MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
1
4. MATERIALE PLASTICE
(MATERIALE POLIMERICE)
Definirea noţiunii de material plastic.
Proprietăţi.
Avantajele şi dezavantajele utilizării
materialelor plastice.
Tipuri de materiale plastice.
Clasificarea materialelor plastice.
Materiale auxiliare utilizate la
obţinerea materialelor plastice.
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
2
Definirea noțiunii de
material plastic
Materiale plastice sunt materialele obţinute pe bază de
polimeri, în general sintetici, a căror prelucrare sub formă
de produse finite se face la temperaturi la care aceste
materiale devin plastice. Aceste materiale sunt:
produse sintetice macromoleculare, utilizate în
industrie datorită plasticităţii ridicate şi
proprietăţilor favorabile pe care le au piesele
prelucrate;
relativ dure şi puţin elastice la presiune şi
temperatură normale.
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
3
Proprietăţile generale ale
materialelor plastice
Proprietăţile fizice ale materialelor plastice
Masa volumică (densitatea)
Temperatura de topire
Căldura specifică
Conductibilitatea termică
Coeficientul de dilatare liniară
Conductibilitatea electrică.
Porozitatea (P) este raportul dintre volumul porilor (Vp)
şi volumul total al corpului (Vt). Se exprimă cu ajutorul relaţiei:
100V
V
t
pP [%] (4.1)
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
4
Permeabilitatea faţă de aer (Pa), reprezintă volumul de
aer (Va) care străbate, în timpul t, o suprafaţă de material S cu
grosimea h, datorită diferenţei dintre presiunile p1 şi p2 ale
aerului pe cele două feţe ale materialului:
t
hPa
21
a
ppS
V [m
4/N∙s] (4.2)
Permeabilitatea la umiditate (Pu) este proprietatea unui
material de a se opune trecerii vaporilor de apă prin el şi se
determină cu ajutorul relaţiei:
t
hPu
21 ppS
m [kg∙m/N∙s] (4.3)
unde m este masa vaporilor de apă [kg];
h - grosimea materialului [m];
S - suprafaţa materialului [m2];
p1, p2 - presiunile pe cele două feţe ale materialului
[N/m2];
t -timpul străbaterii materialului [s].
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
5
Proprietăţile chimice ale
materialelor plastice
Rezistenţa la coroziune
Rezistenţa la solvenţi
Proprietăţile mecanice ale
materialelor plastice
Rezistenţa de rupere la tracţiune (Rm), reprezintă
raportul dintre sarcina maximă (Fmax) pe care o poate suporta un
material supus la tracţiune şi aria iniţială a secţiunii sale
transversale (A0). Se exprimă cu ajutorul relaţiei:
0
max
A
FmR [daN/mm
2] (4.4)
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
6
Rezistenţa la compresiune (σc) reprezintă raportul dintre
forţa F care produce strivirea epruvetei şi aria secţiunii drepte
minime iniţiale a epruvetei S0. Se exprimă cu ajutorul relaţiei:
0
cS
F [daN/cm
2] (4.5)
Rezistenţa la încovoiere (σi) reprezintă valoarea
convenţională a tensiunii normale la care se produce ruperea
epruvetei solicitate la încovoiere. Tensiunea de încovoiere se
exprimă cu ajutorul relaţiei:
2i
hb2
LF3
[daN/cm
2] (4.6)
unde: F reprezintă sarcina aplicată [N];
L - distanţa dintre reazeme [cm];
b – lăţimea epruvetei [cm];
h – grosimea epruvetei [cm].
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
7
Rezistenţa la forfecare (σf) reprezintă raportul dintre
forţa necesară forfecării şi aria secţiunii epruvetei solicitate în
timpul încercării. Aceasta se exprimă cu ajutorul relaţiei:
S
Ff [daN/cm
2] (4.7)
unde: F este forţa de forfecare [N];
S - aria secţiunii supuse forfecării [cm2]; (rezultată din
circumferinţa poansonului (π·d) înmulţită cu grosimea
epruvetei (h)).
Rezistenţa la şoc (Rs) reprezintă raportul dintre energia
consumată pentru ruperea prin şoc a unei epruvete cu crestătură
şi aria secţiunii acesteia în zona de rupere. Cea mai cunoscută
metodă pentru determinarea rezistenţei la şoc este cu ciocanul-
pendul Charpy. Rezistenţa la şoc se exprimă cu ajutorul relaţiei:
hb
As
R [kJ/cm
2] (4.8)
în care: A este lucrul mecanic al loviturii [kJ];
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
8
b – lăţimea epruvetei [cm];
h – grosimea epruvetei [cm].
Duritatea
Plasticitatea
Proprietăţile tehnologice ale
materialelor plastice
Turnabilitatea;
Deformabilitatea;
Sudabilitatea;
Aşchiabilitatea.
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
9
Clasificarea materialelor
plastice
Materialele plastice se clasifică după următoarele criterii:
I. după modificările suferite prin prelucrarea lor
la cald, acestea pot fi:
materiale termoreactive (termorigide);
materiale termoplaste.
II. după modul de obţinere, materialele plastice pot
fi:
policondensate (se produc prin reacţii de
policondensare);
polimerizate (se produc prin reacţii de
polimerizare);
poliaditive (se produc prin reacţii de poliadiţie).
III. după natura lanţului macromolecular,
polimerii se împart în:
carbocatenari;
heterocatenari.
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
10
IV. după structură, polimerii pot fi:
liniari (filiformi);
ramificaţi;
tridimensionali.
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
11
Avantajele şi dezavantajele utilizării
materialelor plastice
Avantajele utilizării materialelor plastice sunt:
masă volumică redusă;
aceste materiale sunt bune izolatoare electrice şi
termice;
rezistenţă la acţiunea agenţilor chimici;
prelucrabilitate uşoară prin diverse procedee
tehnologice;
preţul scăzut, comparativ cu alte materiale.
Dezavantajele utilizării materialelor plastice sunt:
proprietăţile mecanice sunt relativ reduse;
nu sunt degradabile, ceea ce creează serioase
probleme de poluare;
nu-şi păstrează proprietăţile la temperaturi înalte;
au coeficienţi de dilatare relativ mari;
prin ardere degajă produse toxice.
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
12
Tipuri de materiale plastice
În Tabelul 4.1. sunt prezentate principalele tipuri de materiale plastice şi formulele
chimice ale acestora.
Tabelul 4.1. Tipuri de materiale plastice şi formulele chimice ale acestora
Denumirea materialului plastic Formula chimică
Polietilenă
Polioximetilenă (poliacetal)
Politetrafluoretilenă
Polietilenoxid
Poliacrilonitril
Policlorura de vinil
Polipropilena
Poli-1-butena
Polistiren
MATERIALE DE INSTALAŢII Dana - Adriana ILUŢIU - VARVARA
13
Materiale auxiliare utilizate la
obţinetrea materialelor plastice
Materialele auxiliare utilizate la obţinerea materialelor
plastice sunt:
plastifianţii;
stabilizatorii;
materialele de umplutură;
materiale de armare;
coloranţii;
lubrifianţii (agenţii de emulare);
substanţe antistatice;
agenţii de ignifugare agenţii fungistatici;
agenţii de expandare;
agenţii de odorizare.