MATERIAŁY INŻYNIERSKIE

EKSPANDOWANY PTFE (ePTFE)

Materiał zwany ePTFE to ekspandowany politetrafluoroetylen, czyli syntetyczny fluoropolimer o strukturze meru. Standardowy PTFE wykonuje się poprzez emulsyjną polimeryzację tetrafluoroetylenu. Proces ten prowadzi do do otrzymania cząstek liniowych o masach molowych rzędu 1 mln g/mol. Efektem jest emulsja polimeru w wodzie, eterze naftowym lub benzynie, którą następnie można zagęścić lub przerobić na granulat. Proces ekspandowania PTFE polega na wytłoczeniu czystego proszku PTFE bez konieczności stosowania rozpuszczalnych wypełniaczy, środków spieniających i dodatków chemicznych. ePTFE jest chemicznie identyczny z PTFE ale dzięki procesowi ekspandowania struktura materiału otrzymuje miliony drobnych porów. Efektem tego są nowe właściwości chemiczne i znaczące oszczędności materiałowe. Ekspandowany PTFE jest całkowicie obojętny chemicznie, posiada wysoką odporność termiczną, niski współczynnik tarcia oraz praktycznie nielimitowaną odporność chemiczną.

Ekspandowany PTFE służy do produkcji lekkich, wodoodpornych i oddychających tkanin, mikroporowatej membrany, rurek i implantów medycznych, nośników mikrofal, uszczelnień przemysłowych oraz tkanin i przewodów o wysokiej wytrzymałości.

MIKA

Mika to glinkokrzemian o strukturze płytkowej. Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa „mica”, co znaczy ziarno lub słowa „micare”, które z łaciny oznacza błyszczeć. Rzadziej miki nazywa się łyszczykami. Miki tworzą skupiska zbite, ziarniste, blaszkowate i występują w wielu skałach, głównie osadowych i metamorficznych. Ich największe złoża znajdują się w Indiach, Rosji i Kanadzie. W Polsce spotyka się je w pegmatytach na Dolnym Śląsku.

Mika stanowi doskonałą izolację i posiada właściwości elastyczne w wysokich temperaturach. W grupie mik znajduje się wiele minerałów o warstwowej strukturze, jednak w technice znaczenie mają tylko dwa: muskowit i flogopit. Wykorzystuje się je w uszczelnieniach oraz do izolacji, gdzie wymagane jest połączenie stabilności cieplnej, odporności chemicznej
i dobrych właściwości mechanicznych. Ponadto miki wykorzystuje się do produkcji gumy, papieru przemysłowego, tworzyw sztucznych, wyrobu okienek w licznikach Geigera, wypełniacz do środków ochrony roślin oraz jako składnik kosmetyków.

ELASTOMER SILIKONOWY

Silikon to syntetyczny polimer krzemoorganiczny. Posiada strukturę siloksanów, gdzie atomy krzemu podstawione są grupami alkilowymi lub arylowymi. Warunki produkcji sprawiają, że silikony otrzymuje się w postaci olejów, żywic oraz elastomerów. Te ostatnie cechuje zdolność odwracanej deformacji z zachowaniem ciągłości struktury pod wpływem działania mechanicznych sił. Elastomer silikonowy posiada właściwości silikonu, czyli niepalność, odporność termiczną i chemiczną oraz dobre właściwości elektroizolacyjne i smarne, a jednocześnie właściwości grupy elastomerów, które posiadają zdolność zmiany w szerokim zakresie swoich wymiarów w momencie naprężenia w momencie rozciągania lub ściskania, których następstwem jest powrót do poprzednich wymiarów.

Elastomery silikonowe w formie arkuszy i węży wykorzystuje się w przemyśle jako materiały uszczelniające, pokrycia ochronne oraz izolacje elektryczne.

WŁÓKNA WĘGLOWE

Włókna węglowe, zwane także włóknem karbonizowanym powstają w wyniku kontrolowanej pirolizy poliakrylonitrylu i innych polimerów organicznych. Składają się prawie wyłącznie z rozciągniętych struktur węglowych podobnych chemicznie do grafitu. Dzielą się na właściwe włókna węglowe (zawierające 80 - 98% węgla) oraz włókna grafitowe (ok 99% węgla). Włókna węglowe charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną, są nietopliwe i odporne chemicznie. Włókna mają w zależności od parametrów karbonizacji wysoką wytrzymałość dochodzącą nawet do 7 GPa i moduł sprężystości powyżej 400GPa. Właściwości wytrzymałościowe włókien zależą jednak od ich średnicy, im średnica mniejsza tym wytrzymałość wyższa. Standardowe włókna węglowe dostępne na rynku charakteryzują się średnicą poniżej 9 μm (najczęściej to średnica 7 - 9 μm).

Włókno węglowe stosowane jest w przemyśle jako zbrojenie laminatów opartych na żywicach epoksydowych wysokiej jakości, spotykanych szczególnie tam gdzie wymagane jest stosowanie materiałów ekstremalnie lekkich i wyjątkowo wytrzymałych. Przemysł energetyczny wykorzystuje laminaty do produkcji łopat elektrowni wiatrowych, w przemyśle lotniczym znajdują zastosowanie do wytwarzania śmigieł i komponentów wzmacniających strukturę kadłuba i skrzydeł, w produkcji jachtów do elementów szczególnie narażonych na duże obciążenia a nawet jako wzmocnienie żagli.