou) - nasáklivost pod 5%
B) Keramické suroviny a jejich úprava
1) Základními keramickými surovinami jsou :
a) tvárlivé hlíny a jíly:
- kaolín - hrnčířské hlíny - cihlářské hlíny - kameninové jíly
- žáruvzdorné suroviny
b) ostřiva ( křemen, šamot ) - zabraňují smršťování a praskání výrobků
c) taviva ( živec, vápenec ) - usnadňují tavení
2) Vedlejší keramické suroviny:
a) glazury
b) barvící látky
C) Vytváření, vypalován a zdobení keramiky
1) Vytváření keramiky:
a) volnou rukou
b) vytáčením na hrnčířském kruhu
c) na hrnčířských automatech ( květináče, vázičky)
d) na výtlačných lisech (cihly, střešní tašky apod.)
e) lisováním ( obkládačky, dlaždice )
f) litím ( konvice, sošky, zdravotnická keramika)
2) Vypalování
Před vypalováním se suší v tunelových sušárnách, aby se výrobky zbavily nadbytečné vody (až 35%). Hlavní vypalování probíhá v plynových nebo elektrických tunelových pecích.
3) Zdobení keramiky
a) glazování
b) potahování
c) malba
D) Sortiment keramických výrobků
1) porcelán - nejušlechtilejší keramický materiál
a) rozdělení podle vypalování :
- tvrdý (evropský)
- měkký (čínský)
b) rozdělní podle použití
- ozdobný
- užitkový
- technický
2) kamenina - slinutý, nepropustný střep
a) jemná keramika ( umyvadla, klozety )
b) obyčejná keramika
- stavební
- hospodářská
- chemická
3) pórovina ( levnější nádobí a obkládačky )
4) hrnčířské zboží
- obyčejné (květináče) - varné (hrnce, pekáčky) - lidová keramika
5) cihlářské zboží
- cihly - střešní taškové krytiny
6) žáruvzdorná keramika
- šamotové výrobky - dinasové zboží - magnezitové zboží
- korundové zboží - silikarbidové výrobky - cermety