Rodzaje tworzyw sztucznych

O tworzywach sztucznych

Rodzaje tworzyw sztucznych

Rodzina tworzyw sztucznych jest ogromna i niezwykle różnorodna. Można ja podzielić na kilkanaście grup. W tej części przedstawione są różne rodzaje tworzyw sztucznych, ich właściwości i zastosowania.

Tworzywa bio-pochodne
 

Rodzina tworzyw sztucznych jest ogromna i niezwykle różnorodna. Można ja podzielić na kilkanaście grup. W tej części przedstawione są różne rodzaje tworzyw sztucznych, ich właściwości i zastosowania.
 

Właściwości
 

Właściwości tworzyw biopochodnych różnią się znacznie w zależności od rodzaju tworzywa. Tworzywa takie jak PE, PET, czy PVC otrzymane z surowców bio, mają właściwości takie same jak analogiczne tworzywa wytworzone z ropy naftowej. W tym przypadku odróżnienie pochodzenia tworzywa (konwencjonalne, czy biopochodne) jest możliwe jedynie przy zastosowaniu metod analizy chemicznej.

 

Zastosowania
 

Główne tworzywa biopochodne to: tworzywa oparte na skrobi, PLA (polilaktyd), bio-PET (politereftalan etylenu) oraz bio-PE (polietylen). Większość zastosowań tworzyw biopochodnych stanowią opakowania. Stosuje się je również w sektorze tekstylnym (włókna). Biopochodny kwas bursztynowy jest odpowiedni dla szeregu zastosowań w sporcie, przemyśle obuwniczym, motoryzacyjnym, tekstylnym, opakowaniowym, rolnictwie. W 2016 r. wyprodukowano około 4,2 mln ton tworzyw biopochodnych, szacuje się, że ilość ta wzrośnie do 6,1 mln ton w 2021 r. (Bio-Based World News).

Więcej informacji: http://www.european-bioplastics.org

Tworzywa biodegradowalne
 

Tworzywa biodegradowalne to tworzywa ulegające całkowitemu rozkładowi przez mikroorganizmy do biomasy, dwutlenku węgla (lub metanu) i wody w ściśle określonych warunkach. Aby ułatwić konsumentom podejmowanie świadomych decyzji i przekonać do biodegradowalności tworzyw, wprowadzono standardy jakości, opracowano nowe materiały i wprowadzono logo informujące o kompostowalności wyrobu.
 

Właściwości
 

Tworzywa biodegradowalne są wykorzystywane w szeregu różnych zastosowań. Polimery biodegradowalne można przetwarzać stosując większość standardowych technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych, włącznie z termoformowaniem, wytłaczaniem, formowaniem wtryskowym i rozdmuchowym. Można stosować różne wypełniacze takie jak maczka drzewna, wypełniacze kredowe, talk, odpady papieru (oraz inne wypełniacze organiczne i nieorganiczne). Wypełniacze mogą być barwione i mieć różną granulację. Materiały biodegradowalne można również przetwarzać wspólnie z innymi tworzywami, takimi jak LDPE, PP, czy HDPE. Proces jednoczesnego wtrysku pozwala uzyskać tworzywa biodegradowalne pokryte cienka warstwą polimerową. Otrzymany w ten sposób wyrób jest całkowicie biodegradowalny a zarazem tańszy od produktów konwencjonalnych, a także odporny na wodę i może być barwiony.

  • tworzyw biopochodnych wytwarzanych z surowców odnawialnych
  • tworzyw otrzymanych z surowców kopalnych zawierających dodatki ułatwiające biodegradację

 

Zastosowania

Tworzywa biodegradowalne są dobrym rozwiązaniem w zastosowaniach jednorazowych i krótkotrwałych:

  • Zbiórka odpadów organicznych
  • Rolnictwo, ogrodnictwo (e.g. folia do ściółkowania, pojemniki na rośliny)
  • Opakowania żywności

Więcej informacji: http://www.european-bioplastics.org

Tworzywa konstrukcyjne
 

Tworzywa konstrukcyjne wykazują lepsze właściwości w porównaniu do tworzyw masowych, dzięki czemu wykorzystywane są w zastosowaniach konstrukcyjnych wymagających trwałości i wytrzymałości. W wielu zastosowaniach stopniowo wypierają tradycyjne materiały konstrukcyjne, takie jak drewno lub metal, gdyż nie tylko dorównują im pod względem wytrzymałości w stosunku do masy, trwałości czy innych właściwości, ale są jednocześnie łatwiejsze w obróbce, co jest ważne przy skomplikowanych kształtach.
 

Właściwości
 

Tworzywa konstrukcyjne wykazują bardzo dobre właściwości takie jak odporność na temperaturę, odporność chemiczna, udarność, ognioodporność oraz wytrzymałość mechaniczna.
 

Zastosowania
 

Tworzywa konstrukcyjne są wykorzystywane w zastosowaniach takich jak:

  • Transport
  • Zastosowania E&E
  • Budownictwo
  • Urządzenia i artykuły konsumenckie
  • Zastosowania przemysłowe jak np. powłoki odporne na ścieranie i korozję

Więcej informacji: https://en.wikipedia.org/wiki/Engineering_plastic

Żywice epoksydowe
 

Żywice epoksydowe, obecne na rynku od 50 lat, to godny uwagi przykład sukcesu w przemyśle tworzyw sztucznych. Żywice epoksydowe mogą być stosowane zarówno w postaci cieczy o rzadkiej konsystencji, jak i ciała stałego o wysokiej temperaturze topnienia, dzięki czemu otrzymujemy materiały o różnych właściwościach. W przemyśle spożywczym żywice epoksydowe stosowane są jako powłoki zabezpieczające od wewnątrz puszki na napoje i pojemniki, które zapewniają utrzymanie aromatu i chronią produkty spożywcze. Żywice epoksydowe stosuje się również jako powłoki zabezpieczające meble ogrodowe, domowe, biurowe i szpitalne, wózki sklepowe i rowery. Są stosowane także jako zewnętrzne powłoki zabezpieczające konstrukcje morskie.

 

Właściwości
 

Żywice epoksydowe mogą być stosowane zarówno w postaci cieczy o rzadkiej konsystencji, jak i ciała stałego o wysokiej temperaturze topnienia. Można je sieciować przy użyciu różnego rodzaju utwardzaczy i środków sieciujących, dzięki czemu otrzymujemy materiały o różnych właściwościach. Odznaczają się one cennymi właściwościami: doskonałą przyczepnością do większości materiałów, dobrą odpornością na działanie wielu czynników chemicznych i temperatury, doskonałą wytrzymałością mechaniczną i izolacyjnością. Właściwości te można modyfikować uzyskując na przykład żywice epoksydowe z dodatkiem srebra o dobrym przewodnictwie elektrycznym, podczas gdy zazwyczaj tworzywa epoksydowe są dobrymi izolatorami elektrycznymi. Można również otrzymać materiały będące izolatorami elektrycznymi przy jednoczesnej przewodności termicznej.
 

Zastosowania
 

Żywice epoksydowe mają szerokie zastosowania:

  • Farby i lakiery
  • Kleje
  • Materiały kompozytowe wzmocnione włóknem węglowym lub szklanym
  • Kompozyty i elementy przemysłowe
  • E&E
  • Zastosowania użytkowe
  • Transport wodny
  • Lotnictwo i astronautyka
  • Przemysł spożywczy
  • Sztuka
     

Więcej informacji: https://epoxy-europe.eu/en/homepage

Polistyren ekspandowany
 

EPS, czyli polistyren ekspandowany (spieniony) to jedno z najczęściej stosowanych tworzyw ze względu na wszechstronność, doskonałe właściwości izolacyjne i korzystną cenę. Dzięki takim właściwościom EPS znajduje liczne zastosowania.

 

Właściwości
 

EPS to lekkie i łatwo formowalne tworzywo termoplastyczne o dobrej wytrzymałości i odporności, zapewniające doskonałą izolację termiczną i amortyzację wstrząsów.
 

Zastosowania
 

EPS ma liczne zastosowania:

  • Izolacja termiczna budynków
  • Budowa dróg
  • Izolacja dźwiękochłonna
  • Opakowania
  • Opakowania żywności utrzymujące temperaturę i zabezpieczające żywność przed zepsuciem
  • Opakowania artykułów i towarów wrażliwych
  • Kaski ochronne
  • Deski do windsurfingu.


Więcej informacji: http://www.eps.co.uk

Fluoropolimery
 

Polimery fluorowe są rodziną tworzyw o wyjątkowych właściwościach. Najbardziej znanym przedstawicielem tej grupy jest politetrafluoroetylen (PTFE). Ze względu odporność na większość substancji chemicznych oraz na wyjątkowe właściwości poślizgowe polimer ten jest jednym z najbardziej wszechstronnych i cennych materiałów. Wykorzystuje się go w astronautyce, elektronice, architekturze i procesach przemysłowych. Jednak PTEF jest przede znany jako tworzywo używane do pokrywania patelni i garnków, oraz zabezpieczające tkaniny przez plamami

Odkrycie pierwszego tworzywa -  PTFE zapoczątkowało rozwój ogromnej rodziny polimerów fluorowych. Wykorzystanie monomerów całkowicie fluorowanych, w których wszystkie atomy wodoru są podstawione atomami fluoru oraz częściowo fluorowanych, pozwoliło na opracowanie szeregu nowych tworzyw o równych właściwościach i temperaturze przetwórstwa.

 

Właściwości
 

Polimery fluorowe charakteryzują się cennymi właściwościami: wyjątkowo dużą wytrzymałością, trwałością oraz niezwykle wysoką odpornością chemiczną, termiczną i ogniową, odpornością na warunki atmosferyczne, właściwościami barierowymi oraz właściwościami poślizgowymi.

 

Zastosowania
 

Polimery fluorowe są bardzo wszechstronne, stosuje się je m.in. do produkcji:

  • wysokowytrzymałych łożysk i uszczelek w samochodach i samolotach, poprawiających ich osiągi i bezpieczeństwo
  • materiałów ognioodpornych
  • powłok licznych artykułów kuchennych, np. garnków, patelni, łopatek itp. (polimery fluorowe są niezastąpione ze względu na dużą stabilność termiczną oraz dzięki temu, że zapobiegają przywieraniu potraw)
  • powłok rur i zbiorników chemicznych
  • powłok opakowań baterii litowo-jonowych
  • powłok przewodów w przemyśle telekomunikacyjnym i komputerowym
  • elementów implantów i cewników stosowanych w biomedycynie


Więcej informacji https://en.wikipedia.org/wiki/Fluoropolymer

Poliolefiny
 

Poliolefiny to rodzina tworzyw termoplastycznych obejmująca polietylen i polipropylen. Monomery do produkcji poliolefin wytwarzane są z ropy naftowej lub gazu ziemnego. Ze względu na ich wszechstronność, poliolefiny należą obecnie do najbardziej popularnych tworzyw sztucznych. 
 

Właściwości
 

Cztery rodzaje poliolefin obejmują:

  • polietylen małej gęstości LDPE (Low Density Polyethylen). Gęstość LDPD waha się od 0,910 do 0,940 g/cm3. W temperaturze pokojowej jest niereaktywny, z wyjątkiem silnych czynników utleniających i niektórych rozpuszczalników powodujących pęcznienie. Odporny na temperatury do 80°C, a krótkotrwale nawet 95°C. Może być przezroczysty lub matowy, sztywny lub elastyczny.
  • polietylen liniowy małej gęstości LLDPE (Linear Low Density Polyethylen): LLDPE to polimer liniowy, z krótkimi równej długości rozgałęzieniami (bocznymi łańcuchami), powstający najczęściej w wyniku kopolimeryzacji etylenu z alkenami o dłuższych łańcuchach. LLDP ma większą wytrzymałość na rozciąganie i odporność na przebicie w porównaniu z LDPE. Ma dobrą odporność chemiczną i właściwości elektryczne. Jest bardzo elastyczny i rozciągliwy, można go otrzymać w postaci cienkich folii. LLDPE jest trudniejszy w przetwórstwie od LDPE
  • polietylen dużej gęstości HDPE (High Density Polyethylen): HDPE charakteryzuje się dużym stosunkiem wytrzymałości do gęstości. Gęstość HDPE waha się w granicach 0,93-0,97 g/cm3. Chociaż gęstość HDPE jest minimalnie większa od LDPE, polimer ten ma budowę liniową z bardzo nielicznymi rozgałęzieniami. Taka struktura zwiększa oddziaływania międzycząsteczkowe, dzięki czemu HDPE ten jest bardziej wytrzymały na rozciąganie. Jest również twardszy w porównaniu z PE-LD, mniej przezroczysty i bardziej odporny na temperaturę (krótkotrwale do 120°C)
  • polipropylen (PP): Gęstość polipropylenu waha się w granicach 0,895-0,92 g/cm3, jest więc najniższa wśród poliolefin. W porównaniu z polietylenem tworzywo to ma lepsze właściwości mechaniczne i odporność termiczną, natomiast gorszą odporność chemiczną. PP może być twardy lub elastyczny, zwłaszcza kopolimery z etylenem. Ze względu na swoje właściwości polipropylen znalazł zastosowanie jako materiał konstrukcyjny, konkurując z tworzywami takimi jak ABS

 

Zastosowania
 

Ze względu na ich wszechstronność, poliolefiny należą obecnie do najbardziej popularnych tworzyw sztucznych. Przykłady najczęstszych zastosowań:

  • LDPE: folie spożywcze, torby z uchwytami, folie rolnicze, powłoki kartonowych pojemników na mleko, powłoki przewodów, wysokowydajne opakowania przemysłowe;
  • LLDPE: folie rozciągliwe, folie do opakowań przemysłowych, pojemniki cienkościenne i wysokowydajne worki średniej i małej wielkości;
  • HDPE: skrzynki i pojemniki, butelki (na produkty spożywcze, środki czystości i kosmetyki), pojemniki na żywność, zabawki, kanistry na benzynę, opakowania i folie przemysłowe, rury i artykuły gospodarstwa domowego;
  • PP: opakowania na środki spożywcze, w tym pojemniki na jogurty i margarynę, opakowania na słodycze i przekąski, pojemniki używane do podgrzewania w kuchenkach mikrofalowych, włókna dywanowe, meble ogrodowe, opakowania i urządzenia medyczne, torby, urządzenia kuchenne i rury. 
     

Więcej informacji: https://en.wikipedia.org/wiki/Polyolefin

Polystyren
 

Polistyreny to polimery aromatyczne otrzymywane ze styrenu, monomeru ciekłego. PS to polimer termoplastyczny, który staje się miękki po ogrzaniu i może być przetworzony na półprodukty, np. płyty i folie, jak również na wiele różnych produktów gotowych.
 

Właściwości
 

Polistyren może być sztywny lub spieniony. Jest tani, charakteryzuje się niską temperaturą mięknięcia. Ma słabe właściwości barierowe w stosunku do tlenu i pary wodnej. Jest przezroczysty i może być barwiony na różne kolory.
 

Zastosowania

Polistyren jest wszechstronnie wykorzystywany w takich zastosowaniach jak:

  • Opakowania
  • Opakowania “na wynos”
  • Sprzęt domowy
  • Elektronika użytkowa
  • Budownictwo: izolacje, panele, oświetlenie, element hydrauliczne
  • Artykuły medyczne: akcesoria do hodowli tkankowej, probówki, szalki Petriego, elementy do testów diagnostycznych
     

Więcej informacji: https://en.wikipedia.org/wiki/Polystyrene

Poliuretany
 

Poliuretany (PU) to duża rodzina odpornych, trwałych i wszechstronnych tworzyw. Dostępne są różne rodzaje poliuretanów, znacznie różniących się od siebie, które znajdują zastosowania w wielu dziedzinach. Większość ludzi nie zdaje sobie nawet sprawy, że na co dzień ma do czynienia z poliuretanami, gdyż często tworzywa te są „ukryte” w wyrobach, jednak trudno byłoby sobie wyobrazić życie bez tych materiałów.
 

Właściwości
 

Poliuretany nie tylko są dostępnymi i bezpiecznymi materiałami, mają również wkład w zrównoważony rozwój. Tworzywa te mają wkład w ochronę zasobów naturalnych poprzez zmniejszenie zapotrzebowania na energię. Poliuretany czynią nasze życie wygodniejszym, dzięki zastosowaniom w piankach meblarskich i tapicerskich, poprzez izolacje budynków. W samochodach ich właściwości zapewniają ochronę kierowców i pasażerów podczas wypadów. Dzięki możliwości dostosowania właściwości do potrzeb, łatwej dostępności i recyklowalności, poliuretany stają się materiałem wyboru dla wielu producentów.
 

Zastosowania
 

Przykłady zastosowań poliuretanów:

  • Izolacje budowlane
  • Lodówki i zamrażarki
  • Meble i tapicerka
  • Obuwie
  • Transport
  • Powłoki i kleje
     

Więcej informacji: www.polyurethanes.org

Polichlorek winylu
 

PVC (polichlorek winylu) jest jednym z najstarszych tworzyw sztucznych, jednocześnie jednym z najczęściej stosowanych. Podstawowymi surowcami do jego produkcji są chlorek sodu – czyli zwykła sól (57%) i ropa naftowa lub gaz ziemny (43%). Jest trzecim pod względem produkcji polimerem, po polietylenie i polipropylenie. PVC występuje w dwóch postaciach- jako sztywny i elastyczny.

 

Właściwości
 

PVC charakteryzuje się wieloma cennymi właściwościami. Jest trwały, lekki, wytrzymały, ognioodporny, ma doskonałe właściwości izolacyjne i dobrą odporność chemiczną. Dzięki różnym dodatkom można modyfikować takie właściwości jak wytrzymałość, sztywność, barwa i przezroczystość. Zalety te sprawiają, że PVC jest bardzo popularnym tworzywem o dużych walorach użytkowych.

 

Zastosowania
 

PVC ma szeroką gamę zastosowań:

  • Produkty budowlane, między innymi ramy okienne, okładziny ścienne i podłogowe, folie dachowe, okładziny tuneli, basenów i zbiorników na wodę;
  • Rury, w tym rury oraz inne elementy instalacji wodnych i ściekowych, a także tunele kablowe w instalacjach elektrycznych i telekomunikacyjnych;
  • Pokrycia, między innymi plandeki okryciowe, odzież przeciwdeszczowa, powłoki blach falistych;
  • Izolacja oraz powłoki ochronne w sieciach niskiego napięcia, instalacjach telekomunikacyjnych, urządzeniach i samochodach;
  • Opakowania środków czystości, farmaceutyków, żywności, w tym słodyczy, wody i soków owocowych oraz naklejki, tacki;
  • W produkcji samochodów, między innymi powłoki przewodów, podłogi i pokrycia wewnętrzne;
  • Produkty medyczne, między innymi pojemniki na krew, rurki do transfuzji i rękawiczki jednorazowe;
  • Artykuły związane z wypoczynkiem, np. węże ogrodowe, obuwie, baseny nadmuchiwane, namioty.
     

Więcej informacji: http://www.pvc.org/en

Termoplasty
 

Termoplasty to polimery, które mogą być wielokrotnie formowane i przetwarzane. Pod wpływem ciepła miękną i mogą być formowane, a po schłodzeniu do temperatury użytkowej uzyskujemy gotowe wyroby. W niskiej temperaturze tworzywa termoplastyczne przechodzą w stan szklisty i stają się kruche. Tworzywa termoplastyczne po podgrzaniu, ponownie miękną i przechodzą w stan płynny. Proces ten – podgrzewania, formowania, chłodzenia - można powtarzać wielokrotnie, dzięki czemu tworzyw termoplastyczne nadają się do recyklingu mechanicznego. Do najczęściej stosowanych tworzyw termoplastycznych można zaliczyć: polipropylen, polietylen, polichlorek winylu, polistyren, poli(tereftalan etylenu) i poliwęglan.
 

Właściwości
 

Tworzywa termoplastyczne zbudowane są z niezwiązanych ze sobą łańcuchów polimerowych. W podwyższonej temperaturze termoplasty zaczynają mieć własności lepkiego płynu i można je formować różnymi metodami przetwórstwa tworzyw. Po schłodzeniu wyroby zachowują nadany im kształt. Proces ten można powtarzać wielokrotnie, dzięki czemu termoplasty nadają się do wielokrotnego przetworzenia i recyklingu mechanicznego.
 

Zastosowania
 

Tworzywa termoplastyczne są znane od wielu lat i stały się ważnym elementem codziennego życia. Przykłady zastosowań tworzyw termoplastycznych:

  • Akrylonitryl-butadien-styren (ABS) służy do produkcji:
    • Sprzętu sportowego
    • Zabawek (np. klocków LEGO®)
    • Części samichodowych
  • Poliwęglan służy do produkcji:
    • Płyt CD i DVD
    • Butelek do picia
    • Pojemników na żywność
    • Szkieł okularowych
  • Polietylen to najbardziej powszechnie stosowane tworzywo termoplastyczne:
    • Butelki na szmpony o płyny do kąpieli
    • Torebki jednorazowe
    • Kamizelki kuloodporne
       

Więcej informacji: https://simple.wikipedia.org/wiki/Thermoplastic

Tworzywa termoutwardzalne
 

Podczas formowania tworzyw termoutwardzalnych (duroplastów) tworzy się sztywna przestrzenna sieć. Po uformowaniu pozostają twarde – nie miękną pod wpływem ogrzewania i nie można ich ponownie przetworzyć. Najbardziej znanym  tworzywem termoutwardzalnym jest bakelit.

 

Właściwości
 

Tworzywa termoutwardzalne po usieciowaniu zachowują właściwości – są wytrzymałe i zachowują kształt również w podwyższonej temperaturze. Dzięki temu nadają się do różnych zastosowań, w których potrzebna jest duża wytrzymałość. Każde tworzywo termoutwardzalne ma specyficzne właściwości, np. polimery epoksydowe są elastyczne i bardzo odporne chemicznie. Polimery fenolowe są łatwe w przetwórstwie, wytrzymałe i twarde.
 

Zastosowania
 

Przykłady zastosowania tworzyw termoutwardzalnych:

  • Mikroczipy w elektronice
  • Kompozyty wzmacniane włóknami
  • Powłoki i lakieryPolymeric coatings
  • Szkła okularowe
  • Wypełnienia dentystyczne
     

Więcej informacji: https://en.wikipedia.org/wiki/Thermosetting_polymer

Skontaktuj się z nami

Skontaktuj się z nami jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat korzyści wynikających ze stosowania tworzyw sztucznych oraz działalności PlasticsEurope.