Kategorie artykułów
 
Polimery I 0
Polimery (cz. I)

Filamenty, podobnie jak otaczająca nas wszystkich, występująca w mnogości form, materia, są związkami chemicznymi lub ich mieszaninami. Brzmi to niczym prawda objawiona, nieprawdaż, Drogi Czytelniku? I słusznie, gdyż nie jest to wiedza tajemna, przeznaczona tylko dla nielicznych. Filamenty, a precyzyjniej rzecz ujmując ich składniki bazowe, stanowią przykłady substancji, które reprezentują niezwykle różnorodną i fascynującą przestrzeń, jaką jest świat będący przedmiotem zainteresowań naukowej dziedziny zwanej chemią. Jak właściwie nazywa się materiały stanowiące fundamentalne surowce, z których uzyskuje się charakterystyczne włókna będące budulcem trójwymiarowych wydruków, dzięki możliwościom, jakie użytkownikom drukarek 3D daje technologia FDM? Zwą się one polimerami. Na łamach Kompendium Druku 3D gościły one często w sposób pośredni, stanowiąc poniekąd rolę jego bohaterów drugoplanowych. Nadeszła zatem pora, aby polimery wkroczyły na pierwszy plan. Za scenę, na której będą mogły rozbłysnąć światłem chemicznego świata, który one reprezentują, służyć będzie artykuł niniejszy. 

Czym są polimery?

Polimery stanowią związki chemiczne, których istotną cechą jest wielkocząsteczkowość. Podjednostkami, z których substancje te się składają, są tzw. makrocząsteczki. Przedrostek makro- wskazuje, iż w skład każdej takiej drobiny wchodzi multum atomów. Biorąc pod uwagę fakt, iż polimer sam w sobie stanowi związek wielkocząsteczkowy, który zbudowany jest z "cegiełek" do niewielkich nienależących, niesamowicie łatwo wywnioskować można, iż z atomowego punktu widzenia masz do czynienia, Drogi Czytelniku, z substancją wręcz gargantuiczną! Budowę makrodrobiny, czyli składowego elementu większego, chemicznego bytu będącego polimerem, przyrównać można do struktury łańcucha. Jego poszczególne ogniwa są względem siebie identyczne i zwą się merami. Zauważyć możesz, Drogi Czytelniku, iż nazwa substancji będących głównymi bohaterami artykułu niniejszego zbudowana jest m.in. ze słowa, którym określa się te właśnie komponenty składowe wspomnianej kilka zdań wcześniej, łańcuchowej struktury. Omawiana fraza złączona z przedrostkiem poli-, czyli wiele, niezwykle łatwo umożliwia ustalenie, czym polimer jest. Wiele merów, bo tak nazwę tą można zinterpretować, stanowi bardzo wymowne sformułowanie. Nasunąć się jednak może pewne pytanie. A brzmi ono następująco:

Czy polimery otrzymuje się z merów?

Odpowiedź na to pytanie wydać Ci się może zaskakująca, Drogi Czytelniku. Dlaczego? Polimery otrzymywane nie są bowiem z merów! Z jakich cząsteczek się je zatem uzyskuje? Otrzymuje się je z drobin zwanych monomerami. Czym więc jest mer? Stanowi on fragment monomeru, który wchodzi w skład polimeru. Chemiczne substancje, które są głównym tematem niniejszego artykułu, stanowią rezultat zajścia reakcji zwanej polimeryzacją. Monomery to z kolei substraty uczestniczące w tymże procesie. Podczas reakcji polimeryzacji monomerowe drobiny ulegają odpowiednim przekształceniom (m.in. pewne, występujące wewnątrz nich wiązania rozrywają się). Tak zmodyfikowane cząstki łączą się ze sobą, dając początek strukturom większym i bardziej złożonym, czyli polimerom. Jak powszechnie wiadomo substancje te stanowią niesamowicie istotny, nieodłączny element technologicznego uniwersum, zwanego drukiem przestrzennym. Jednym z reprezentantów niezwykle wielkiego, różnorodnego świata polimerów jest polilaktyd. Stanowi on składnik bazowy filamentów PLA, czyli jednego z najbardziej popularnych materiałów, z których wytwarza się trójwymiarowe wydruki za pośrednictwem drukarek 3D, które swoje działanie opierają na technologii FDM. Polilaktyd jest polimerem powstającym wskutek zajścia reakcji polimeryzacji substancji bardzo powszechnie spotykanej w przyrodzie. Jaki to związek chemiczny? Jest nim kwas mlekowy. Podczas reakcji polimeryzacji stanowi on substrat, z którego uzyskuje się polimer - polilaktyd. W tym przypadku kwas mlekowy nazwać należy zatem także monomerem.

Polimer ≠ filament

Nagłówek niniejszego akapitu może potencjalnie wywołać konsternację. Niemniej stanowi on nośnik bardzo istotnej informacji. Filament jest tworzywem sztucznym, zaś określony polimer stanowi jego składnik bazowy. Warto zatem ponownie przyjrzeć się materiałom stosowanym w druku 3D, których nazwy zawierają frazę PLA. Istotnie, polilaktyd stanowi ich składnik dominujący. No właśnie, słowo dominujący wskazuje jednocześnie dwie cechy omawianych produktów. Po pierwsze - polilaktydowy polimer stanowi bazę filamentu. Po drugie - wspomniane wcześniej słowo nie wyklucza tego, iż w skład produktu nie wchodzą materiały inne. Te składniki dodatkowe pełnią funkcje różnorodne. Mogą być one substancjami barwiącymi produkt na określone kolory, czyli pigmentami. Mogą to być drobinki brokatu, dzięki którym wydruki wykonane z materiału uzyskują unikatowy walor wizualny. Surowce, którymi wzbogacono składnik bazowy, pełnić mogą jednak funkcje zupełnie inne, istotnie wpływając na właściwości fizykochemiczne filamentu jako całości. Dobry przykład produktu, którego skład wzbogacono składnikami, które wpływają na jego parametry, przede wszystkim cechy wytrzymałościowe, stanowi filament PP firmy Fiberlogy. Surowiec bazowy, czyli polipropylen, wymieszany został bowiem m.in. z talkiem oraz kredą, dzięki czemu uzyskano produkt o podwyższonej, mechanicznej odporności względem klasycznego, polipropylenowego polimeru.

Przykładowe wydruki wykonane z filamentów

Bazowymi składnikami tworzyw (w tym filamentów), z których wykonuje się wydruki trójwymiarowe, są polimery. Dzięki wymieszaniu tych substancji chemicznych z odpowiednimi dodatkami (w tym pigmentami) modyfikuje się nie tylko ich aspekty wizualne, lecz również m.in. ich parametry wytrzymałościowe.

Polimery stanowią bardzo istotny temat, ponieważ ich związek z drukiem przestrzennym jest niebywale silny. Wiedza powiązana z tworzywami sztucznymi odbywa niesamowicie istotną rolę, pomagając użytkownikowi drukarki 3D w pełniejszym, dogłębniejszym zrozumieniu szeroko pojmowanych właściwości, z których może on tworzyć wydruki trójwymiarowe. Niniejszy artykuł stanowi zaledwie niewielki wycinek informacji na temat polimerów. Zasoby wiedzy powiązanej z tymi chemicznymi tworami jest niczym studnia bez dna. Warto jednak jej tajemne arkana zgłębiać, co zostanie wkrótce uczynione w ramach informacyjnego zbioru, jaki stanowi Kompendium Druku 3D.

Komentarze do wpisu (0)

Informacja w stopce
Menu Szukaj Menu więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl