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

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.
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: pvc.org

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.