Przykłady tworzyw termoplastycznych

Akryl

Akrylowy polimer o nazwie metakrylan metylu (PMMA), znany również pod nazwami handlowymi, takimi jak Lucite, Perspex czy pleksiglas. Służy jako stabilny substytut szkła między innymi do osłon kasku, akwariów, okien samochodowych, luków łodzi podwodnych czy soczewek świateł zewnętrznych samochodów. Jest szeroko używany do znaków logowych. W medycynie stosuje się go w cemencie kostnym i implantów soczewek oka. Cząsteczki PMMA zawieszone są w wodzie.

ABS
Akrylonitryn-butadien-styren (ABS) jest terpolimerem, syntetyzuje się ze styrenu i akrylonitu w obecności polibutadienu. ABS jest materiałem lekki, który wykazuje dużą odporność na uderzenia i wytrzymałość mechaniczną. Jest stosowany w wielu produktach konsumenckich, takich jak zabawki, telefony i inne urządzenia.

Nylon
Nylon należy do klasy polimerów, zwanych poliamidami. Służył jako substytut jedwabiu w produktach takich jak spadochrony, kamizelki kuloodporne i pończochy dla kobiet. Włókna nylonowe są przydatne w podejmowaniu tkaniny, liny, dywany i ciągi muzyczne, natomiast w postaci masowej, nylon jest stosowany do części mechanicznych, do wkrętów do metalu, kół zębatych czy korpusów narzędzi. Ponadto, nylon jest używany do wytwarzania materiałów kompozytowych odpornych na ciepło.

Polibenzimidazolowe
Polibenzimidazolowe (PBI, skrót poli- [2,2 '- (m-fenylenowe) -5,5'-bisbenzimidazole]) jest włóknem syntetycznym o bardzo wysokiej temperaturze topnienia. Ma wyjątkową stabilność termiczną i chemiczną oraz nie jest łatwopalny. Tworzywo zostało po raz pierwszy odkryte przez amerykańskiego chemika Carla Shipp Marvela, podczas próby stworzenia nowych materiałów, które miałyby charakteryzować się wyjątkową trwałością, sztywnością i wytrzymałością w podwyższonej temperaturze. Ze względu na wysoką stabilność polibenzimidazol jest używany do produkcji wysokiej jakości odzieży ochronnej, takich jak na przykład kombinezon strażacki, skafandry kosmiczne, rękawice wysokotemperaturowe czy tkaniny i rękawice dla spawaczy. W ostatnich latach tworzywo to znalazło zastosowanie jako membrany w ogniwach paliwowych.

Polietylen
Polietylen (PE) to rodzina podobnych materiałów sklasyfikowanych według ich gęstości i struktury molekularnej. Na przykład:
- Polietylen o ultra wysokiej masie cząsteczkowej (PE-UHWM) jest twardy i odporny na działanie środków chemicznych. Jest wykorzystywane do produkcji części ruchomych maszyn, takich jak łożyska, przekładnie sztuczne stawy czy nawet kamizelki kuloodporne.
- Polietylen o wysokiej gęstości (HDPE). Jest świetnym materiałem do recyklingu tworzyw sztucznych. Jest powszechnie używany jako dzbanki do mleka, płynów do prania, butelek do detergentów, przenośnych pojemników benzyny, rur drenażowych, wody i toreb.
- Polietylen o średniej gęstości (MDPE) jest używany do produkcji worków pakowych o folii. rur gazowych i armatury.
- Polietylen o niskiej gęstości (LDPE) jest miękki i używany do produkcji butelek czy folii do żywności.

Polipropylen
Jest używany do produkcji pojemników wielokrotnego użytku. Mogą być myte w zmywarce. Używane są również jako podszewki do pieluch, kształtek z tworzyw sztucznych, baterii samochodowych czy izolacji kabli. Stosuje się również jako obudowę do pojemników na ciecz i gaz. W medycynie stosowany jest w leczeniu przepukliny oraz do budowy sprzętu medycznego i jednocześnie ognioodpornego.
Arkusze z polipropylenu doskonale sprawdzają się jako foldery papierniczych oraz opakowań czy przejrzystych skrzynek magazynowych. Tworzywo to jest narażone na działanie promieni ultrafioletowych i po prostu niszczeje na słońcu. Ma kiepską wytrzymałość mechaniczną. Jest również nieco przepuszczalny dla gazów i cieczy wysoko lotnych.

Polistyren
Polistyren wytwarzany jest w różnych postaciach, które mają różne zastosowania. Polistyren ekstrudowany (PS) jest używany do produkcji sztućców jednorazowego użytki, plastikowych modeli samochodów czy łodzi. Stanowi również obudowę detektorów dymu. Styropian (EPS) jest wykorzystywany w tworzeniu izolacji i materiałów opakowaniowych, takich jak popularne "orzeszki". Polistyren ekstrudowany (XPS), znany jako styropian używany jest również do budowy modeli architektonicznych i kubków do picia ciepłych napojów. Kopolimery polistyrenu są stosowane do wytwarzania zabawek i osłonek produktu.

Polichlorek winylu
Polichlorek winylu (PCV) jest twardym, lekkim materiałem, odpornym na kwasy i zasady. Wiele z nich jest używanych w przemyśle budowlanym. Między innymi do tworzenia sidingu budowlanego, rur spustowych, rynien czy blach dachowych. Jest również przekształcany do postaci elastycznych z dodatkiem plastyfikatorów, co czyni go użytecznym do elementów takich jak przewody, węże, płaszczy i tapicerek. Elastyczny PCV jest również stosowany do nadmuchiwania produktów takich jak łóżka wodne i zabawki basenowe.

Teflon
Teflon to produkt firmy DuPont, należy do grupy termoplastycznych, znany jest fluoropolimer. Stosowany jest jako powłoka non-stick naczyń. Jest chemicznie obojętny, stosowany do wytwarzania zbiorników i rur, które wchodzą w kontakt ze związkami reaktywnymi. Stosowany jest również jako środek smarujący w celu zmniejszenia tarcia i zużycia między częściami przesuwnymi, na przykład kół zębatych, łożysk czy tulei.

Tworzywa termoplastyczne

Termoplasty to tworzywa sztuczne, polimery, które stają się giętkie lub są formowane po osiągnięciu określonej temperatury oraz zestala się po ochłodzeniu. Większość tworzyw termoplastycznych charakteryzuje się wysokim ciężarem cząsteczkowym. Łańcuchy cząsteczkowe powiązane są za pomocą sił międzycząsteczkowych, które słabną bardzo gwałtownie wraz ze wzrostem temperatury. Prowadzi to do uzyskania lepkiej cieczy. Zatem materiały termoplastyczne są przekształcane w procesie ogrzewania oraz są zwykle stosowane do produkcji elementów metodą formowania wtryskowego. Termoplasty różnią się od polimerów termoutwardzalnych, które tworzą nieodwracalne wiązania chemiczne podczas procesu utwardzania. Tworzywa termoutwardzalne nie topią się tylko ulegają rozkładowi. Nie formują się po ochłodzeniu.

Powyżej temperatury zeszklenia Tg, a poniżej punktu topnienia Tm, właściwości fizyczne termoplastów właściwości termoplastów mogą zmienić się gwałtownie poprzez zmianę konkretnej fazy. W tym zakresie temperatur następuję zbliżenie przypadkowych zwojów cząsteczek, co prowadzi do zmiany właściwości fizycznych. Tworzywo robi się "gumowate". Jest to skutkiem występujących przemiennie sztywnych, krystalicznych i bezpostaciowych obszarów elastycznych.

Niektóre termoplasty nie krystalizują się w pełni poniżej temperatury zeszklenia, zachowują wszystkie lub niektóre z ich właściwości amorficznych. Amorficzne i częściowo amorficzne tworzywa są stosowane gdy konieczna jest wysoka przejrzystość optyczna. Ponieważ światło jest rozpraszane przez krystality na poszczególne długości fali. Bezpostaciowa i pół bezpostaciowe tworzywa są mniej odporne na czynniki chemiczne i środowiskowe, takie jak na przykład pękanie czy naprężenie, gdyż nie mają struktury krystalicznej.

Łamliwość można zmniejszyć przez dodanie plastyfikatorów, co zwiększa mobilność amorficzną segmentów łańcucha skutecznie obniża. Modyfikację polimeru przez kopolimeryzację lub przed dodanie niereaktywnych łańcuchów bocznych do monomerów przed polimeryzacją może również obniżyć Tg. Techniki te stosuje się od dawna, ponieważ elementy używane w przemyśle motoryzacyjnym pękały na skutek niskich temperatur.