68
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI ZAGREB, Vukelićeva 4 TEHNOLOGIJA MATERIJALA I by SIMCo.

130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

  • Upload
    srdjkis

  • View
    201

  • Download
    3

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

SVEUČILIŠTE U ZAGREBUFAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI ZAGREB, Vukelićeva 4

TEHNOLOGIJA MATERIJALA I

by SIMCo.

Page 2: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 2

1. VODA

Čista voda je bezbojna prozračna tekućina bez boje i mirisa, a po kemijskom sastavu je prirodni spoj od dvaju atoma vodika i jednog atoma kisika.Vode u prirodi možemo podijeliti:

1 prema namjeni - vode za piće, industrijske i tehničke vode, mineralne vode 2 prema porijeklu - atmosferska ili meteorna (kišnica) voda - mekana voda jer ne sadrži

otopljene minerale, neukusna je za piće, na svom putu kroz atmosferu može se onečistiti česticama prašine i otapanjem plinova...

površinska voda - stajaća ili tekuća tj. u obliku snijega ili leda na polovima, ta je voda najviše izložena zagađenju uslijed ljudskih djelatnosti u industriji i agrikulturi, pa sa rijetko može koristiti za piće bez pročišćavanja.

podzemne vode - ovisno o trajanju njihova boravka u tlu i o sastavu tla mogu imati više ili manje otopljenih mineralnih soli ili plinova, pa se tako njihova kvaliteta razlikuje. U tu vrstu voda ubrajaju se i mineralne vode te termalne vode.

Ispitivanje vode

Ispitivanjem vode za piće utvrđuje se njena fizička, kemijska ili bakteriološka značajka. Fizičke značajke su: gustoća vode, boja vode, temperatura vode, specifična i latentna toplina i dr.a) Gustoća vode: kao mjera uzima se destilirana voda pri +4°C normalnog atmosferskog tlaka

i iznosi 100 N/dm3 (1000 kg/m3), pa se ta vrijednost upotrebljava i kao usporedna veličina gustoće za druge tvari.

b) Boja vode: uzrokovana je najčešće raspadanjem organskih tvaric) Temperatura vode: je pokazatelj njezina porijekla. Za piće je najbolja voda čija je

temperatura 7 i 12°C. Voda ključa pri temperaturi od 100°C pri čemu prelazi u plinovito stanje, dok se na temperaturi od 0°C smrzava prelazeći u kruto stanje. Tako se vode bez promjene svojih kemijskih svojstava može pojaviti u sva 3 agregatna stanja pri čemu se mijenja jedino gustoća.

d) Specifična toplina: je ona količina topline koja je potrebna da se jediničnoj masi tvari poveća temperatura za 1°C. Voda je tvar koja ima najveću specifičnu toplinu i iznosi 4180 J/kg°C.

e) Latentna toplina: je količina topline potrebna da se određenoj masi (1kg) tvari promijeni agregatno stanje, a da se pri tom ne poveća njezina temperatura.

U kemijska ispitivanja ubraja se ispitivanje tvrdoća voda, a u bakteriološka ispitivanja ubrajaju se razna određivanja živih mikroorganizama u 1 ml vode.

Tvrdoća vode

Voda koja u sebi sadrži ione kalija, magnezija i željeza naziva se “tvrda voda”. Tvrdoću mjerimo u stupnjevima tvrdoće a može biti:a) stalna postojana ili nekarbonatna tvrdoća - nju čine soli kalija i magnezija u obliku sulfata,

nitrata i silikata.b) privremena, prolazna ili karbonatna tvrdoća - nju čine bikarbonati kalcija i magnezija koje

možemo ukloniti kuhanjem, jer to su nestalni spojevi. Razlikujemo njemačke, engleske i francuske stupnjeve tvrdoće.

c) ukupna (zbroj prvih dviju) tvrdoća

by SIMCo. 2000

Page 3: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 3

Omekšavanje vode

Voda se može omekšati uklanjanjem kalijeva iona iz otopine. To se postiže dodavanjem sode. Za kemijsko omekšavanje vode dolaze u obzir dva osnovna postupka:

omekšavanje taloženjemomekšavanje izmjenom iona

Omekšavanje vode metodom taloženja odvija se:

termički - koristi se za smanjenje tvrdoće pomoću vruće pare ili goriva koje se grije na oko 100 °C pa dolazi do disocijacije bikarbonata. termokemijski - služi za smanjenje tvrdoće i to uz dodavanje raznih regenata. kemijski - najstariji način omekšavanja. Kao sredstvo za taloženje koristi se gašeno vapno ili kalcinirana soda, kaustična soda, natrij fosfat, a po potrebi druge supstancije.

Omekšavanje izmjenom iona

Obavlja se ionskim izmjenjivačima u kojima se nalazi izmjenjivač. To su najčešće kationski ili anionski izmjenjivači koji se mogu regenerirati.

Upotreba vode

Prvenstveno se koristi kao voda za piće svih živih bića, kao tehnološka, tvrda ili mekana voda, prema potrebi, postoje i otpadne vode.Voda za piće more ispunjavati sljedeće uvjete:

a) da je bistra i bez mirisab) da ne sadrži mnogo otopljenih mineralnih tvaric) da nema različitih patogenih mikroorganizamad) da je pitka

Takve uvjete ispunjavaju planinske vode i to na samom izvoru. Zato se more obavezno pročišćivati voda za piće a pročišćivanje može biti:

fizičko - filtracijomkemijsko - kloriranjem, ozonizacijom, pod utjecajem ultraljubičastih zraka

Otpadne vode

Otpadnim nazivamo one vode koje su sudjelovale u ljudskim potrebama i koje treba učinit neopasnima za ljude, životinje ili vegetaciju. S obzirom na njihovo porijeklo otpadne vode možemo podijeliti na:

gradske vode - odvode se sustavom kanala u rijeke jezera ili mora, koji u sebi sadrže kisik što razara organske nečistoće. Takvo pročišćavanje naziva se AUTOPURIFIKACIJOM. Osim te metode postoje još tri načina pročišćavanja vode: mehanički, kemijski i biološki. mehanički: taloženje vode kemijski: uporaba kemikalija biološki: irigacijski postupak i umjetni biološki postupak

by SIMCo. 2000

Page 4: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 4

2. TEHNIČKI PLINOVI

U tehničke plinove ubrajaju se zrak, dušik, inertni ili plemeniti plinovi, ugljen dioksid, acetilen, sumpor dioksid i još neki. Tehnički plinovi se razlikuju od prirodnih po načinu nastanka.

Zrak

Zrak je smjesa plinova: kisik, dušik i plemeniti plinovi nepromjenjive su komponente u zraku, a promjenjive su ugljik dioksid, vodena para, veće ili manje suspendirane čestice prašine, a može sadržavati i slučajna neočišćenja i razne mikroorganizme. Primjena zraka najčešće je pri povišenom tlaku, pa komprimirani zrak u tehnici ima važnu ulogu kao energetski fluid. Zrak služi i kao prenosioc topline, pri sušenju, ako zrak ohladimo ispod njegove kritične temperature možemo ga prevesti u tekuće stanje. Prelaženje plinova u tekuće stanje naziva se LIKVEFRAKCIJOM. Za zrak se najčešće primjenjuje Lindeov postupak koji se temelji na tome da se plin rastezanjem, ekspanzijom ohladi. Taj efekt se naziva Thomason-Jouleov efekt. Tekući zrak je azurnoplave boje a pri običnom tlaku i temperaturi energično vrije na -192,2°C. Za transport zraka kao i drugih plinova koriste se kompresori, a najčešće se primjenjuju: klipni, rotacijski, zavojni i turbokompresori. Mjerilo za određivanje kapaciteta kompresora jest potrošnja zraka na pojedinim mjestima ili mjestima oduzimanja.

Kisik

Kisik je plin koji čini 1/5 atmosfere, a otkrio ga je Lavoisier. To je plin bez boje, mirisa i okusa, nezapaljiv ali potpomaže gorenje, a primjenjuje se u raznim područjima tehnike, u medicini i kemijskoj industriji. Dobiva se frakcijskom destilacijom tekućeg zraka ili pri elektrolizi vode. Zajedno s gorivim plinom acetilenom stvara plamen visoke temperature pogodan za rezanje i zavarivanje metala. U raketnoj tehnici zajedno s vodikom i kerozinom sluzi kao gorivo za pogon raketa. Upotrebljava se u kemijskoj industriji za dobivanje kiselina i lužina te umjetnih gnojiva. Punjenje i čuvanje kao i transport kisika obavlja se u plinovitom stanju u čeličnim bocama od 40 l - 8,5 kg kisika pod tlakom od 150 bara. Boce se skladište izvan prostorija za boravak ljudi. Stanica za kisik-centrala za kisik sastoji se od dviju baterija boca. Veličina centrale za kisik ovisi o broju boca u bateriji.

Dušik

Dušik je kemijski element koji ulazi u sastav svih živih organizama i najrasprostranjeniji je plin na zemlji. Bez boje je, mirisa i okusa, ne gori i ne potpomaže gorenje. Otkrio ga je 1772 g Rederford. Najveći dio nalazi se u atmosferi u slobodnom obliku i to 78,09 % Dobiva se frakcijskom destilacijom iz zraka, a osnovna oblast primjene mu je u sintezi amonijaka. Osim toga primjenjuje se kao inertan plin za neke kemijske reakcije, za pretakanje zapaljivih tekućina, u prehrambenoj industriji za pakiranje te u industriji plastičnih masa. Dušik u tekućem stanju koristi se za brzo smrzavanje hrane te hlađenje u toku transporta. Plinoviti dušik čuva se u čeličnim bocama pod tlakom od 150-200 bara. Čuvaju se u skladištima koja su namijenjena za još neki tehnički plin.

* Plemeniti plinovi

U njih se ubrajaju helij, neon, argon, kripton, ksenon i radon. Nalaze se u atmosferi, gdje ima najviše argona, pa helija i neona. Kripton, ksenon i radon nisu inertni ali su rijetki jer stvaraju niz kemijskih reakcija. Helij i argon nisu rijetki, a služe za stvaranje zaštitne atmosfere. Najčešće se upotrebljavaju helij i argon, i to kao zaštitna atmosfera, za rezanje nerđajućeg čelika, u detektorima za otkrivanje pukotina, kao svjetlosni izvori. Neon i helij se koriste za flouresecentne cijevi a argon, kripton i ksenon u laserskoj tehnologiji. Plemeniti plinovi proizvode se u plinovitom stanju i nalaze se u čeličnim bocama pod tlakom od 15 MPa.

by SIMCo. 2000

Page 5: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 5

Ugljen dioksid

Ugljen dioksid je anhidrid ugljične kiseline, koji se primjenjuje u svakodnevnom životu u sva 3 agregatna stanja. U normalnim uvjetima to je bezbojan plin, bez mirisa, blagog kiselog okusa, nije zapaljiv inertan je i nije toksičan. Ugljen dioksid je normalan proizvod izgaranja organskih tvari, nalazi se i u prirodnim vodama, teži je od zraka oko 1,5 puta. Tekuću ugljen dioksid je bezbojna lakopokretljiva tekućina lakša od vode. Primjenjuje se u prehrambenoj industriji, kao sredstvo za gašenje požara lakozapaljivih tekućina, za kemijske instalacije i za elektroinstalacije. Čvrst ugljični dioksid upotrebljava se za hlađenje životnih namirnica u transportu. Ugljični dioksid dobiva se industrijski kao proizvod izgaranja pri proizvodnji vapna. Puni se u čelične boce pod tlakom od 70-100 bara i u izolirane spremnike za transport pod tlakom od 20 bara.

* Acetilen C2H2

To je plin bez boje, mirisa i lako je zapaljiv. Tehnički acetilen ima karakterističan miris koji potječe od fosfora, a sa zrakom čini eksplozivnu smjesu. Burno se spaja s klorom i drugim halogenim elementima, već uz utjecaj svjetlosti. Zbog visoke temperature koju ima plamen acetilena, ovaj plin je praktički nezamjenjiv pri rezanju metala i pri plinskom zavarivanju metala. Osnovni je način dobivanja acetilena djelovanjem vode na kajive karbid, pri čemu se od 1kg kalcijeva karbida dobiva 370 l acetilena (nove metode-krekiranje ugljikovodika, piroliza metana u smjesi s kisikom) Acetilen se upotrebljava u kemijskoj industriji kao sirovina za dobivanje vinilklorida, vinilacetata, vinilacetilena-koji služi za proizvodnju plastičnih masa i umjetnog kaučuka. Acetilen je plin bez boje a pri temperaturi od 0°C i tlaku od 21,5 bara prelazi u tekuće stanje, otapa se u tekućinama.

* Sumpor dioksid

To je bezbojan plin, nadražujućeg i prodornog mirisa, rastvara se u vodi, etanolu i eteru. On je anhidrid sumporne kiseline. Na temperaturi od -10°C prelazi u tekuće stanje, 2,2 puta je teži od zraka, štetan je za organizam. Nalazi se u vulkanskim plinovima i proizvodima izgaranja. Industrijski se dobiva prženjem sulfidnih ruda, nije zapaljiv. Upotrebljava se za dobivanje drugih spojeva sumpora, kao sredstvo za bijeljenje ulja, u industriji celuloze.

3. GORIVA

* Goriva su one tvari koje pri oksidaciji (sagorijevanju) oslobađaju određenu količinu topline što se može praktično koristiti u razne svrhe. Da bi se neka tvar mogla koristiti kao gorivo, mora ispunjavati određene uvjete: da se u prirodi nalazi u dovoljnim količinama, da je eksploatacija relativno laka i ekonomična, da u sebi ne sadrži nesagorive tvari, da se može lako transportirati i skladištiti, da nije skupa, pri oksidaciji ne razvija štetne plinove za život.

Vrste goriva

Prema agregatnom stanju: KRUTA TEKUĆA PLINOVITA

by SIMCo. 2000

Page 6: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 6

Prema nastanku: FOSILNA (biljna ili životinjska) MINERALNA UMJETNAPrema vrsti izvora energije: KEMIJSKA NUKLEARNA

Prema svojstvima goriva: SAMOZAPALJIVA NESAMOZAPALJIVA TERMOSTABLINA TERMONESTABILNA

Prema primjeni: za PEĆI I LOŽISTA BRODSKE MOTORE I LOKOMOTIVE KLIPNE MOTORE REAKTIVNE MOTORE RAKETNE MOTORE NUKLEARNE REAKTORE

Goriva namijenjena za letjelice u atmosferi i izvan nje dijele se na:

1. Goriva koja koriste zrak za sagorijevanje ZA ZRAČNO RAKETNE MOTORE ZA KLIPNE MOTORE

2. Goriva koja ne koriste zrak za sagorijevanjea) TEKUĆA RAKETNA GORIVA

jednokomponentna i dvokomponentna gorivab) KRUTA RAKETNA GORIVA

jednokomponentna (monogoriva) dvokomponentna (gorivo oksidator)

c) ELEKTRORAKETNA I NUKLEARNA GORIVA izvori električne energije nuklearna goriva termonuklearna goriva

* Svojstva goriva

U gorivima se nalaze gorive i negorive komponente. U gorive sastoje ubrajaju se ugljik, vodik i sumpor, a u negorive kisik, dušik, vlaga i mineralne tvari (pepeo).TOPLINSKA VRIJEDNOST goriva je ona količina topline koje se može dobiti ori potpunom sagorijevanju jedinice količine tog goriva. Razlikujemo:

a) gornju toplinsku vrijednost goriva - količina topline koja se oslobodi pri potpunom sagorijevanju 1 kg krutog ili tekućeg goriva odnosno 1 Nm3 plinovitog goriva, pri čemu se voda u proizvodima izgaranja, zajedno s njima ohladi na početnu temperaturu (Oznaka: Hg)

b) donju toplinsku vrijednost goriva - količina topline koja se oslobodi pri čemu voda ostaje u parnom stanju i zajedno s drugim proizvodima sagorijevanja odlazi u atmosferu (Oznaka Hd)

Donja toplinska vrijednost goriva manja je od gornje za količinu topline koja je potrebna da se vlaga iz goriva i voda nastala pri procesu sagorijevanja vodika pretvore u parno stanje. Toplinsku vrijednost velikog goriva možemo odrediti na više načina a najčešće se primjenjuju:

by SIMCo. 2000

Page 7: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 7

1. eksperimentalno određivanje topl. vrij. - izgaranjem uzorka goriva u posebnim uređajima.

2. izračunavanje topl. vrij. goriva iz podataka elementarne analize.

* Kruta goriva

Dijelimo na : prirodna (tvari koje nalazimo u prirodi)

vegetabilna goriva u koja se ubraja drvo fosilna goriva koja su nastala od vegetabilnih goriva procesom mineralizacije

umjetna (dobivena preradom od prirodnih)1. Prirodna kruta goriva

a) drvo tvrdo drvo: hrast, bukva, jasen, cer mekano drvo: bor, jela, topola, vrba

b) ugljen - nalazi se u zemljinoj kori u slojevima i u različitim dubinama. Prema dubini u kojoj se nalazi razlikujemo dnevni ili površinski kop ili jamski ili dubinski kop (dnevni manje ugroženi od uništavanja). Da bi se ugljeni učinili prikladnim za izgaranje moraju se podvgnuti procesima pripreme i to:

odvajanje od grubih nečistoća svrstavanje ugljena prema veličini sušenje briketiranje

Treset - najmlađe fosilno gorivo, proizvod procesa potresivanja različitog močvarnog bilja.Lignit - najmlađa vrsta ugljena drvenaste strukture. Upotrebljava se za loženje velikih kotlovaSmeđi ili mrki ugljen - nastao u neozojskom razdoblju tercijarne formacije iz nižeg močvarnog bilja uz sudjelovanje četinara i palmi. Glavne vrste su: obični, zemljasti i smolasti ugljen.Kameni ugljen - najstarije fosilno gorivo nastalo u paleozojskom razdoblju. Sadrži u sebi plin (metan). 3 skupine: masni: za proizvodnju koksa i za kovačke radove polumasni: za pročišćivanje vode i plinova mršavi ili suhi: antracit dobiva se vrlo kvalitetan koks

Skladištenje ugljena obavlja se u hrpama prema vrstama i porijeklu.

2. Umjetna kruta goriva

Mogu se dobiti iz prirodnih krutih goriva mehaničkom preradom (briketi) i kemijskom preradom (koks i drveni ugljen)Briketi se dobiju iz sitnog ugljena koji nastaje provođenju i separaciji prirodnih krutih goriva. Koks se proizvodi suhom destilacijom ugljena. To je zagrijavanje ugljena bez pristupa zraka, pri čemu dolazi do termičke razgradnje. Pritom se stvaraju i plinoviti sastojci od kojih se hlađenjem izdvaja tekući dio - kondenzat, dok drugi dio ostaje u plinovitom stanju. Tekući kondenzat rastavlja se na uljni dio - katran i vodeni dio - otopina različitih spojeva, kruti ostatak je koks, Suha destilacija primjenjuje se prvenstveno za kameni ugljen, a i za smeđi ugljen. Dobiveni koks sadrži 90-95% ugljika, 1% vodika, 1,5-2% kisika i dušika, 2-4% vlage i do 11% mineralnih primjesa. Razlikujemo metalurški i plinski koks. Metalurški koks ne smije imati više od 1% sumpora, postoje 2 vrste:

koks za visoke peći metalurški ili ljevaonički koks

by SIMCo. 2000

Page 8: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 8

Plinski koks proizvodi se u plinarama, u pećima i komorama, iz ugljena bogatog isparljivim sastojcima. Polukoks je kruti ostatak koji se dobije pri suhoj destilaciji ugljena pri niskim temperaturama. Drveni ugljen dobiva se suhom destilacijom pri niskim temperaturama iz drveta. Suha destilacija drveta je kemijski proces u kojem se drvo bez pristupa zraka podvrgava pirogenoj reakciji razgradnje na visokoj temperaturi.

* Tekuća goriva

Prednosti tekućih goriva nad čvrstim gorivima: velika toplinska vrijednost mali sadržaj štetnih tvari dobro se miješaju sa zrakom, potpuno sagorijevaju sadrže vrlo malo vode lakše se skladište mogućnost transporta cjevovodima na veće udaljenosti

Nedostaci: laka zapaljivost i eksplozivnost sposobnost stvaranja elektrostatičkog napona otrovnost nekih tekućih goriva teško odstranjivanje emulgirane vode

Prema porijeklu tekuća goriva dijelimo na: prirodna i umjetna: prirodna - sve vrste zemnog ulja: nafta umjetna - ona dobivena preradom nafte i plinova kao i proizvodi suhe destilacije krutih goriva kao što su katran i katranska ulja.

a) Zemno ulje - naftaNafta je fluorescentno zelenkastocrna uljasta tekućina. Anorganska teorija o postanku: nafta je nastala u velikim dubinama djelovanjem pregrijane vodene pare na metalne karbide. Organska teorija: nafta je nastala od masti i bjelančevina biljnih i životinjskih organizama što su se zatrpani zemljom raspadali bez prisustva zraka na mjestima gdje su nekada bila mora. Nafta je smjesa ugljikovodika, a u malim količinama sadrži sumpor dušik i kisik. Na temelju rasporeda ugljikovih atoma u molekulama nafte, nafte se dijele na nafte parafinske baze, naftenske baze, miješane baze i asfaltnu naftu

Dobivanje nafte: nafta se stvarala u svim geološkim formacijama, a njena ležišta mogu se očekivati u sedimentnim slojevima u onim područjima gdje je nekada bilo more. Ležišta nafte pronalaze se istražnim bušotinama, nakon prethodnih geoloških istraživanja. (udarno i rotacijsko bušenje naftnih nalazišta)Transport nafte: naftovodi ‘ složene instalacije koje obuhvaćaju otpremne stanice, magistralne naftovode, međustanice i privatne stanice za grijanje i za katodnu zaštitu, sustave za daljinsko upravljanje, te pogone za održavanje. Na putu kroz naftovod nafta se obično hladi, izmjenom topline s tlom. Ako je temperatura tla niža od struišta nafte, nafta može postupno izgubiti fluidnost (tečnost).Prerada nafte: načini prerade dijele se na primarnu i sekundarnu preradu nafte. U primarnu preradu ubrajaju se frakcijska destilacija nafte, a u sekundarnu:

molekularno cijepanje - Cracking proces molekularna dogradnja - polimerizacija i alkiliranje molekularna pregradnja - izomerizacija hidriranje

Rafinacija nafte i prerađevina: provodi se radi uklanjanja onečišćenja, postoje dvije metode: konvencionalna: sastoji se od propuštanja sumporne kiseline kroz naftu

by SIMCo. 2000

Page 9: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 9

solventna: sastoji se od uporabe dvaju organskih otapala

Motorni benzini

Benzin je smjesa oktana i heptana tj. lakih parafinskih ugljikovodika, kao i aromatskih, olefinskih i nafteinskih. Gustoća benzina kreće se od 0,68 do 0,79 g/cm3 pri 15°C. Temperatura samozapaljenja u zraku za benzin iznosi 480-550°C. Temperatura smrzavanje je -30 do -120°C. Najvažnije svojstvo motornog benzina je OKTANSKA VRIJEDNOST, a to je otpornost goriva prema detonaciji, prema naglom eksplozivnom izgaranju, pri čemu se pojavljuju visoki pritisak i temperatura. Oktanska vrijednost može se povećati dodavanje izomernih spojeva, benzola i alkohola te dodavanje antidetonatora.

Petrolej

Petrolej je drugi derivat nafte. Koristi se za pogon plinskih turbina svih tipova, posebno za turbomlazne zrakoplove. Goriva za mlazne motore dijele se na:

• goriva za mlazne motore tipa 1 s oznakom GM-1 (gorivo za pogon turbomlaznih, turboelisnih i raketnih motora, a predstavlja čistu frakciju petroleja - kerozin)

• goriva za mlazne motore tipa 4 s oznakom GM-4 (mješavina petroleja i benzina, a koristi se kao mlazno gorivo za turbomlazne motore).

Mlazna goriva moraju posjedovati veliku kemijsku stabilnost, zato se gorivim dodaju tvari koje usporavaju stvaranje taloga. Te tvari se nazivaju INHIBITORI.

Plinsko ulje

plinsko ulje vrlo lako D1 - najmanji cetanski broj je 45 plinsko ulje lako D2 - najmanji cetanski broj je 40 plinsko ulje srednje D3 - najmanji cetanski broj je 30 plinsko ulje teško D4 - najmanji cetanski broj je 25

Glavne značajke plinskog ulja: gustoća 840-880 kg/m3 temperatura samozapaljenja 330-350°C temperatura smrzavanja oko -30°C cetanski broj toplinska vrijednost 44000 kJ/kg

** Cetanska vrijednost je sklonost paljenju od trenutka ubrizgavanja do onog trena kad se ubrizgano gorivo upali. Poboljšanje cetanskog broja može se postići dodavanjem etilnog nitrata ili amilnog nitrata.

by SIMCo. 2000

Page 10: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 10

Maziva

Pod mazivima podrazumijevamo tvari koje se koriste za podmazivanje tj. za smanjenje trenja i trošenja pokretnih površina za prijenos energije. Među maziva ubrajamo:

motorna ulja ležišna ulja masti čvrsta maziva vegetabilna ulja i masti životinjska ulja i masti sintetička ulja

Osnovne tehnike podmazivanja i vrste podmazivanja:Mazivo koje se nalazi između kliznih površina sprečava neposredni dodir površina i ukupno trenje svodi se na relativno mali otpor. Da se osigura efekt podmazivanja stvaranjem sloja maziva između kliznih površina moraju se ispuniti sljedeći uvjeti:

• dijelovi mehanizma između kojih dolazi do trenja moraju konstruktivno odgovarati jedan drugome tj. dodirne površine trebaju biti jednake veličine.• maziva moraju imati takvu mazivost i viskoznost da stvaraju stabilan spoj pod raznim radnim uvjetima.

Mazivost maziva je sposobnost dobrog prianjanja na metalnu ili drugu površinu tako da se s njom kemijski ne spaja. Najbolje je ono podmazivanje kojim se postiže tekuće trenje tj. stvara kontinuirani film maziva prisilnim dovođenjem maziva među tarne površine (HIDRODINAMIČKO PODMAZIVANJE). Postoji i GRANIČNO PODMAZIVANJE koje ovisi o mazivosti maziva, PODMAZIVANJE POD NAJVEĆIM TLAKOM - potrebna su posebna ulja i maziva koja podnose visoke temperature i tlakove. Trenje - sila što se opire gibanju opterećenih površina koje su u međusobnom dodiru. Razlikujemo trenje:

klizanja kotrljanja unutarnje trenje fluida

Vrste materijala za podmazivanje

Prema agregatnom stanju maziva se dijele na: tekuća, konzistentna (polučvrsta) i čvrsta. Prema porijeklu sirovina: biljna, životinjska, mineralna, kompaundirana i sintetička.Biljna i životinjska maziva: su glicerini masnih kiselina, uz djelovanje kisika i topline polimeriziraju i stvaraju smolaste tvari.Mineralna maziva: dobivaju se preradom nafte i to vakuum destilacijom ostataka nakon frakcijske destilacije nafte. Prema stupnju obrade mineralna maziva mogu biti:

destilati - mineralna ulja - ne pročišćavaju se nakon destilacije rafinati - mineralna ulja - pročišćavaju se nakon destilacije specijalna ulja - pročišćena mineralna ulja s dodatkom aditiva, to su motorna, turbinska, hidraulična i hipoidna ulja.

Kompaudna ulja: mineralna ulja koja sadrže 10% biljnih ili životinjskih ulja ili masti. Dodaju se radi boljeg podmazivanja ležajeva koji dolaze u dodir s vodom.Sintetička maziva: koriste se u zrakoplovnoj tehnici te u raketnoj i nuklearnoj.

Primjena ulja za podmazivanje:

motorna ulja: za podmazivanje motora s unutarnjim sagorijevanjem cilindarska ulja: za podmazivanje cilindara vretenska ulja: za podmazivanje lakoopterećenih ležajeva čije osovine imaju velik broj okretaja. avionska ulja: za podmazivanje zrakoplovnih motora.

by SIMCo. 2000

Page 11: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 11

ulja za diferencijale: za podmazivanje diferencijala i prijenosnika transformatorska ulja: za punjenje električnih transformatora.

Primjena masti za podmazivanje: Za podmazivanje tarnih površina na kojima se ne zadržava tekuće mazivo, koriste se masti. Masti su polučvrste ili čvrste smjese metalnih sapuna i mineralnih ulja.

kalijeve masti - za podmazivanje površina radne temperature od -15 do 80°C natrijeve masti - koriste se za površine s povišenom radnom temperaturom do 120°C litijeve masti - primjena u svim područjima tehnike. Radna temperatura od -50 do 150°C aluminijske masti barijeve masti sintetičke masti - radna temperatura od -55 do 300°C čvrsta maziva - služe za podmazivanje uređaja i dijelova izloženih visokom tlaku i povišenim temperaturama. Nanose se u obliku paste, praha ili briketa. grafit - upotrebljava se u koloidnom obliku. Stabilan je do 400°C molibden - disulfat - sličan je grafitu, ali je mekši i ima manji koeificjent trenja. Koristi se fino samljeven i pomiješan s mineralnim ili sintetičkim uljem ili mastima.

Fizikalno kemijske značajke ulja i maziva

Gustoća ulja i maziva - ispituje se na temperaturi od 20°C i kreće se između 0,86 i 0,95 g/cm3.Plamtište i gorište ulja - plamtište je temperatura pri kojoj se pare ispitivanog ulja pri zagrijavanju zapale kad dođu u dodir s iskrom ili plamenom. Gorište je ona temperatura pri kojoj se razvije toliko para ulja da u dodiru s iskrom ulje nastavi gorjeti. Gorište je za 10 do 20°C više od plamišta.Talište, struište i točka zamućivanja - temperatura pri kojoj kruta tvar prelazi u tekuću fazu naziva se talište. Kod mazivih ulja talište je identično struištu. Točka zamućivanja je ona temperatura pri kojoj se hlađenjem ulja pokaže prvo zamućivanje.Boja mazivih ulja - sirova nafta je tamne boje koja se od nalazišta do nalazišta razlikuje. Isto tako razlikuju se po boji i ulja dobivena iz nafte. Destilirana ulja su bezbojna, žuta, do tamnocrvene boje. Eksploatacijom ulja mijenjaju boju napredovanjem procesa oksidacije.Viskozitet mazivih ulja i indeks viskoziteta - za rad motora ulje mora imati konstantnu gustoću kako ne bi došlo do suhog trenja. Viskozitet ulja ovisi o njegovoj temperaturi pa se zbog eksploatacijskih uvjeta viskozitet izražava pri 20, 50 ili 100°C.Broj emulgacije ulja - njime je definirana brzina izdvajanja ulja iz vodene emulzijeBroj taloženja ulja - je mjera za količinu mehaničkih onečišćenja u ulju.

Aditivi maziva i ulja

Aditivi se dodaju uljima i mastima radi poboljšanja jedne od fizičko-kemijskih značajki ulja. Takva ulja tada se nazivaju LEGIRANA ULJA. Sadržaj aditiva u uljima kreće se do 3%. Prema načinu djelovanja aditivi se dijele na:

one koju poboljšavaju fizičko-kemijska svojstva ulja one koji povećavaju stabilnost ulja

by SIMCo. 2000

Page 12: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 12

Aditivi koji poboljšavaju fizičko-kemijska svojstva ulja:

Aditivi za visoke tlakove - (EP aditivi) koriste se za hipoidne zupčanike koji rade pod vrlo visokim tlakovima. Po kemijskom sastavu to su spojevi klora, sumpora i fosfora.

Aditivi za povišenje indeksa viskoznosti - (impruveri) po kemijskom sastavu su viskozne polimerne supstancije koje su ovisno o temperaturi koloidno ili molekularno rastvorene u ulju.

Aditivi koji snizuju točku struišta - (depresori) poboljšavaju svojstva ulja na niskim temperaturama. Takvi aditivi dodaju se samo parafinskim uljima.

Aditivi protiv pjenjenjaAditivi za poboljšanje mazivosti

Aditivi koji povećavaju stabilnost ulja

Detergentni aditivi - dodaju se uljima radi smanjenja čađi i taloga na dijelovima motora. Kao detergentni aditivi koriste se aluminijev naftenat, kalcijev __________ , natrijev sulfat. Dodaju se samo baznim uljima.

Aditivi za poboljšanje oksidacijske sposobnosti - (inhibitori) dodaju se radi sprečavanja proces oksidacije. Dodavanjem inhibitora usporava se proces oksidacije, pa se vijek trajanja ulja produljuje. Po kemijskom sastavu to su metaloorganski spojevi, amini, fenoli ili olefini.

Antikorozijski aditivi - dodaju se uljima za ležajeve radi zaštite metalnih dijelova od kiselih sastojaka u uljima.

Skladištenje tekućih goriva i maziva

Tekuća goriva čuvaju metalnim buradima ili spremnicima raznih veličina na otvorenom prostoru ili pod zemljom, daleko od naseljenih mjesta. Rukovanje s njima mora biti pažljivo i savjesno. Skladišta moraju imati ispravne električne instalacije te dovoljno aparata za gašenje požara.

Plinovita goriva

Plinovita goriva upotrebljavaju se u industrijskoj proizvodnji, za loženje u industrijskim pećima i kotlovskim postrojenjima, te kao pogonsko gorivo za plinske motore. Prednosti plinovitih goriva u odnosu na kruta i tekuća su:

pri izgaranju nema pepela dobro se miješaju sa zrakom postiže se bolje iskorištenje topline duljina plinskog plamena može se regulirati plinska ložišta su čista rukovanje plinovitim gorivima je lako

Prema porijeklu možemo ih podijeliti na umjetna i prirodna plinovita goriva. Prirodna su nastala od raznih organskih tvari, i nalaze se u prirodi na mjestima gdje ima nafte a to je najčešće zemni plin. U umjetna ubrajamo: pogonski plin, gradski ili rasvjetni plin, generatorski plin, vodeni plin...

a) Prirodna plinovita goriva i zemni plin - nalaze se na mjestima gdje ima nafte na dubini od 3000 - 5000 m i većim. Osnovni sastojci su im: metan, etan, propan, butan i nešto tekućih ugljikovodika uz nepoželjne sastojke vode, sumporvodik, dušik i ugljični dioksid. Zemni plin s više od 60 g/m3 tekućih ugljikovodika naziva se vlažnim a onaj s manjim sadržajem suhi. Prije dostavljanja zemnog plina potrošačima on se mora pročistiti od neželjenih sastojaka. Za dehidraciju zemnog plina koriste se 4 metode: kompresija, tretiranje supstancijama koje suše, apsorpcija i smrzavanje. Vlažni zemni plin rastavlja se na suhi plin (metan-etan), ukapljeni plin (propan-butan) i laki benzin. Gustoća zemnog plina kreće se od 0,55 - 1,20 g/cm3, a toplinska moć od 34 MJ/Nm3 - 38 MJ/Nm3.

by SIMCo. 2000

Page 13: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 13

b) Umjetna plinovita goriva

1. Pogonski plinPogonski plin ili tekući plin je onaj koji pod relativno niskim tlakovima od 0,8 - 8 bara i pri temperaturi okoliša prelazi u tekuće stanje. Koristi se kao pogonsko gorivo za SUS motore. Tekući plinovi dobivaju se obično kao sporedni produkti i to:

pri procesu destilacije i krekiranja sirove nafte u proizvodnji tekućih goriva iz ugljena pri suhoj destilaciji mrkog i kamenog ugljena u proizvodnji koksa

Transportiraju se u čeličnim bocama pod tlakom u tekućem stanju u cisternama.

2. Gradski ili rasvjetni plinProizvodi se u plinarama i ugljena suhom destilacijom. To otrovan plin zbog sadržaja ugljičnog monoksida i neugodno miriši. Ima sljedeći sastav: vodik (oko 50%), metan (do 34%), ugljik monoksid (oko 8%), teški ugljikovodici (do 4%), ugljik dioksid (oko 2%), dušik (oko 2%).Gradski plin se proizvodi i u tekućih goriva i to na 2 načina:

rasplinjavanjem tekućih goriva na normalnim tlakovima i niskim temp. procesom krekiranja

3. Generatorski plin Generatorski plin dobiva se nepotpunim sagorijevanjem krutih goriva i redukcijom produkata izgaranja u posebnim pećima tzv. generatorima. S obzirom na kemijski sastav i način dobivanja generatorske plinove dijelimo u 3 vrste:

obični - dobiva se pri izgaranju krutih goriva s nedovoljnom količinom zraka, nepotpunim izgaranjem miješani plin - dobiva se ako se pri izgaranju u generator uvodi vodena para vodeni plin - dobiva se ako se preko užarenog koksa pušta vruća vodena para

Generatorski plin je zapaljiv, zagušljiv i otrovan, a koristi se kao pogonsko gorivo za motore s unutrašnjim sagorijevanjem na raznim vozilima (kamioni), te za stacionarne motore na riječnim brodovima.

Skladištenje i transport plinovitih goriva

Skladištenje se obavlja u tri vrste spremnika:a) vodene plinospreme - koristi se uglavnom za skladištenje gradskog plinab) suhe plinospremec) visokotlačne plinospreme

Za skladištenje tekućih naftnih plinova upotrebljavaju se spremnici koji mogu biti ležeći ili stojeći, cilindrični ili okrugli. Tekući plinovi transportiraju se u cisternama cilindričnog oblika koje su pričvršćene za pokretna postolja.

by SIMCo. 2000

Page 14: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 14

Nuklearno gorivo

Nuklearna energija, nazvana i atomska energija je energija koja se oslobađa pri procesima transmutacije atomskih jezgara. Premda se nuklearna energija nalazi pohranjena u jezgrama svakog elementa, ona se može praktički iskorištavati samo iz malog broja elemenata. Pojam primjene nuklearne energije obuhvaća svako iskorištavanje energije koja potječe iz jezgre atoma. Nuklearna energija se oslobađa pri cijepanju jezgre (FISIJA), spajanju jezgara (FUZIJA) i pri spontanom radioaktivnom raspadu nestabilnih atomskih jezgara (ZRAČENJE). Nuklearno gorivo je tvar koja podliježe fisijskoj ili fuzijskoj lančanoj reakciji i pritom oslobađa energiju atomske jezgre. Za sada se u tehničke svrhe koristi samo energija fisije. U prirodi postoji samo jedan element - uran koji spontano podliježe fisijskoj lančanoj reakciji. Nuklearno gorivo blaže se zaštitnom košuljicom da bi se spriječilo izbivanje fisijskih produkata korozija i rasipanje goriva. U tu svrhu upotrebljavaju se legure aluminija, nerđajući čelik, grafit...

Nuklearni reaktori

Nuklearni reaktor je uređaj u kojem se obavlja kontrolirana lančana reakcija fisije radi dobivanja energije i neutronskog fluksa potrebnog za proizvodnju umjetnih radioaktivnih izotopa i za ispitivanje materijala. Nuklearni reaktor sastavljen je od:

a) jezgre reaktora, koja se sastoji od nuklearnog gorivab) moderatora (obične ili teške vode, grafita ili kakvog lakog materijala)c) reflektora koji opkoljuje jezgrud) rashladnog uređajae) kontrolnih šipki

Prema brzini odvijanja lančane reakcije (energija/brzina neutrona) dijelimo ih na: termalne intermedijarne brze

Prema primjeni moderatora, rashladnom sredstvu i namjeni: heterogeni homogeni

4. PROIZVODI BAZNE KEMIJSKE INDUSTRIJE

Kemijska industrija obuhvaća dio proizvodnog proces, kemijske promjene na robi, kojima se stvara nova upotrebna vrijednost. Veći dio proizvoda ubraja se u bazne proizvode kemije koji služe kao reprodukcijski materijal za kemijsku i druge industrije.

Kuhinjska sol - natrijev klorid

Kuhinjska sol raširena je sol u prirodi, a nalazi se u morskoj vodi (2-4%), u nekim slanim izvorima ili kao kamena sol u podzemnim naslagama. neophodna je za život organizama. Iz prirodnih nalazišta dobiva se na 3 načina:

by SIMCo. 2000

Page 15: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 15

a) rudarskim kopanje dobivaju se blokovi solib) naslage kamene soli otapaju se do zasićenja i isparavanjem se sol kristalizirac) isparavanjem morske vode u solanama

Troši se za konzerviranje mesa i ribe, za proizvodnju sode, natrijeve lužine, natrijeva sulfata, klora, solne kiseline i drugih kemikalija, te u proizvodnji stakla, keramici, metalurgiji...Pojavljuju se i specijalne vrste soli: jodirana sol i denaturirana sol

Soda

Soda ili natrij karbonat, uz natrije klorid najvažnija je natrijeva sol. Danas se dobiva industrijski na dva načina: Leblancovim i Solvayjevim postupkom. Sirovine za Leblancov postupak: kuhinjska sol, sulfatna kiselina, ugljen i vapnenac. Sirovine za Solvayjev postupak: kuhinjska sol, amonijak, voda i ugljik dioksid. Soda se upotrebljava za pranje u domaćinstvu. Na tržištu se razlikuju dvije vrste sode:

kalcinirana soda kristalna soda

Klorovodična ili kloridna kiselina

Klorovodik je bezbojan plin oštra mirisa koji se jako dimi u dodiru s vlažnim zrakom. Vodena otopina klorovodika naziva se klorovodičnom ili kloridnom kiselinom, a ubraja se u jake kiseline, gustoće 1,19 g/cm3. Dobiva se djelovanjem sulfatne kiseline na natrij klorid tako da se prvo dobiva plin koji se uvodi u vodu. Velike količine kloridne kiseline upotrebljavaju se u industriji organskih i anorganskih kemikalija, za uklanjanje metalnih oksida s površine metala, kao sredstvo za neutralizaciju...

Natrij hidroksid

Natrij hidroksid je kristalna bijela krutina koja u prisutnosti vrlo malih količina primjesa poprima sivu boju. Trgovačko ime joj je kaustična soda. Natrij hidroksid pojavljuje se u industriji u oblici vodene otopine tj. natrijeva lužina. Dobiva se elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli. Glavni potrošač natrij hidroksida je kemijska industrija u kojoj NaOH služi kao najvažniji i najjeftiniji kemijski reagens za postizanje željene bazičnosti u reakcijskim smjesama.

Sumpor

U zemljinoj kori ga ima 0.05% i može se lako dobiti. U prirodi se pojavljuje u dva tipa slobodnog sumpora:

sedimentni tip ili gipsani vulkanski tip

Sumpor se također pojavljuje u mnogim sulfidnim i sulfatnim rudama. Sumpor se pojavljuje u više alotropskih modifikacija od kojih je najvažniji ranski i monoklinski sumpor. Sumpor se upotrebljava u poljoprivredi kao sredstvo protiv biljnih štetočina, za proizvodnju sumporne kiseline, crnog baruta, u medicini za liječenje nekih kožnih bolesti, za vulkanizaciju guma te za dobivanje drugih sumpornih spojeva.

by SIMCo. 2000

Page 16: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 16

Sulfatna kiselina

Sulfatna kiselina je jaka dvobazična kiselina, bezbojna uljasta tekućina, gustoće 1,84 g/cm3 pri 15°C. Vrlo je hidroskopna i brzo uvlači vlagu iz zraka. U dodiru s organskim tvarima djeluje istodobno oksidirajuće i dehidrirajuće, pa ih razara i pougljenjuje. Industrijski ona se proizvodi na 2 osnovna načina:

postupkom olovnih komora kontaktnim postupkom

Postupak olovnih komora zahtijeva: peć za prženje pirita glowerov toranj olovne komore gay-lussacov toranj pomoćne uređaje

(Sulfatna kiselina dobivena postupkom olovnih komora je više ili manje onečišćena. Tim postupkom dobiju se 2 kiseline: slabija-komorna i jača-komorna)

Kontaktni postupka dobivanja sulfatne kiseline obuhvaća 2 faze rada: katalitičku oksidaciju sumpornog dioksida u sumporni trioksid apsorpciju sumpornog trioksida

Soli sulfatne kiseline nazivaju se SULFATIMA, a najpoznatiji su: modra galica (plavi kamen, bakreni sulfat), zelena galica, glanberova sol, amonijev i aluminijev sulfat i stipse (alauni).

Umjetna gnojiva

proizvodi koji sadrže sastojke neophodne za razvoj biljaka. a u tlu su deficitarni. Upotrebljavaju se radi povećanja prinosa i poboljšanja kvalitete biljnih proizvoda jednostavna umjetna gnojiva:

dušična (urea, amonij nitrat, amonij sulfat i amonijak) fosforna (superfosfat) kalijeva (kalij klorid, kalij sulfat, kompleksna gnojiva)

Mineralna veziva

Pod vezivima u građevinarstvu podrazumijevamo materijale koji izmiješani s vodom daju kašastu ili plastičnu masu, sposobni da na zraku ili pod vodom otvrdnu. Vezivni građevinski materijal dijelimo na:

a) Zračna veziva koja otvrdnjena nisu otporna prema djelovanju vode. Tu se ubrajaju vapno, gips i ilovača (vrlo se rijetko upotrebljava)

b) Hidraulična veziva nakon otvrdnjavanja otporna su na vodu i tu ubrajamo sve vrste cementa.

Zračna veziva: kao sirovina za dobivanje vapna koristi se vapnenac, to je kalij karbonat s većim ili manjim količinama raznih primjesa. Gips - sadržava - 3 vrste: građevinski, estrih i modelarski alabaster gips.Hidraulična veziva: Najvažniji građevinski materijal je cement, a postao je i sirovina za izradu betona. Da bi se postigla bolja svojstva cementa, dodaju se i dodaci: hidraulični dodaci, regulatori vezanja, plastifikatori, zaptivači, aeranti, sredstva protiv smrzavanja.

by SIMCo. 2000

Page 17: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 17

Keramička roba

Pod keramikom podrazumijeva se glineni proizvodi koji se dobiju modeliranjem, sušenjem i pečenjem plastičnog tijesta gline, ručnim ili industrijskim načinom. Sirovine za izradu keramičke robe dijelimo na:

plastične sirovine (glina) neplastične sirovine (kremeni pijesak, feldspat, vapnenac)

Glina je nastala raspadanjem stijena što sadrže alumosilikat. Prema postanku dijeli se na primarnu i sekundarnu. Primarna glina je npr. kaolin (porculanska zemlja), a sekundarna ilovača. Sekundarna glina svrstava se u 4 skupine:

a) grnčarska (lončarska) glina - vrlo je plastična i vatrostalnab) ilovača - upotrebljava se za proizvodnju opeke i crijepac) uma - vrsta gline koja nije plastična, pa se ne koristi u industriji keramiked) laporac (laporovita glina) - koristi se u industriji portlnad-cementa

Najvažnije svojstvo gline je njezina plastičnost: to je svojstvo gline da se s vodom stvara tjestasta masa koja se može oblikovati, a oblik zadržava i nakon sušenja i pečenja. 5 faza tehnološkog procesa izrade keramičke robe:

priprema sirovina oblikovanje predmeta sušenje (120°C) pečenje ocakljivanje

Keramička roba može se podijeliti prema nekim značajkama u dvije skupine: poroznu i neporoznu.

a) porozna keramička roba - na prijelomu je zemljasta, propušta plinove i tekućine i upija ih. Obuhvaća sljedeće predmete: kamenina, fajans i majolika, terakota i lončarska roba

b) neporozna keramička roba - na prijelomu je sjajna, nepropustljiva za plinove i tekućine. Najpoznatiji proizvodi su: kamenština (bijela i obična) i porculan (sirovina porculana je fina vrst bijele gline koja se naziva kaolin) - postoji tvrdi i mekani porculan

Vatrostalni materijal

Vatrostalnost znači osobinu nekog materijala da se na visokim temperaturama ne istopi i ne omekša. Za izradu vatrostalnog materijala koriste se uglavnom: vatrostalne gline i kaolin, boksit i kvarit, oješčar, magnezit, dolomit, azbest... U prometu se pojavljuju sljedeći vatrostlani materijali:

a) šamot - najpoznatiji vatrostalni materijalb) boksitni vatrostalni materijalc) silika ili dinas - opeked) magnezitni i dolomitni vatrostalni materijalie) čisti grafitf) opeke od koksag) simensit

Staklo i roba od stakla

Staklo je čvrsta, amorfna, prozirna tvrda mineralna talina. Staklo se može podijeliti prema:1. Kemijskom sastavu:

natrijevo-kalcijevo staklo (stakla za prozore, boce, šuplje i optičko staklo) olovna stakla (optička i kristalna stakla) aluminijborsilikatna stakla (kemijska i vatrostalna stakla) specijalna stakla

by SIMCo. 2000

Page 18: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 18

2. Načinu izrade i namjeni: razna stakla (za prozore, zrcala i ornamentska) staklo za boce šuplje staklo staklo za izradu cijevi prešano staklo optika i specijalna stakla

Sirovine za izradu stakla dijele se na glavne i pomoćne.Glavne ili osnovne sirovine su: kremeni pijesak, soda ili sulfat, vapnenac, alumnij oksid, stakleni krš i specijalni dodaci.Pomoćne sirovine: sredstva za obezbojivanje, bistrenje, bojenje i matiranje.Tehnološki proces u proizvodnji stakla:

priprema sirovina mljevenje i miješanje topljenje (u peći s loncima ili kadne peći) obrada (obavlja se puhanjem, valjanjem, izvlačenjem i prešanjem)

Staklenu robu dijelimo na nekoliko skupina:1. Ravno staklo (obuhvaća tanko staklo, prozorsko staklo i debelo staklo)

prozorsko staklo stakla za zrcala i izloge ornamentsko ili katedralno staklo mutno staklo armirana stakla sigurnosna stakla višeslojna ili laminirana stakla “Pancolor” “Colorplex”

2. Šuplje staklo: trgovačko staklo (čaše, boce, vrčevi...) ambalažno staklo (boce za alkoholna i bezalkoholna pića) rasvjetno staklo tehničko staklo (stakla za mikroskope)

3. Specijalne staklene izrađevine: laboratorijska stakla vatrostalna stakla optička stakla olovna ili kristalna stakla

by SIMCo. 2000

Page 19: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 19

Sredstva za brušenje

Od takvog materijala traži se određena tvrdoća i žilavost da bi alati od tog materijala bili otporni na lom. Sredstva za brušenje dijele se na: prirodna i umjetna.Prirodna: šmirak, korund, kremen, granit, pješčenjak, plovnčac, dijamant.Umjetna: silicijev karbid, elektrokorund, borni karbid.U brusne alate ubrajaju se brusne ploče, brusno kamenje, brusni prah i pasta, brusni papir.

5. METALURGIJA I NJEZINI PROIZVODI

Metalurgija je grana tehnologije koja se bavi proučavanjem postojećih i razvojem novih postupaka i metoda ekonomičnog dobivanja metala i legura, daljnjom preradom u odgovarajuće poluproizvode i gotove metale predmete te proučavanjem svojstava i primjena metala. Metal su kristalne supstancije koje se odlikuju nekim zajedničkim svojstvima: srebrnaste su boje (osim zlata i bakra), imaju specifičan metalni sjaj, dobri su vodiči topline i električne energije, u čvrstom su stanju na sobnoj temperaturi (osim žive), imaju kristalnu strukturu, zagrijavanjem prelaze iz čvrstog u tekuće stanje, oblikovanje se obavlja lijevanjem, kovanjem, prešanjem, valjanjem, savijanjem i istezanjem. Legure nastaju miješanjem 2 ili više metala u rastaljenom stanju, tako da dobiju neka druga svojstva.

Osnovna svojstva metala

Metali se razlikuju od ostalih elemenata po svojim tzv. metalnim svojstvima. Prema boji metali se dijele u 2 glavne skupine:

crni metali - željezo s legurama, krom, mangan obojeni metali:

laki metali, gustoće ispod 3500 kg/m3 (aluminij, magnezij, titan) teški metali, gustoće iznad 3500 kg/m3 (bakar, nikal, cink, olovo) plemeniti metali (srebro, zlato, platina, iridij, paladij) rijetki metali (volfram, vanadij, molibden) rjeđi metali (kobalt, antimon, bizmut, živa) radioaktivni (uran, torij, radij)

Gustoća materijala kreće se od 0.54 (litij) do 22,5 g/cm3 (osmij). Podjela na lake i teškeTemperatura taljenja karakteristična za svaki metal. Lakotopvi metali - tope se na 950°C, teškotopivi na 2000°C.Električna vodljivost ostvaruje se kretanje valentnih elektrona kroz metal. Najbolji vodič je srebro, a zatim slijede bakar, aluminij, magnezij.Magnetska svojstva dolaze od elektrona koji svojim kretanjem stvaraju magnetsko polje. Prema magnetskom polju dijelimo ih:

dijamagnetne (bakar, cink, bizmut, olovo, srebro, zlato, živa) paramagnetne (aluminij, platina, kositar, natrij) feromagnetne (željezo, kobalt, nikal)

Optička svojstva metala očituju se u pojavi da zagrijani materijali zračeKristalni sustavi materijala većina metala kristalizira u 3 kristalografska sustava: kubičnom, hegsagonskom i tetragonskom. Pojedine metale karakterizira više tipova kristalnih rešetaka, u ovisnosti o temperaturi. Ta pojava naziva se ALTROPIJA.Korozija metala i zaštita od korozije Korozija metala je postupno trošenje konstrukcijski metala pod utjecajem okoline. Dva su osnovna procesa korozije: kemijska korozija i elektrokemijska korozija. Zaštita od korozije:

by SIMCo. 2000

Page 20: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 20

metalna - provodi se radi dobivanja trajnih premaza metalima - metaliziranjem cinkom, olovom nemetalna - sredstva pomoću kojih se stvara antikorzivna atmosfera (inertni plinovi, kemikalije) te sredstva koja stvaraju nepropusne prevlake (zaštitna ulja, masti i tekućine) kombinirana

Rude metala u prirodi i njihovo značenje

Razni kemijski spojevi koji se nalaze u Zemljinoj kori, a iz njih se na ekonomičan način dobivaju metali, nazivaju se rude. Prema kemijskom sastavu rude mogu biti:

oksidne (veza s kisikom) sulfidne (veza sa sumporom) silikatne (spojevi s silicijem) sulfatne (metal vezan na anhidrid sumporne kiseline) samorodne (elementaran metal)

Priprema rude obuhvaća nekoliko fazaa) Obogaćivanje i priprema rude

obogaćivanje se obavlja radi uklanjanja nečistoća tj. jalovine iz rude. Izvađenu rudu prvo treba usitniti. Nakon toga se obavlja svrstavanje prema određenoj veličini zrna i to sijanjem a tek se onda obogaćuje. Osnovne metode koncentracije su masena i magnetska separacija, te metoda flotacije. Masena separacija sastoji se u odvajanju jalovine od rude na temelju različite brzine taloženja u struji vode ili zraka. Magnetska separacija primjenjuje se samo u željeznih ruda koje imaju magnetična svojstva. Metoda flotacije je najvažniji postupak oplemenjivanja metalnih ruda. Temelji se na razlikama kvašljivosti rude metala i jalovine.

b) Prerada ruda:obavlja se radi dobivanja metala na više načina. Rude sadrže i razne primjese pa se dodaju i topitelji. Topitelji su tvari određenog kemijskog sastava koje s primjesama iz rude stvaraju trosku (šljaku ili zguru). Topitelji mogu biti kiselog (kvarc, silikati) i baznog (vapnenac i dolomit) karaktera.

c) Rafinacija sirovog metalatermički i elektrolitički postupak

Željezo

Proizvodnja željeza temelji se na preradi željeznih ruda. Željezo se pojavljuje u oksidnim, sulfidnim, karbonatnim i silikatnim rudama. Danas se najviše upotrebljavaju oksidne i karbonatne rude. Oksidne rude su: magnetit, hematit, limonit. Karbonatna je siderit.Magnetit - najkvalitetnija željezna ruda, sadrži do 75% željezaHematit - sadrži do 65% željezaLimonit - sadrži oko 35% željezaSiderit - sadrži oko 40% željeza

Bogate rude - više od 45% željezaSrednje rude - 30-40% željezaSiromašne rude - manje od 30% željeza

by SIMCo. 2000

Page 21: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 21

a) Rad visoke pećiIzvađena ruda mora se pripremiti za preradu, usitnjuje se i obogaćuje metodom flotacije. Pripremljena ruda ubacuje se u visoku peć zajedno s pomoćnim materijalima (koks, topitelji i zrak). Visoka peć je jamasta ili grotlena peć, visoka 25-70m, promjera 6-10m, zapremine 400-1000m3. Izrađena je od čeličnog lima, iznutra obložena vatrostalnom opekom, a izvana se hladi vodom dok se jama hladi zrakom. Najdonji glavni dio peći je PEĆICA u kojoj se skuplja rastaljen željezo i troska. Iznad pećice formiran je LIJEVAK peći u obliku stošca koji se u najširem dijelu naziva TRBUH. Na lijevak se nastavlja JAMA koja se sužuje prema vrhu. Najniža temperatura je u donjem dijelu peći (zona sušenja ili predgrijavanja 400-660°C) U srednjem dijelu peći temperatura iznosi 660-1200°C (zona redukcije) i pri dnu je 1800°C (zona taljenja). Glavni proizvodi visoke peći su sirovo željezo (sivo i bijelo), troska i grotleni plinovi.

b) ČelikČelik je tehničko željezo koje sadrži od 0.05-1,7% ugljika. Može se kovati valjati i zavarivati. Osim ugljika sadrži i određenu količinu silicija, mangana, sumpora i fosfora.Dobivanje i vrste čelika:Bessemerov postupak - sastoji se u prerađivanju bijelog sirovog željeza bogatog silicijem i s do 0,1% fosfora. Odvija se u konverteru kruškastog oblika, izrađenom od čelika a iznutra obloženom silikatnom šamotnom opekom. Bijelo sirovo željezo koje u sebi sadrži dosta fosfora prerađuje se Thomasovom konverteru (koristi se željezo bogato fosforom i bazična obloga). Siemens-Martenov postupak osim sirovog može se koristiti i staro željezo. Prednost mu je u tome što se proces odvija lagano, dobivaju se finiji čelici i odjednom se mogu preraditi velike količine sirovina. Elektropostupak se odvija u električnim pećima, kao sirovina se koristi stari čelični materijal i sirovo željezo. Prema kemijskom sastavu čelici se dijele na: ugljične i legirane. Prema namjeni i upotrebi: konstrukcijski, alatni i specijalni čelici. Prema strukturi: feritni, perlitni, austenitni, ledeburitni i martenzitni. Prema načinu prerade: lijevanjem, valjanjem, kovanjem, vučenjem, prešanjem. Legirani čelici: oni koji osim ugljika sadrže još i dodatne elemente kao što su: krom, nikal, molibden, volfram, mangan, silicij... Najčešće se koristi krom jer povećava tvrdoću i čvrstoću.

Bakar

Bakar je žućkastocrvene boje, vlaknasta presjeka, tali se na 1084°C, vrelište je na 2310°C, gustoća mu je 8,94 kg/dm3. Dobro se valja, kuje i izvlači, teško se lijeva, dobar je vodič električne struje i toplinske energije. Upotrebljava se u elektroindustriji za izradu legura, u kemijskoj industriji za proizvodnju modre galice. Količina bakra u prirodi iznosi 0,003%.Najvažnije rude bakra su:

halkopirit (34,5% bakra), halkozin (79,8% bakra), kupirit, malahit (57,3% bakra), kovelin (66,44% bakra).

Legure bakra važni su tehnički materijali odličnih mehaničkih svojstava, a odlikuju se visokom provodljivošću elektriciteta i dobroj otpornosti prema koroziji i habanju. Bakrena legura s cinkom naziva se mjed ili mesing. Bronce - legura bakra - kositrene i specijalne.

Cink

Cink se Upotrebljava u velikoj mjeri u građevinarstvu, za kućne sprave i uređaje, u elektrotehnici, tiskarstvu, metalurgiji, u kemijskoj industriji, za proizvodnju različitih cinkovih soli i preparata, protiv korozije... Cink je metal modrikastosvijetlosive boje koja potječe od finog površinskog sloja baznog karbonata. U temperaturnom području od 100-150°C postaje plastičan i može se kovati. Cink se nalazi u sulfidnim rudama SFALERIT i karbonatnoj rudi SMITSONIT. Danas se cink dobiva na 2 načina: termički i elektrolitički. Prvo se ruda nakon vađenja mora koncentrirati i to metodom flotacije da se dobije koncentrat. Po termičkoj metodi prženje se provodi u oksid, zatim se reducira s koksom u metal. Elektrolitičkom metodom dobiva se cink visoke čistoće 99,99%. Postupak se sastoji u prevođenju sulfidne vode u oksid cinka koji se zatim rastvara u sulfatnoj kiselini stvarajući cinkov sulfat, topljiv u vodi. Obavlja se elektroliza pri čemu se cink izdvaja na katodi od aluminija. Nakon toga obavlja se rafinacija sirovog cinka pretapanjem.

by SIMCo. 2000

Page 22: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 22

Olovo

Olovo je metal sive boje, najmekši među metalima, lako se savija i valja, ima veliku gustoću i nisko talište. Najvažnija ruda olova je GALENIT, sulfidna ruda, koja se čisti metodom flotacije tako da se dobije koncentrat rude s oko 80% olova. Olovo se danas dobiva isključivo oksidacijskim redukcijskim postupkom koji se sastoji u prženju tako da se olovo prevede u oksid, a naknadno se obavlja redukcija s koksom. Olovo se upotrebljava u industriji boja i stakla, u keramičkoj industriji za izradu vodovodnih cijevi, akumulatora. Olovo se najčešće legira s antimonom i kositrom.

Aluminij

Aluminij ima malu gustoću, dobru provodljivost električne struje i topline, visoku refleksivnost na svijetlo i zračenje, visoka čvrstoća njegovih legura i dobra otpornost prema atmosferi. Dobivanje aluminija odvija se u dvije faze:

a) odvajanje dovoljno čistog alumnij oksida (GLINICE) iz prirodnih sirovina - BAYEROV POSTUPAK

b) elektroliza tako dobivenog aluminij oksida postupkom Heroneta i Halla

Za proizvodnju aluminija tim postupcima potrebne su sirovine (boksit), pomoćni materijal (kaustična soda i flourni spojevi) i energija. Aluminijev oksid u boksitu pojavljuje se u 3 oblika:hidragilit, bemit i dijaspor.Bayerov postupak: aluminij koji je prešao u topljivi aluminat, odvaja se od taloga u dekantatorima i filterskim prešama. Aluminat se pere s toplom vodom u kojoj se rastvara natrijev aluminat, a primjese padaju na dno i odvajaju se cijeđenjem. Dobiveni bistri natrijev aluminat odvodi se u spremnike gdje se hladi i pritom se izdvaja aluminij hidroksid i natrij hidroksid, alumnij hidroksid odvaja se filtriranjem, dobro se ispere, i podvrgne se žarenju na 1200°C čime se dobiva GLINICA. Druga faza prerade sastoji se u dobivanju aluminija iz glinice i to elektrolizom glinice. Aluminij se dobiva elektrolizom glinice u elektrolitičkim pećima koje se sastoje od ugljenih elektroda. Al dobiven elektrolizom naziva se tehničkim ili trgovačkim, potom se rafinira. Aluminij se koristi u industriji transportnih sredstava, u brodogradnji, prehrambenoj industriji, metalurgiji, elektrotehnici...

Magnezij

Magnezij je vezan u spojevima. Važni spojevi za dobivanje magnezija su magnezit, dolomit, talk i azbest. Značajne količine magnezija nalaze se otopljen u morskoj vodi. Dobiva se elektrolizom taline bezvodnog magnezijeva klorida, koji se dobiva tako da se magnezij oksid reducira s koksom u struji klora. Proces se obavlja u električnim pećima tako da se magnezij kloridu kao topitelj dodaje magnezij fluorid. Dobiveni sirovi magnezij sadrži primjese, a da bi se dobio čisti magnezij primjenjuje se destilacija. Upotrebljava se u metalurgiji, pirotehnici, fotografiji. Legure magnezija su: elektron, magnevin, dvometal.

Berilij

Berilij je tvrd, male atomske težine, lako propušta rendgenske zrake, gustoće 1,86 kg/dm3, u prirodi se nalazi u obliku mnogih minerala, alumosilikata, tehnički je važan onaj pod imenom BERIL. Tehnologija proizvodnje: obavlja se elektroliza rastaljenog bezvodnog klorida. Metalni berilij ima tehničku važnost u nuklearnoj tehnici za oklope elemenata nuklearnog goriva, u aeronautici... Berilij se najviše koristi u obliku legura, a najčešće se legira s bakrom, niklom, željezom i aluminijem.

Titan

by SIMCo. 2000

Page 23: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 23

U metalnom stanju je u obliku crnog ili sivog praha ili u obliku sjajnih komada, tvrd i lak. Gustoća mu je 4,5 kg/dm3, a točka topljenja 1730°C. Značajan je u proizvodnji nekih tehnički važnih legura, potrebnih naročito u zrakoplovnoj industriji. Glavne titanove rude: ilmenit, rutil. Dobiva se redukcijom titanova tetraklorida. Kao polazna sirovina koristi se očišćeni rutil koji se zagrijava s koksom do 900°C u struji klora.

Ispitivanje metala i legura

a) Mehanička ispitivanja • obuhvaćaju čvrstoću, elastičnost, rastezanje, tvrdoću, žilavost...• najčešće se za metale ispituje vlačna čvrstoća

b) Kemijska ispitivanja:• određivanje kemijskog sastava (spektrografska tehnika)

c) Tehnološka ispitivanja:• načini obrade i oblikovanja pod raznim temperaturama

d) Fizikalna ispitivanja: • ispitivanje boje, gustoće, tališta, specifične topline, vrelišta, toplinske vodljivosti, nasipne težine

6. POLIMERNI MATERIJALI

Makromolekularni spojevi koji čine velike molekule nastale iz visokomolekularnih spojeva.Prema namjeni dijelimo ih na:

1. Plastične mase2. Kaučuk - elastomere3. Pomoćne polimerne materijale

Plastične mase

To su umjetne tvari koje su plastične tijekom prerade ali kasnije otvrdnu i zadržavaju taj oblik. Služe za izradu posuđa, cijevi, dijelova raznih aparata, zupčanika, brtvila i ventila. Prema sirovini i načinu izrade dijele se na:

plastične mase na bazi celuloze plastične mase na bazi bjelančevina plastične mase na bazi polimerizacije plastične mase na bazi polikondenzacije

Prema fizikalnim svojstvima plastične mase dijele se na:1. Termoplastične - zagrijavanjem se uvijek mogu vratiti u plastično stanje

(plastične mase na bazi celuloze i bjelančevina, polimerizati, neki polikondenzati)

2. Termostabilne - stabilne su na temperaturi (polikondenzacijske plastične mase)

Osim osnovnih materijala za izradu plastičnih masa koriste se i pomoćni materijali: punila, omekšivači. katalizatori, boje, stabilizatori.Plastične mase na bazi celuloze - celuloza obrađena s kiselinom upotrebljava se kao osnovna sirovina za plastične mase. Upotrebljava se za izradu predmeta široke potrošnje. Obradom celuloze dobiva se celon, vulkanfiber, celofan.Plastične mase na bazi bjelančevine - za njihovu izradu koriste se životinjske i biljne bjelančevine. Od te mase izrađuje se sitna galanterija.Plastične mase na bazi polimerizacije - polimerizati, polietileni. polipropileni, polistirol. polivinilklorid (termoplast) - dobiva se polimerzacijom vinilklorida na 2 načina: kloriranjem etilena, iz acetilena i klorovodika, poliakrilati (pleksiglas).Plastične mase na bazi polikondenzacije - fenoplasti, aminoplasti, poliesteri i poliamidi

by SIMCo. 2000

Page 24: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 24

Kaučuk i glina

Kaučuk se nalazi u biljkama koje posjeduju mliječni sok, a najpoznatiji je kaučukovac. Kaučuk se nalazi u mikroskopskim cjevčicama koje su raspoređene po cijeloj stabljici, u obliku koloidne vodene otopine. (zvane lateks, sadrži 30-40% sirovog kaučuka). Skupljeni lateks se procijedi, doda mu se mravlja i octena kiselina, ostavi se da se zgruša. Zgrušani kaučuk reže se na komade, tiješti rukama, pomoću valjka preša u listove sirovog kaučuka, koji se svrstava po vrst, reže se u određene oblike i pakira.

Svojstva sirovog kaučuka: svijetložute boje, na zraku potamni, pri temperaturi od 60°C postaje plastičan, pri 100°C ljepljiv, ima gustoću 900kg/m3. Vulkanizirani kaučuk je guma.Vulkanizacija: propuštanjem kaučuka kroz valjke dolazi do velikog trenja, molekule kaučuka se kidaju u manje molekule što uzrokuje mehaničke promjene. Taj postupak se zove mastificiranje, a dobiveni kaučuk mastificiranim. Vulkanizacija je proces kojim se polimer prevodi iz plastičnog u elastično stanje. Za proizvodnju gume važna je smjesa stalnog karaktera što se provjerava u laboratorijima. Masticiranom kaučuku u miješalicama se dodaju sve kemikalije potrebne za dobivanje gume osim sumpora. Kao dodaci se mogu koristiti: punila, omekšivači, ubrzivači, sredstva protiv starenja ili antioksidanti, boje, specijalni dodaci. Prema temperaturi pri kojoj se odvija vulkanizacija ona može biti topla ili hladna. Topla se odvija na temperaturi od 100-170°C. Prema temperaturi i postotku sumpora postoji meka guma (2,5-3% sumpora) i tvrda guma (do 32% sumpora).Sintetički kaučuk - s obzirom na kemijske značajke razlikujemo:

polimeri i kopolimeri butadiena (izrada automobilskih guma) polimeri kloroprena (izrada žica, kabela...) polimeri izobutilena (specijalne namjene) polisulfidni kaučuk (fleksibilne cijevi za benzin) silikonski kaučuk (električne izolacije i brtve)

Izrada gumenih proizvoda: Vanjske gume za motorna vozila izrađuju se od gumenih ploča, armiranih tekstilom i pojačanih metalnom žicom. Svaka autoguma sastoji se iz: kostura i vanjskog gumenog protektivnog sloja. Postoje 2 vrste guma: dijagonalne i radijalne. Glavni postupci za izradu poluproizvoda prije vulkanizacije: ekstrudiranje, kalandriranje, oblikovanje u kalupima.Asortiman gumenih robe: pneumatika, tehnička gumena roba, gumena galanterija.Skladištenje gumene robe: temperatura ne smije biti iznad +20°C niti ispod -10°C. Relativna vlaga oko 65%. Uzroci starenja u vanjskim uvjetima su sunčeva svjetlost, vlaga, kisik, temperatura, ozon...

by SIMCo. 2000

Page 25: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 25

7. DRVO I PROIZVODI OD DRVETA

Podjela drveta se može obaviti:a) prema načinu upotrebe

drvo za tehničku, kemijsku upotrebu, drvo za gorivo (listopadno, četinarsko, egzotično) prema mehaničkim svojstvima može biti tvrdo (hrastovo, jelovo), meko (vrbovina, lipovina), fino (jabukovina), četinari (jelovina, smrekovina), egzotično drvo (ebanovina)

b) prema debljini: drva se dijele na razrede i podrazrede, razreda je 6 ovisno o promjeru drva.c) prema dobu sječe: drvo zimske i drvo ljetne sječe.

Osnovna svojstva i sastav drveta

Estetska svojstva - tekstura, boja, sjaj, miris, finoćaOsnovna fizička svojstva - gustoća, vodljivost zvuka, topline, elektriciteta, propustljivost svjetlosti i poroznost.Mehanička svojstva - tvrdoća, čvrstoća, elastičnost i žilavostGlavni sastav drveta - celuloza, hemiceluloza, lignit, ekstraktne tvari.

Kemijska prerada drveta

Sastoji se u otapanju lignita i drugih sastojaka do određene granice. Priprema se sastoji u čišćenju drveta, izradi sječke, skladištenju sječke, potom prerada, kuhanje u kotlovima.a) Natronski postupak - za proizvodnju celuloze upotrebljava se otopina natrij hidroksida u

koncentraciji od 10-40%. Temperatura je od 160-190°C pod tlakom od 6-12 bara.b) Sulfitni postupak - priprema sirovina, dodavanje bisulfitnog luga, kuhanje drveta,

prečišćavanje i bijeljenje celuloze i iskorištavanje otpadnog luga.

Papir

Papir je tanki plošni proizvod dobiven međusobnim prepletanjem vlakana učvršćenih ljepilom, a sadrži također punila i prema potrebi boje. Osnovna sirovina za papir je celuloza i dodaci. Dobivanje papira se sastoji iz: pripreme papirštine, prerade papirštine u papir. Dobiveni papir se organoleptički, mehanički, kemijski... ispituje. Papir se koristi za izradu ambalaže.

8. EKSPLOZIVI I BARUTI

Eksplozivi su tehnički proizvodi sastavljeni pretežno od “eksplozivnih tvari”. To su spojevi koji kemijskom reakcijom razvijaju energiju u obliku topline i mehaničkog rada. U eksplozivu razlikujemo:

“progresivni” eksplozivi - sporija reakcija “brizantni” eksplozivi - reagiraju odmah

“Deflagracija” - ubrzano gorenje plamenom“Detonacija” - s mjesta inicijacije polazi i kroz masu eksplozivne tvari prolazi udarni val pritiska

by SIMCo. 2000

Page 26: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 26

Deflagrantni eksplozivi (baruti)

Crni barut - tamnosive do sivocrne boje, s jačim ili slabijim metalnim sjajem, lako se zapali iskrom, plamenom, udarcem ili trenjem, sastoji se od salitre, drvenog ugljena i sumpora. Pravi se tako da se salitra te drveni ugljen sa sumporom odvojeno samelju i onda kotrljanjem miješaju, rastrljavaju uz malo vode, zatim se zgrušnjava, razmrvi, prosije i polira pa se nakon toga vraća u presu.Malodimni barut - osnovni mu je sastav nitroceluloza. Proizvodnja se obavlja dvjema tehnikama: rad u vodenoj i rad u bezvodnoj fazi.

Jednokomponentni detonantni eksplozivi

Najviše se upotrebljavaju: trinitrotoluen, trinitrofenol, tetril, celulozni nitrat, praskavi pamuk, glicerinitrat (nitroglicerin).

Inicijalni eksplozivi

Inicijalni eksplozivi pretežno služe za punjenje upalnih sredstava, uglavnom kapisle namijenjene paljenju. Za iniciranje eksplozivnog procesa upotrebljavaju se najviše azid i fulminati teških metala, te soli nekih organskih kiselina.

Skladištenje eksploziva

Ambalaža eksploziva mora biti zatvorena i nepropusna za vlagu u normalnim uvjetima, čvrsta i da ne nagriza materijale. Skladišta za eksplozivnu robu dijelimo na:

prema mjestu izgradnje: površinska, ukopna, podzemna, jamska prema namjeni: stalna, pomoćna, priručna, pokretna, tranzitna

9. TEKSTIL KAO ROBA

Tekstilne sirovine

Tu spadaju prirodna i umjetna vlakna pogodna za izradu raznih tekstilnih proizvodaa) Prirodna vlakna

Biljna vlakna: glavni sastojak je celuloza koju prate, ovisno o vrsti vlakna lignin, pektin... sjemenska vlakna: pamuk, kapok, biljne svile. Pamuk se dobije iz raznih pamučnih biljaka, sa sjemena koje raste u pamučnoj čahuri, pamuk se bere ručno, odvaja od sjemenja, pakira se jakim presama u bale, koje se umotavaju u jutu i režu trakama. Srednja kvaliteta je MIDLING, od pamuka se izrađuje pređa, razne vrste tkanina i pletiva, konac i vata. stabljična vlakna: lan, konoplja, jute, ramija. Stabljika lana se čupa ili kosi i razvrstava, razaranje biljnog tkiva odvija se biološki, kemijski i mehanički. U promet dolazi kao češljani lan u balama od 100 kg. lisnata vlakna: manila, agava, rafija i ananas vlakna iz plodova: kokosovo vlakno iz ploda kokosa

Životinjska vlakna: vuna, dobiva se striženjem i naziva striženom ili runskom vunom. Vuna se pakira u bale po 150 kg, mogu se pakirati u tekstilnu ambalažu od jute ili bez ambalaže.Mineralna vlakna: azbest, dolazi u promet u obliku praha, ploča i konopaca, a služi za izradu termičkih i elektroizolacijskih brtvila.

by SIMCo. 2000

Page 27: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 27

b) Umjetna vlaknaTo su vlakna dobivena umjetnim putem iz celuloze, životinjskih i biljnih bjelančevina. Izrađuju se u obliku beskonačnih niti - filamentna vlakna, dijelimo ih na:Kemijska vlakna: viskozna svila, acetatna svila, bakrena svila i kazeinska vuna.Sintetička vlakna: poliesterska, poliamidna i poliakrilnitrilna vlakna.

Predivo

Predenjem nastaju pređe ili niti, a razlikujemo 2 načina predenja:a) predenje niti iz prirodnih ili umjetnih vlakana - upredanje može biti u obliku slova S i Z.

Kvaliteta prediva određuje se na temelju svojstava: finoća, vlaga, jačina na kidanje i stupanj upredenosti. Razlikujemo predivo prema vrsti sirovine: pamučna, vunena, lanena, konopljina i svilena pređa.

b) predenje niti iz tekuće predive mase proizvedene na industrijski način

Tkanine i odjevni predmeti

Tkanine su tekstilni proizvodi koji se dobiju unakrsnim preplitanjem najmanje dviju ili više skupina niti pređe. Skup niti koje se protežu uzduž tkanine nazivamo osnovnom, a skup niti okomit na osnovu naziva se potkam. Proces izrade tkanina odvija se u nekoliko faza: priprema osnovne i potke te tkanje i dorada sirovih tkanina.

Skladištenje tekstilne robe

Tekstilna roba se po vrstama, porijeklu sirovine. Skladišta moraju biti suha i zračna, relativna vlaga od 60-70%, temperatura oko 18°C.

10. KOŽA

Vrsta kože i svojstva

Koža se može podijeliti na nekoliko načina:a) prema porijeklu - goveđa, svinjska, ovčja, kozja, egzotične kože...b) prema namjeni - koža za obuću, tehničke i galanterijske kožec) prema štavi o doradi - boks koža, lak koža...

Koža se sastoji od 3 (dijela) sloja: pousmine, usmine, podusmine. Pousmina je vanjski sloj kože, usmina - sastavljena uglavnom od kolagenih vlakana, podusmina predstavlja prijelaz od kožnog sloja prema tkivu mišića. Podusmina i pousmina se u kožarstvu odstranjuju. Sirova koža sadrži 20-30% bjelančevina, 70-78% vode i nešto masti i mineralnih tvari. Mora se konzervirati. Konzervira se polaganim sušenjem i soljenjem s oko 30-40% težine soli spram težine kože.

Štavljenje kože

Štavila daju sirovoj koži nova svojstva: trajnost, teško bubrenje, elastičnost, nepropusnost za vodu i propusnost za plinove. Štavila se dijele na:Biljna - u biljna štavila spadaju tanini koji se nalaze u biljkama, u kori, lišću, plodovimaMineralna - natrij i kalij-dikarbonat, aluminij sulfat, stipsa, kromova stipsaMasna - goveđi loj, svinjska mast, riblje uljeUmjetna - dodaju se kondenzacijom fenola i njegovih prerađevina...

Pomoćna sredstva: boje, sredstva za mašćenje i apretiranjeDorada štavljene kože: ispiranje, sušenje, struganje i brušenje kože

by SIMCo. 2000

Page 28: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 28

Donja koža: pravi se od volovskih, bikovskih koža (za teške cipele)Gornja koža: izrađuje se od lakših sirovina (za npr. rukavice, kožna galanterija, uvez knjiga...)

Skladištenje

Temperatura ne smije biti manja od 7°C niti veća od 20°C. Relativna vlaga iznosi između 50 i 70%.

11. PREHRAMBENI PROIZVODI

U prehrambene proizvode spada sve ono što se upotrebljava za ljudsku ishranu i piće

Sastav hrane i podjela

Svi sastojci hrane dijele se u 3 skupine:a) hranjivi sastojcib) metabolitic) dodaci

a) hranjivi sastojci: su oni koje čovječji organizam koristi kao hranu. Najvažniji sastojci su: bjelančevine: tvari koje su osnovni činilac za životne funkcije (25% u organizmu, a voda 65%)

mogu biti biljnog i životinjskog porijekla 2 skupine: proteini i proteidi

ugljikohidrati: složeni organski spojevi koji čine glavnu masu naše hrane, biljnog su porijekla masti

biljnog i životinjskog porijekla biljne masti: razna ulja, kokosova mast životinjske masti: maslac, svinjska mast

b) metaboliti: voda, mineralne tvari, vitamini i organske kiseline. Voda je potrebna pri izgradnji probavnih i drugih tjelesnih sokova, za prijenos otopljenih hranjivih tvari... Mineralne soli su neophodne za pravilan rad i rast organizma, vitamini su zaštitne tvari, sadržane u hrani u malim količinama, nalaze se u povrću, voću, namirnicama životinjskog porijekla (A, B, C ,D, E vitamin).

c) dodaci: su stimulansi, začini i alkoholna pića, a dodaju se prema potrebi i želji.

Biološka znanost o hrani sintetizira hranjive sastojke prema zadacima koje te tvari moraju ispunjavati u prirodi.

Konzerviranje prehrambenih proizvoda

Konzerviranjem se usporavaju ili totalno zaustavljaju procesi degradacije hrane, a to se postiže: toplinom, hladnoćom, dehidriranjem, dodavanjem kemijskih konzervansa.Toplina:

uništava mikroorganizme i enzime koje uzrokuju kvarenje. pasterizacija - inaktiviranje mikroorganizama na temperaturi manjoj od 100°C sterilizacija - inaktiviranje mikroorganizama na temperaturi većoj od 100°C

Hladnoća: zaustavljaju se aktivnosti mikroorganizama, izolira se voda kao agens u procesu kvarenja pri temperaturi nižoj od 0°C (hlađenje i smrzavanje)

Dehidriranje: pulverizacija: sušenje kojim se tekući proizvod prevodi u prah (uklanjanje vode)

by SIMCo. 2000

Page 29: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 29

Fizikalno kemijsko konzerviranje hrane: obavlja se upotrebom šećera i soli, octene kiseline (kiseljenje)

Prehrambeni proizvodi životinjskog porijekla

a) meso i proizvodi od mesa: meso je najbogatiji izvor bjelančevina u ishrani, koje služi za izgradnju novih stanica bjelančevina u organizmu. Svježe meso se mora držati u skladištima u kojima je temperatura od 0°C do 1°C. Meso se u promet isporučuje u svježem, smrznutom stanju i u obliku prerađevina

b) ribe i proizvodi od ribe: riba je izvor proteina i vitamina, postoji slatkovodna i morska riba. Svježa riba dolazi u promet živa (slatkovodna), ohlađena (morska) i smrznuta (-8°C). Prerađevine ribe: konzerve, polukonzerve, soljena i sušena riba.

c) mlijeko i mliječni proizvodi: u mlijeku ima 3,5% masti i to raspršene u obliku vrlo sitnih kuglica pa je zato mlijeko bijele boje. Takvu razmućenu mast u vodi zovemo EMULZIJOM, pa se kaže da je mlijeko prirodna emulzija. Prema načinu i stupnju obrade načinjena je osnovna podjela mlijeka na:

pasterizirano: trajna ili niska pasterizacija: zagrijavanje mlijeka na temperaturi 63-65°C u vremenu od 30 minuta. kratkotrajna pasterizacija: zagrijavanje mlijeka na temperaturi 71-76°C u vremenu od 15 sekundi. visoka pasterizacija: zagrijavanje mlijeka na temperaturi od 85°C u vremenu od 1 minute.

sterilizirano: dobiveno najkasnije 24 h nakon muže, zagrijano na temperaturi višoj od 100°C kuhano: ono koje je ključalo najmanje 5 minuta i u tom vremenu neprekidno miješano.

Mliječni proizvodi obuhvaćaju mlijeko u prahu, zgusnuto mlijeko, kiselo mlijeko, jogurt, kefir, maslac, vrhnje, razne sireve.d) jaja i prerađevine od jaja: osim bjelančevina i masti sadrže fosforne spojeve i vitamine.

Najbolje se čuvaju na temperaturi 0-5°C.e) masti i ulja: razlikujemo životinjske i biljne masti: životinjske masti dobivaju se od masnog

tkiva životinja a biljna ulja i masti dobivaju se iz plodova maslina, sjemenaka soje, suncokreta, tikve, repe...

Prehrambeni proizvodi biljnog porijekla

a) Žitarice i njihove prerađevineŽitarice su biljke iz porodice trava: pšenica, riža, kukuruz, raž, ječam, zob, proso, sirak i neljda. Glavni unutarnji dio zrna je jezgra ili brašneni dio, najvećim dijelom ispunjen zrncima škroba. Za skladištenje žitarica u rasutom stanju koriste se privremena, stalna, podna skladišta i silosi. Prerađevine od žitarica čini brašno koje može biti poluproizvod i dalje kao sirovina za proizvodnju kruha i tjestenine. Tehnološki postupak dobivanja brašna: čišćenje i priprema žitarica, mljevenje, prosijavanje i miješanje, pakiranje i odležavanje.

b) Povrće voće i njihove prerađevinePrema dijeli koji se koristi za ljudsku ishranu povrće se dijeli u nekoliko skupina: lišće, plodovi, lukovice, korijen i stablo, cvijet (karfiol i artičoka), gomolj. Povrće se konzervira sušenjem i smrzavanjem. U konzerviranje u širem smislu pripada i izrada prerađevina. U prerađevine od povrća ubrajaju se: zatvorene sterilizirane ili pasterizirane konzerve, koncentrati, sokovi od povrća, marinirano povrće. Voće se prema sadržaju glavnih sastojaka dijeli na: sirovo voće bogato vodom i sirovo voće bogato mastima (orasi, bademi...) Razlikujemo i kontinentalno i južno voće. Voće ekstrakvalitete, I I II kvalitete. Svježe voće se ne skladišti, skladište se naprimjer agrumi i jabuke. Osim kontinentalnog i

by SIMCo. 2000

Page 30: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 30

južnog imamo i sušeno i smrznuto voće. U voćne prerađevine ubrajaju se pekmez, marmelada, džem, slatko, voćni kompoti, voćni sokovi, voćni žele...

c) ZačiniTvari koje se dodaju hrani radi poboljšanja okusa. To su dijelovi nekih biljaka, uglavnom tropskih, to mogu biti plodovi, lišće, stablo, cvijet i sjeme. U na se najviše upotrebljavaju paprika, papir ili biber (biljka biberovac), vanilija, cimet, lovor, ružmarin, kim, gorušica, klinčići. Najbolja temperatura skladištenja je ispod 15°C i relativna vlaga zraka 50-60%.

d) StimulansiKava: ubrani plodovi prerađuju se mokrim i suhim postupkom, dobiva se sirova kava koja se mora pržiti. Pržena kava sadrži 1-2,5% kofeina. Temperatura skladištenja je 10-20°C, relativna vlaga 50-60% (sirova kava). Pržena kava nije za skladištenje.Čaj: posebno pripremljeno i osušeno lišće grmolike biljke čajevca (crni i zeleni čaj).Alkoholna roba: proizvod koji sadrži određeni postotak etilnog alkohola. U alkoholna pića ubrajamo vino, pivo, rakije, vinjak, likere... Jaka alkoholna pića (18% alkohola ili više) dobivaju se destilacijom: rakija, vinjak, viski, votka, rum.

12. OPĆI DIO

Pojam robe i podjela

Roba je proizvod ljudskog rada koji se masovno reproducira, ali ne za vlastite potrebe nego za tržište, gdje ide u društvenu upotrebu razmjenom.

Prema trgovinskim strukama: prehrambena, tekstilna, metalna, tehnička...Prema ekonomskoj razmjeni: proizvodi za reprodukciju, investiciju i široku potrošnjuPrema agregatnom stanju: čvrsta, tekuća, plinovitaPrema načinu pakiranja i transporta: komadna i rinfuzna roba.Prema porijeklu: domaća i uvoznaPrema stupnju obrade: sirovina, poluproizvod i proizvod.

Kvaliteta norma robe

Pod kvalitetom robe podrazumijeva se skup svih svojstava koja bitno utječu na upotrebnu vrijednost robe. Propisani su stupnjevi kvalitete robe koji se označavaju brojčano ili riječima.

Ambalaža

Svrha ambalaže je da štiti robu od rasipanja, oštećenja, vanjskih utjecaja.a) Funkcija i podjela ambalaže:

prema funkciji ambalaža se dijeli: upotrebna funkcija: da se nekoj robi omogućuje da se može upotrijebiti tržna funkcija: posebnim izgledom propagira robu zaštitna funkcija funkcija pri skladištenju i transportu

klasifikacija ambalaže: prema osnovnim funkcijama - velika i maloprodajna ambalaža prema osnovnim materijalima - metalna, staklena, papirna, plastična prema namjeni - za prehrambene, kemijske, tekstilne proizvode...

b) Vrste ambalažnog materijala: papir metal staklo plastične mase

by SIMCo. 2000

Page 31: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 31

drvo tekstil

c) Oblici ambalaže: prizmatičnog oblika (sanduci, kutije, vreće, bale) cilindričnog oblika (bačve, cilindri, koturi, kalemi) kontejneri palete

Skladištenje

Prostor namijenjen smještanju i čuvanju robe u radnim organizacijama.

by SIMCo. 2000

Page 32: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 32

TEHNOLOGIJA MATERIJALA II

by SIMCo. 2000

Page 33: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 33

13. MATERIJALI U PROMETU

Znanost o materijalima proučava materijale koje dobijemo iz prirode i to su primarni materijali te njihove tehnološke procese, svojstva i primjenu.Preradom primarnih materijala dobijemo sekundarne materijale.Poznavanjem porijekla materijala uvjetuje se i prijevoz koji može biti vanjski ili unutarnji.U prometu susrećemo nekoliko oblika materijala i dijele se na:

1. materijali bez oblika2. materijali3. pastozni materijali4. materijali stabilnog oblika.

Materijali bez oblika

Su oni koji se u prometu javljaju u rasutom stanju ili su nepravilnog oblika. Ti materijali nemaju ambalažu.

Sipki materijali

Su razni prašci, krupna i sitna zrnata roba gdje se dobiva oblik posude (ambalaže) gdje se nalazi. Kod sipkih materijala nam je važan nasipni kut, a to je kotangens kuta koji zatvaraju horizontala i izvodnica stošca materijala, koji se oblikuje kada se materijal na standardan način isipa na horizontalnu ploču određene površine. Što je kut veći sipkost je bolja. To je bitno kod skladištenja i transporta.

Pastozni materijali

Su razne paste, masti, kreme, želei i razne pjene. Oni mogu teći pod silom koja je veća od sile teže. Imaju veću postojanost oblika od sipkih i tekućih materijala. Svojstvo ovih materijala je točka kapanja, plastičnost i penetracija.

Točka kapanjaje važna kod pastoznih materijala da budu postojani na povišenim materijalima..

Plastičnostje karakteristika koja se izražava smicanjem na plastometru i mjerenjem sile smicanja.

Penetracijaje svojstvo pastoznih materijala poja ukazuje na njihovu gustoću, to jest čvrstoću. Mjeri se

na standardnom penatrometru na temperaturi od 25°C, slobodan pad u vremenu od 5 sekundi i prodiranje konusa očita se na instrumentu.

Materijali sa oblikom

To je roba koja ima ambalažu, standardnog je oblika i kažemo da je to komadna roba.

Podjela materijala u prometu

by SIMCo. 2000

Page 34: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 34

Materijali u prometu dijele se:1. obzirom na rukovanje2. obzirom na stupanj dorade3. obzirom na svojstva materijala4. obzirom na vrijednost materijala5. obzirom na kvalitetu materijala

Obzirom na rukovanje s materijalima

Može se govoriti o dokumentima te vrijednim papirima i novcu gdje se zahtijeva brzina i točnost pa se pri tome koristi posebna tehnika. Rukovanje sipkim materijalima potrebno je voditi računa o skladištenju i prijevozu. Kod rukovanja je važno pravilno skladištenje kao i pakiranje da bi se mogla očuvati svojstva materijala u prijevozu ili tokom prijevoza.

Obrada materijala obzirom na stupanj dorade

Materijali se dijele na:• sirovine• poluproizvode• gotove proizvode.

Obzirom na svojstva materijala

Obzirom na agregatno stanje materijali se dijele na:• plinove• tekućine • krute tvari

U kojem će agregatnom stanju neki materijal postojati ovisi o njegovim fizičko-kemijskim svojstvima.

Obzirom na osjetljivost materijali mogu biti:• osjetljivi na vlagu, kisik, koroziju i razne mirise• ekološko štetni (to su opasni materijali)

Obzirom na mehanička svojstva materijali mogu biti:• elastični ili plastični• žilavi• tvrdi• kruti

Obzirom na primjenu materijali mogu biti:• potrošni (roba široke potrošnje)• investicijski (sredstva rada i potrošni materijal)

Obzirom na vrijednost materijala

Dijele se na:• nisko vrijedne materijale• srednje vrijedne materijale• visoko vrijedne materijale.

Nisko vrijedni materijali uglavnom nemanju ambalažu, prijevoz im je u rifuzi; prijevoz im je cestovnim i željezničkim prometom.Srednje vrijedni materijali imaju ambalažu, ali ne skupu, i to su najčešće proizvodi prerađivačke industrije.

by SIMCo. 2000

Page 35: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 35

Visoko vrijedni materijali imaju propisanu ambalažu i najskuplji prijevoz — zračni prijevoz (novac, zlato, dokumenti).

Obzirom na kvalitetu

Materijali se obično označavaju u četiri skupine kvalitete i to:1. izuzetno dobre kvalitete2. dobre kvalitete3. srednje kvalitete4. donje razine kvalitete

Obzirom na komponente kvalitete možemo govoriti o:1. tehničko-tehnološkoj kvaliteti2. estetsko-funkcionalnoj kvaliteti3. ekonomsko-komercijalnoj kvaliteti

Sve te tri kvalitete čine ukupnu kvalitetu proizvoda ili materijala (RAZINU).

Klasifikacija materijala u prometu

Osnovna sistematizacija materijala u prometu svrstava materijale prema industrijskoj grani ili proizvodnom području, a to je kolekcija materijala koja je zbirka istovrsnih materijala. Dio kolekcije jedne proizvodne grane u trgovini naziva se sortiment gdje se razlikuju trgovački i proizvodni sortiment. Materijali koji imaju ista glavna svojstva pripadaju jednoj vrsti. U jednoj određenoj vrsti mogu se izdvojiti podvrste, a u podvrstama sorte, u sortama redovi, u redovima razredi, u razredima grupe, a grupe idu na klase.SORTE materijala sadrže više rodova, tj. trgovačkih klasa.ROD obuhvaća više vrsta materijala koji su međusobno slični.RED obuhvaća više vrsta rodova materijala.RAZRED obuhvaća više vrsta redova materijala, ali među njima je određena međusobna razlika.GRUPE obuhvaćaju više razreda, obzirom na njihovu primjenu.

Danas u prometu za jedan proizvod ima više naziva ili više proizvoda ima jedan naziv.Za promet je bitna sistematizacija materijala da bi se oni mogli pravilno upotrebljavati. Postoji međunarodna klasifikacija i to može biti:

1. univerzalna decimalna klasifikacija (UDK)2. briselska nomenklatura za klasifikaciju tarifa (SMTK)3. standardna međunarodna trgovinska klasifikacija (CTCI)4. službena nomenklatura statistike vanjske trgovine5. europska nomenklatura artikala (EAN)

Univerzalna decimalna klasifikacija

Klasifikacijski sustavi mogu biti opći i posebni.Opći

Obuhvaćaju sve djelatnosti ljudskog uma i podijeljena je u deset oblasti koje se dalje dijele na grane, taj klasifikacijski sustav prihvatila je međunarodna federacija za dokumentaciju te je tako postao unificirani decimalni sustav. Prvu primjenu proveo je knjižničar u Americi na klasiranju knjiga i časopisa 1873 god.

PosebniKlasifikacijski sustav namijenjen je samo jednom predmetu ili nekoliko srodnih predmeta.

Prema UDK promet je u grani 656.

Briselska nomenklatura za klasifikaciju tarifa

by SIMCo. 2000

Page 36: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 36

Važna je kod carinskih tarifa i prvi put se spominje 1955 god. i ona olakšava primjenu svih carinskih tarifa u procesu carinjenja. Nomenklatura je postavljena tako da u okviru pozicija postoji mogućnost dodavanja novih proizvoda tj., može se proširivati. Briselska nomenklatura — skraćenica je SMTK — ona je obavezna pri uvozu i izvozu robe i materijala. SMTK vanjske trgovine ima 1312 pozicija.

Standardna međunarodna trgovinska klasifikacija

Društvo naroda 1938 god. objavilo je listu minimalne statistike vanjske trgovine, a 1950 god. donio je sekretarijat UN standardnu međunarodnu trgovinsku klasifikaciju gdje je konačni tekst usvojen 1968 god. i po njemu su svi proizvodi podijeljeni u 10 sektora, a sektori u grane. Ukupno je 56 grana. Grane se dijele u grupe, a one u podgrupe i pozicije. princip pripisivanja brojeva je slijedeći: prvi broj je sektor, druga dva su grana, treće mjesto je grupa, četvrto podgrupa i peto pozicija.

Europska nomenklatura artikala

Na zahtjev 12 Europskih zemalja 1974 god. da se uvede jedinstveno označavanje artikala, 1977 god. osnovana je EAN sa sjedištem u Briselu. U svibnju 1992 god. Hrvatska ulazi u tu udrugu — naziv CRO-EAN. U EAN razlikujemo dvije vrste numeracija: EAN 8 i EAN 13 (ovu oznaku nose naši proizvodi), one ovise o veličini pakiranja.

Prve tri crtice označuju kod zemlje gdje je proizvod proizveden (za Hrvatsku je to ≡ sa pozivnim brojem za Hrvatsku, a to je 385). Prema različitosti proizvoda — ako ima od 1-9.999 spada u numeraciju EAN 8, a ako ima od 10.000-100.000 spada u numeraciju EAN 13. Sva ambalaža sa kodovima ( ) može se reciklirati. Naš znak za zaštitu okoliša je golubica.

Kvaliteta materijala i promet

Kvaliteta nekog materijala predstavlja skup svih svojstava koja utječu na uporabnu vrijednost. Kvaliteta može biti vezana samo za jedno svojstvo kao najbitniju karakteristiku. Kvaliteta je mjerilo uporabne vrijednosti materijala. U praksi se može podijeliti u dvije kategorije:

1. kvaliteta tvorničke izrade2. kvaliteta koncepcije proizvoda

Kvaliteta tvorničke izradeU toku proizvodnje najvažnija je kontrola kvalitete ulaznih sirovina, termičke izvedbe i

kontrola gotovih proizvoda. Kvaliteta tvorničke izrade može se uzeti kao kvaliteta koncepcije proizvoda i kao kvaliteta proizvodnje.

* Kvaliteta koncepcije proizvodaIma tri aspekta ili gledišta i to:

1. tehničko-tehnološki2. funkcionalno-eksploatacijski3. dizajn

by SIMCo. 2000

Page 37: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 37

Kvalitetu proizvoda čine razni faktori, a novi proizvodi mogu biti:1. proizvodi za uporabu koji još ne postoje2. proizvodi koji po sastavu, svojstvima ili proizvodnji su novi, a primjena im je pouzdanija.3. proizvodi kojima se bitno poboljšava kvaliteta.

Metode utvrđivanja kvalitete materijala

Metode mogu biti subjektivne i objektivne.Metode ispitivanja:

• organoleptička• mehanička• fizička• kemijska• tehnološka• transportna

Organoleptičko ispitivanje provode degustatori. To je subjektivna metoda pomoću ljudskih čula i osjetila, a to su:

• okus• miris• izgled• opip

Okus - kod njega se određuje:• slatkost• slanost• kiselost• ljutost• gorkost

Okus se određuje prema hedonističkoj skali od 0-9. Ako je nešto 6,5 — to je prihvatljivi proizvod. Okus proizvoda je dobar ako je 6,5, a najbolji je 9.Aromatičnost proizvoda se određuje brojčano od 0-3. Nula je bez arome, a tri je proizvod velike arome. Aromatičnost je vezana za vremenski period.Miris je bitan kod kvarljive robe - meso. U mesu, ribi nalaze se proteini (bjelančevine), koji se pri nepovoljnim uvjetima raspadaju i nastaju aminokiseline — daju specifičan miris kvarljive robe. Pivo se mora pasterizirati, ima rok trajanja.Izgled — tu koristimo čulo vida. Kod tkanina se ispituje postojanost boje. Ta postojanost određuje se prema sivoj skali koja ima šest krugova.Opip — pomoću ruku. Bitan je kod određivanja starosti mesa, na svježem mesu se otisak prsta ne primijeti, a na starom mesu ostaje otisak prsta, ali meso se ne smije u principu dirati prstima. Kod soli, šećera ovisno o krupnoći.

Skup organoleptičkog ispitivanja dan je bodovanjem tj. kvaliteta robe se određuje bodovanjem. Svaka vrsta robe ima drugi sustav bodovanja. Negativni bodovi — to je slučaj kod kave jer nju uvozimo, tj. uvozimo sirovu kavu. Naš niti jedan proizvod ne smije imati negativne bodove. Za ispitivane se koriste još i testovi ispitivanja ili uspoređivanja, tj. imamo neki standard s kojim uspoređujemo ostale predmete iz te skupine. Mehaničko ispitivanje je objektivno. Tu spadaju:

• čvrstoća• tvrdoća• žilavost• umor materijala.

Čvrstoća je otpor što ga materijal pruža prema cijepanju. Aparati na kojima se ispituju materijali na čvrstoću zovu se kidalice ili dinamometri. Prilikom ispitivanja čvrstoće može se ispitivati istezljivost ili izduženje materijala. Ovisno o materijalu može se načiniti epruveta (ili uzorak za

by SIMCo. 2000

Page 38: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 38

ispitivanje) čije dimenzije su ovisne o vrsti materijala. Epruveta kod lima je 10×2 cm, a kod tkanine je 20×5 cm.Dijelovi kidalice su dvije štipaljke, satni mehanizam, utezi. Kad pod uticanjem težine, utega ispitni materijal pukne, kazaljka na satnom mehanizmu stane i mi očitamo silu. Najidealnije bi bilo kad bi materijal pukao na sredini, ako prekid ima oštre ivice → materijal nije homogen → to se ocjenjuje organoleptičkom, tj. subjektivnom metodom. Za određivanje treba uzeti barem pet uzoraka epruvete. Ako se mjeri izduženje ili istezanje, tj. rastezljivost ona se izražava u % map. % rastezljivost tkanine. Kod ispitivanja materijala bitna je uloga u prostoriji, tj. normalni uvjeti 65 % vlage i temperatura 20°C.

Tvrdoća je sila ili otpor kojom se materijal opire prodiranju nekog tvrđeg materijala -sila prodiranja. Metode za ispitivanje tvrdoće su:

• BRINEL-ova (oznaka HB)• WICKERS-ova (oznaka HW)• ROCKWELL-ova (oznaka HRC)

prve tri koriste se u metalnoj industriji• SHORE• POLDI• BAUMANN

Brinelova metoda nema pripreme uzorka i nije bitan okoliš. Uzorak materijala stavimo pod aparat i vrši se otisak čelične kuglice (promjera 2,5,10 mm) u vremenu od 15 sekundi. Nakon toga izmjerimo promjer otiska i iz Brinelove skale očitamo tvrdoću materijala po Brinelu. Jako tvrdi materijali ne mogu se ispitati pomoću Brinela, tj. materijal veće tvrdoće od čelika (jer se ispitivanje izvodi pomoću čelične kuglice). Nije dovoljno jedno ispitivanje (najmanje pet ispitivanja).

Wickersova metoda — stroj (sliči na mikroskop) mora biti u točno određenom položaju i na njega ne smiju djelovati nikakvi vanjski uticaji. Otisak se vrši pomoću dijamantske piramide koja je pod kutom od 136° u vremenu od 15 sekundi, ali uzorak mora biti pripremljen. Uzorak se mora ispolirati i odmastiti. Nakon toga se mjeri promjer i tvrdoća se očita u tablici po Wickersu. Ako je promjer otiska u materijalu mali znači da je materijal tvrd, a ako je promjer veliki onda je materijal mekan. Dozvoljava se tvrdoća do 1.000 Wickersa, iznad toga materijali su pretvrdi, tj. kruti su, tj. lako lomljivi. Promjer otiska se očitava preko okulara.

Rockwellova metoda je kombinacija Wickersove i Brinelove metode. Kod Rock aparata postoje dvije skale, A i B. Na skali A pokazuje se tvrdoća dobivena utiskivanjem čelične kuglice (za meke materijale), a na skali B tvrdoća dobivena utiskivanjem dijamantnog šiljka pod kutom od 120° (za tvrde materijale.

Za polimerne materijale (guma) upotrebljava se Shore metoda, a stroj na kojem se vrše ispitivanja naziva se skleroskop. Skleroskop je visok 1/2 m, izreže se dio materijala i spusti na dno skleroskopa i u to udara čelični bat. Kod Shorea se mjeri visina odskoka čeličnog bata od polimernog materijala i direktno se očitava. Veća tvrdoća veći odskok bata. Najbolja tvrdoća za gume automobila je 50-60 Shora.

Žilavost materijala je otpor materijala prema udarnom opterećenju. Ispituje se pomoću šarpijevog bata, a to je utrošeni rad po jedinici površine (našeg uzorka kojeg ispitujemo).

Umor materijala očitava se djelovanjem sile na materijal, a da on ne pukne. Materijal je izložen mehaničkom opterećenju prije loma i tu se javljaju vibracije koje su određene amplitudom i frekvencijom. Amplituda je mjerilo intenziteta vibracije, a frekvencija je broj titraja u sekundi. Do kojeg konačnog opterećenja možemo djelovati označava se kao granica zamora ili umora materijala i te granice imamo u tablicama. Kod nas se takvo ispitivanje vrši u TOZ-u — kod olovaka.

Elastičnost je svojstvo materijala da se prestankom djelovanja sile na njega vrati u početno stanje. Kod metala se izražava kao Jungov modul elastičnosti → nalazi se u tablicama.

by SIMCo. 2000

Page 39: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 39

Plastičnost poslije djelovanja sile zadržava oblik, tj. ne vrača se u početno stanje.

Fizička ispitivanja

Gustoća je težina kubne jedinice tvari. Služi za izražavanje kod svih tvari bez obzira na agregatno stanje. Najlakši je litij, a najteži osmij, granica je laki<3,5<teški. ρ određuje kvalitetu nekog materijala. Aerometar služi za mjerenje ρ, piknometar je aparat za mjerenje kod ulja i maziva. Kod goriva je Gustoća na 15°C, a kod ulja i maziva je na 20°C. Za kiseline i lužine se Gustoća može određivati u stupnjevima Bomea (°Be´) (map. za H2SO4 je ρ=1,84 gcm-3 ≡ 66°Be´). Gustoća se mjeri Bomeometrom. Osnova za gustoću je 1l vode jer ona na 4°C ima gustoću 1g/cm3.

Koeficijent toplinskog širenja ili istezanja materijala prati promjene koje se događaju ako se materijal zagrije za 1°C. Linearno rastezanje se označava sa α, a kubno ili zapreminsko sa β.

Temperatura paljenja materijala je temperatura na kojoj materijal prelazi iz jednog agregatnog stanja u drugo. Što je veća energija veza među atomima to je viša temperatura.

Toplinska vodljivost materijala je svojstvo provođenja topline, pri tome je bitan koeficijent vođenja topline, a to je toplina koja prođe između dvije točke od jednog cm3 u sekundi, ako je temperaturna razlika 1 K. Jedinica je W/mK (wat po metar kelvinu). Kod stakla je oko 1 W/mK, duraluminija 126 W/mK, zraka 0,25 W/mK.

Elektrotehnički materijali — pogledati u prvom dijelu tehnologije materijala.

Kemijska svojstva materijala

Kod kemijskih svojstava poznajemo:1. kemijski sastav2. kemijsku otpornost na koroziju3. vatrootpornost4. toplinsku otpornost5. kristalografska svojstva.

1. Kemijski sastav Za određivanja kemijskog sastava postoje različite metode kao što su:

• volumetrijska metoda• gravimetrijska metoda• spektografske metode• kromatografske metode

Na bazi kemijskog sastava određuje se vlaga. Uzmemo uzorak materijala, izvažemo ga, zatim ga sušimo (max temperatura je 100°C), pa ga potom opet izvažemo i dobijemo koliki je udio vlage u materijalu. Aparati za mjerenje vlage u laboratoriju su kondicionometri. Iglometar služi za ispitivanje vlage na terenu. On je malih dimenzija. Maksimalna temperatura kod brašna je 120°C, nakon toga se zapali i ono izgori, → tip brašna se određuje prema % pepela u brašnu, manje pepela → kvalitetnije brašno veća kalorijska vrijednost. Pepeo čine razne silikatne tvari, to je ne goriva komponenta.Trgovačke reprize su ugovorene (dogovorene) vlage za obračune, vrijede u cijelom svijetu.

2. Kemijsku otpornost na koroziju Uzročnici korozije mogu bit fizikalnog porijekla — tu se ubrajaju temperatura i svjetlost;

kemijskog porijekla — to su vlaga i razne kemikalije i soli; elektrokemijskog porijekla razni

by SIMCo. 2000

Page 40: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 40

mikroorganizmi, razni vodiči koji dovode do elektrokemijskih pojava, kompleksni uzročnici su uvjetovani promjenom klime.Korozija se dijeli na:

• kemijsku • elektrokemijsku.

Daljnja podjela korozije je prema agresivnom mediju, to može biti:• atmosferska• korozija u tlu• korozija u vodi i vodenim otopinama.

Katodna zaštita je zaštita protiv korozije u tlu — zaštita za one materijale koji idu u tlo.Korozija se može spriječiti raznim legiranjima → to je jako skupo. Podjela korozije prema eksploatacijskim uvjetima — korozija može biti uz mehaničko naprezanje, razne vibracije, uticajem lutajući struja i posredstvom nemetala. Podjela prema površini korodiranog materijala:

• površinska• lokalna• točkasta (piting) - kod automobila• inter-kristalna• opća

3. Vatrootpornost Svi materijali koji ne gore. Azbest je mineralno vlakno, on ne gori ni pri kojoj temperatura.

Razlikuje se vatrootpornost i vatrostalnost. Vatrostalnost je otpornost materijala do neke temperature.

4. Toplinska otpornostMaterijali otporni na neke temperature.

5. Kristalografska svojstva Imamo strukture:

• kristalno (ionska veza kod jednakih spojeva, kovalentna kod svih organskih spojeva, metalna kod metalnih spojeva može biti kubična, heksagonska i tetragonska)• amorfno (svi anorganski spojevi su amorfni)

by SIMCo. 2000

Page 41: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 41

Osnovne metode defektoskopije

Razlikujemo četiri osnovne metode:1. Metoda prozračivanja: (rendgenski aparati), koriste se X i Y zrake. Intenzitet zraka opada po dubini prozračenog materijala. Najviše se koristi filmska, radio ili γ grafija.

2. Metoda prozvučavanja: pronalaženje grešaka pomoću ultrazvuka gdje titraji imaju frekvenciju iznad 20 kHz. U praksi se korist frekventno područje između 1 i 25 MHz. Ta metoda služi za otkrivanje grešaka u materijalu

3. Magnetska metoda se zasniva na svojstvima materijala i mag. Polja i tom metodom se otkrivaju greške u materijalu i mogu se ispitati feromagnetski materijali.

4. Penetranske metode ili metoda kapilarne defektoskopije: zasniva se na činjenici da su tekućine velike površinske aktivnosti ili kapilarno aktivne i uvlače se u uske oku nevidljive pukotine na površini materijala i šupljine koje su u vezi sa površinom. Višak tekućine se ukloni te se može pukotina učiniti vidljivom na dnevnom ili ultraljubičastom svijetlu. Pri tome se koristi razvijač u obliku praha koji se kapilarnim djelovanjem uvlači u aktivnu tekućinu i pukotina ili šupljina postaju vidljive.

Tehnološka svojstva materijala

Tu su dvije osnovne grupe:1. obrada materijala bez skidanja strugotina2. obrada materijala sa skidanjem strugotina3. spajanje materijala (zavarivanje, lemljenje i zakivanje)4. toplinska obrada

Transportna ili prijevozna svojstva materijala

Materijali u prometu su izloženi raznim djelovanjima pri čemu nastaju oštećenja. Na materijale u prometu djeluju:

1. mehanička naprezanja — to su naprezanja pod uticajem vertikalnih sila, razne vibracije, naprezanja klizanja.

2. klima — može prouzročiti oštećenje robe koja se prijevozi. Npr. nema cerade na kamionu, a prevoze se vreće i pada kiša.

Marka i znak proizvoda

Znak proizvoda— može biti obavezan, uobičajni i interni. Skup svih znakova čini deklaraciju (etiketu).

Marka proizvoda — to je ime proizvoda ili zaštićeno ime proizvoda. Npr. Coca Cola, Nivea... Tvornica mora

imati licencno odobrenje od matične tvornice. Jedan licencirani proizvod je samo jedan za jednu državu. Kod Coca Cole imamo , to je i marka i zaštitni zrak.

by SIMCo. 2000

Page 42: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 42

Deklaracija moraju biti dani osnovni podaci:• količina robe (m ,kg)• sastav• ime, naziv robe• vlaga• npr. skupljanje tkanine.

Kod licenciranih proizvoda lice ≡ sa originalnim proizvodomnaličje − na našem jeziku.

Bez obzira dali se radi o našem ili uvoznom proizvodu mora postojati deklaracija. Moraju biti podaci (norme) pod kojim uvjetima je taj proizvod proizveden.

Materijali za pakiranje

Pod pojmom materijala za pakiranje podrazumijeva se ambalaža. Možemo reći da više od 90 % proizvoda ima ambalažu. Najviše zastupljena ambalaža je papir i on čini do 40 %, oko 30 % čine plastične mase (dobivaju se iz nafte), 20 % su metali, 10 % su ostali materijali (razne kombinacije). Koriste se reciklirani — obnovljeni materijali. Ambalažu možemo podijeliti na nekoliko stanovišta:

• prema funkcijama• prema ambalažnom materijalu • prema oblicima• prema namjeni.

Ambalaža prema funkciji:• uporabna• zaštitna• tržišna• skladišno transportna.

Uporabna funkcija ambalaže — uporabom ambalaže dolazimo do robe (sprej, tube - moramo pritisnuti ambalažu, tj. tubu da dobijemo pastu). Ne možemo odvajati robu od ambalaže.Zaštitna funkcija — štiti robu od vanjskih uticaja.Tržna funkcija — to je roba široke potrošnje. Ima nekoliko imena, npr. reklamna prodaja ... Razne grupe ljudi, tj. timovi ljudi se bore reklamama. Maheri u reklamiranju u Europi su Talijani, a u svijetu Amerikanci. Bitan je dizajn ambalaže, ide se do toga da se troši do 90 % sredstava na financiranje ambalaže.Skladišno transportna funkcija — bitna je u toku prijevoza i skladištenja komadne robe (roba sa ambalažom). Tu prvenstveno treba voditi računa kakvog je oblika ambalaža. Dva osnovna oblika ambalaže su kvadratna ili prizmatična i cilindričnog ili okruglog oblika.Pri skladištenju i transportu utječu razne statičke i dinamičke sile na robu u toku prijevoza. Tokom prijevoza nastaju razna mehanička oštećenja — voditi brigu o njima.

Ambalaža prema ambalažnom materijalu:Materijali se dijele na glavne i pomoćne. U glavne ambalažne materijale ubrajamo:

• drvo• papir• metal• staklo• tekstil• plastične mase

by SIMCo. 2000

Page 43: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 43

U pomoćne ambalažne materijale spadaju:• materijali za otvaranje• materijali za zatvaranje• materijali za jastučenje

Ambalaža prema oblicima:Spomenuti će biti kod opisa nekog glavno i pomoćnog materijala.

Ambalaža prema namjeni:• komercijalna (sitno pakiranje, roba u trgovini)• transportna (krupno pakiranje)

Komercijalna ambalaža — može biti: odvojiva (staklenke flaše) → povratna(naplaćuje se kaucija)→ nepovratna (cijena ambalaže

uračunata u cijenu pića)neodvojiva (sprej, tube, paste)

Pivo, ako je :• nepasterizirano (rok trajanja 8 dana)• pasterizirano (rok trajanja 45 dana)

Za ambalažu je propisan standard ISO 901.

Transportna ambalaža: — mogu biti za jednokratnu upotrebu i višekratnu upotrebu i to cilindričnog ili prizmatičnog oblika transportne ambalaže. Niti jedna transportna ambalaža više nije povratna. Niti palete niti kontejneri nisu ambalažni materijali. Kad je paleta obavijena sa plastičnom masom (folijom) skupa sa transportnim materijalima → onda ona spada u ambalažu (npr. kod paleta cigli).

Glavni ambalažni oblici

Drvo kao ambalaža Drvo je jedno od najstarijih ambalažnih materijala, a prema prirodi dijeli se na:

• zimzeleno• listopadno.

Svojstva drveta kao ambalažnog materijala mogu biti:• estetska (boja, miris, sjaj, finoća drveta)• fizička (Gustoća, vlažnost, deformacija). Drvo koje dolazi kao ambalaža mora imati propisanu vlagu koja iznosi 15 %. Drvo se usitni, izvaže, stavlja se u komore, zagrijava se na 105°C, 48 sati i u razlici težina prije i poslije sušenja dobije se vlaga. Preporučuje se sušenje na zraku.• mehanička — jedna od bitnih karakteristika je uvjetovana vlaknastom strukturom drveta i razlikujemo tri veličine mehaničkih svojstava obzirom na građu drveta:

1. mehanička svojstva u pravcu vlakna ↓2. mehanička svojstva u radijalnom pravcu ←3. mehanička svojstva u tangencijalnom pravcu ↵

Drvo se koristi u obliku dasaka, gredice, greda za izradu paleta, sanduka, bačava, raznih kotura, za izradu kontejnera. Za to se korist smreka, jela i bukva i to se koristi piljeno drvo koje ima prednosti i nedostatke. Prednosti su:

• mala Gustoća• laka i jeftina obrada • lako održavanje i popravak• visoka otpornost na umor• relativno niska cijena

by SIMCo. 2000

Page 44: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 44

Nedostaci su:• nedovoljna homogenost (kvrge, čvoruge)• niska otpornost na smicaje• upija vlagu - jer je prirodna tvar• organski nedostaci (dno mogu napasti glodavci, drvni moljci, kukci)• drvo je zapaljiv materijal - jer je prirodna tvar

Drvo se koristi u obliku furnira, a to su listovi debljine do 3,5 mm. Furnir se proizvodi na tri načina:• rezanjem• ljuštenjem• struganjem

Rezani furnir— proizvodi se rezanjem drveta u jednoj ravnini u radijalnom ili tangencijalnom smjeru. Pri

proizvodnji tog furnira drvo se mora pariti da omekša.

Ljušteni furnir— proizvodi se ljuštenjem tankih listova sa trupaca koji rotiraju oko svije osi i on se koristi

najčešće za proizvodnju šperploča. Šperploče su slojevito slijepljeni i prešani drveni furnir. Lijepljenje se vrši ukrštavanjem neparnog broja ploča furnira, a to se radi da bi se dobila bolja mehanička i fizička svojstva. Jedino kod vina bačva mora biti do vrha puna jer ako nije dolazi do stvaranja octa. Kod svih ostalih medija u bačvama potreban je prostor zbog širenja.

Papir ili ambalaža od papira— čini 40 % od ukupno upotrebljavanih ambalažnih materijala. 97 % od ukupno

proizvedenih papira u Njemačkoj je reciklirani papir. Papir se koristi u obliku papira, kartona i ljepenke. Papir se obično smatra do 150 g/m2 težine. Karton je između 150 g/m2 i 400 g/m2. Papir je načinjen od biljnih celuloznih vlakana koja se dobiju mehaničkim, kemijskim postupkom iz krpa, pamuka, drveta, slame i drugih biljaka koje u sebi sadrže celulozu. Papir, karton i ljepenka razlikuju se prema vlaknima koja su u njih ugrađena i to su: vlakna iz sjemena, vlakna iz lika i vlakna iz drveta.

U tehnološkom smislu vlakna mogu biti:• vlakna od krpa • celulozna vlakna• drvenjače• sintetička vlakna.

Obzirom na podjelu sirovina razlikuju se sljedeće vrste papira:• papir od krpa• bezdrvni papir• papir sa drvenjačom

Papir od krpasastoji se isključivo od vlakana pamuka, lana, konoplje ili kudjelje. Ima izrazito dobra svojstva.

Služi za izradu novaca, zemljišnih knjiga, dokumenata - skup.

Bezdrvni papirProizvodi se od raznih vrsta celuloze i on se koristi za izradu raznovrsne ambalaže.

by SIMCo. 2000

Page 45: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 45

Papir sa drvenjačomSadrži vrlo malo celuloze i ti papiri se koriste kao novinski papiri, kartoni i za izradu valovite

ljepenke.

Sirovine = glavne (osnovne) + dodaciPostupak dobivanja celuloze je natronski i bisulfitni.

DrvenjačaDrvenjača se sastoji od bilo kojih vlakana biljaka koji u sebi sadrže celulozu.

DodaciDodaci se mogu i ne moraju dodavati, a dodaci su:

• Punila — da se povećaju mehanička svojstva, masa i kvaliteta• Ljepila — da se tinta ne razlijeva (nalivpero) po papiru (papir po kojem se razlijeva tinta nema u sebi ljepila)• Boje• Ultramarin — dodaje se do 1 % ako hoćemo sasvim bijeli papir.

/pitanje → proizvodnja papira/Proizvodnja papira

Papir se proizvodi na papirnom stroju koji se sastoji iz mokrog i suhog dijela stroja. Pripremljene sirovine i dodaci dolaze u mokri dio stroja koji se sastoji iz raznovrsnih sita kroz koje ulazi voda zagrijana na oko 50°C i tu se oblikuje papirnata masa sa dodacima ili bez njih. Ta papirnata masa ulazi u suhi dio stroja koji se sastoji iz valjaka kroz koje prolazi masa i vrši se oblikovanje papirnatih traka. Do kraja suhog stroja nalaze se valjci prilikom prolaska kroz suhi stroj temperatura se poveća da se voda isparava, valjci se mogu micati — razne debljine trake. Na izlasku iz suhog stroja papirna traka se mota na jedan valjak. Maksimalna širina trake papirnatih rola je 2 m. Nakon izlaska iz stroja vrši se dorada papira:

• rezanje• bojanje • plastificiranje.

Papir se mjeri u g/m2 i prema težini može biti:• papire • kartone• ljepenke.

PapirPapir je težine od 8 - 150 g/m2, dijeli se na deblji papir i tanki karton (polu karton 150 - 250

g/m2 .

KartonKarton je težine od 250 - 500 g/m2, dijeli se na deblji karton i tanku ljepenku, ima težinu od 500

- 600 g/m2.

LjepenkaLjepenka je težine od 600 - 5000 g/m2 .

Osnovne karakteristike papiraDozvoljena vlaga je od 6 -7 %. Kod toga je važno dužina svojstvo i kidanja papira, te dužina

papirne trake jednako mjerne dužine i debljine koja puca zbog vlastite težine. Dužina kidanja veća je u uzdužnom smjeru u odnosu na poprečni smjer. Svojstvo koroznosti i propusnosti na plinove ovisi o pojedinim vrstama papira.

by SIMCo. 2000

Page 46: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 46

KartoniKartoni su proizvodi krući od papira i razlikujemo obični ili jednoslojni papir težine od 200 - 300

g/m2, složeni ili višeslojni papir koji ima obično tri sloja, a izrađuje se u težini 200 - 700 g/m2 . najčešće je od tri sloja gdje je srednji sloj od recikliranog papira. Naručuje se po brojevima, gdje brojevi označuju težinu ili gramaturu.

Prešani papir— je karton velike gustoće i čvrstoće jednake debljine i vrlo glatke površine. Koristi se za

izradu za omote bilježnica, fascikala, kao izolator u elektro industriji.

Ljepenka— se pakira u vezove od 25 kg. Svaki vez ima broj koji označava koliko ljepenki ima u vezu.

Ljepenka se izrađuje u brojevima 10, 12, 15, 18, 20, 25, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90 i 100. U praksi se smatraju ljepenkom sve ljepenke težine 300 - 350 g/m2 , kao i ljepenke koje se koriste kod izrade knjiga. Tu imamo od 4.000 - 5.000 g/m2 . Posebna vrsta ljepenke je valovita ljepenka koja je sastavljena od jednog ili više slojeva, a proizvodi se uvijek u neparnom broju slojeva. Prema načinu obljepljivanja razlikujemo:

• ljepenka bez obloge• ljepenka sa oblogom s jedne strane• ljepenka sa oblogom sa obje strane• peteroslojna i sedmeroslojna ljepenka.

/ispit/Vrste valovitog kartona prema visini vala:

• veliki val — oznaka A visina mu je 4,59 mm• mali val — oznaka B visine 2,63 mm• srednji val — oznaka C visine 3,68 mm• sitni val — oznaka E visine 1,20 mm.

Val AKoriste se za ambalažu koja služi za prijevoz staklenih keramičkih proizvoda, te raznih uređaja

i aparata osjetljivih na udar. Valovi ublažavaju udarce.

Val BSlabije ublažuju udarce, ali imaju veću otpornost na pritisak pa mogu izdržati veće opterećenje

po jedinici opterećene površine. Rabe se za pakiranje predmeta koji nisu jako osjetljivi na udare, ali svojom težinom mogu izravnati valove. To su kutije za pakiranje prehrambenih proizvoda ili neki proizvodi u metalnoj industriji koji imaju veliku težinu.

Val Cnajčešće se rabe u kombinaciji sa valovima A i B, a rabe se za pakiranje izuzetno teških

proizvoda.

Val E (sitni val)Koristi se za izradu komercijalne ambalaže.

by SIMCo. 2000

Page 47: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 47

Osim ovih tipova valovitih kartona nalaze se i drugi tipovi valovitih ljepenki kao:• unakrsna - valovita ljepenka koja dolazi na tržište kao 5, 6, 7 slojeva i njena su svojstva po dužini i širini ista• sačasti paneli — gdje je karton načinjen od dviju ravnih papirnatih traka, a između je papirna konstrukcija u obliku saća i ti kartoni su najčešće kao transportna ambalaža.

/pitanje/Proizvodnja celofana

Celofan je proizvod koji nastaje kemijskom preradom celuloze, a ima dobra svojstva te je pogodan za ambalažu, izradu samoljepljivih traka i u tiskarskoj industriji. U procesu kemijske prerade celuloze dobije se poluproizvod viskoza, a to je otopina gusta kao med koja se izvlači kroz sapnice u kadu sa sulfatnom kiselinom i ako se takvoj viskozi doda glicerin može se izvlačiti u folije i to je celofan. Kažemo da je celofan celuloza koja ima debljinu folije od 0,0022 - 0,45 mm, a širina folije je oko 1.300 mm, težina je od 15 - 65 g/m2. U normalnim uvjetima celofan je higroskopan, pa se straga lakira polimernim ili nitroceluloznim lakovima. Celofan se koristi u proizvodnji laminata, a to su materijali sastavljeni iz nekoliko slojeva različitih materijala sjedinjenih u cjelinu lijepljenjem. Sljepljivanje laminata može biti na više načina i to:

• mokrim kaširanjem• suhim kaširanjem te kaširanje taljivim ljepilima i voskom.

Kod mokrog kaširanja ljepilo je biljnog porijekla i to se proizvode najčešće laminat, papir - papir, papir - karto, papir - alufolija, te papir - platno. Lijepljenje se vrši preko valjaka i onda se suši. Ljepilo je u obliku tekućine.

Kod suhog kaširanja ljepilo se nanosi u obliku praha, te se stavlja između zagrijanih ploča da se površine slijepe.

Na tržištu se celofani označuju troznamenkastim brojem iza kojeg se nalazi nekoliko velikih slova i na kraju dvoznamenkasti broj. Troznamenkasti broj odnosi se na težinu celofana, a svako slovo označava određene karakteristike.

Tehnologija proizvodnje papirne ambalaže

Tehnologija proizvodnje, oblik i kvaliteta komercijalne i transportne ambalaže određena je osnovnim svojstvima proizvoda koji se pakira. Papirna ambalaža se proizvodi štancanjem papira ili kartona, spajanjem proizvedenih šablona lijepljenjem, šivanjem i spajanjem spojnicama, npr. poštanske omotnice koriste celulozni papir mase 90 - 120 g/m2, omotnice su normizirane veličine A i B i s unutrašnje strane moraju imati premazan samoljepljivi sloj koji mora odgovarati propisima o pakiranju u poštanskom prometu. Od natron papira izrađuju se vrećice (komercijalna ambalaža) i vreće (transportna ambalaža) i to krojenjem, šivanjem ili lijepljenjem. vreće se mogu izraditi od 2 - 6 slojeva natron papira. U prometu se nalaze otvorene šivene vreće sa bočnim nabojima, šivene ventil vreće, otvorene lijepljene vreće sa bočnim nabojima, otvorene lijepljene vreće, lijepljene ventil vreće, lijepljene vreće sa rukavcem, te specijalne vreće za specijalnu namjenu.

Proizvodnja ambalaže od kartona i valovitog kartona sastoji se od tri faze:• grafička obrada papira• krojenje• sastavljanje iskrojenih dijelova.

Razlikujemo još transportne kutije koje su od valovitog kartona nosivosti od 30 do 70 kg.

Kartonske bačve— za prijevoz i skladištenje praškastih materijala zapremine od 10 - 100 l.

Kartonske cijevi

by SIMCo. 2000

Page 48: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 48

— dužine od 20 do 2.000 mm i promjera od 10 - 600 mm, a koriste se za praškaste i pastozne materijale.

U prometu se nalaze i prodajne kutije koje mogu biti složive i nesložive s obzirom na vrstu materijala.

Iskorištavanje i reciklaža papiraSkupljanjem starih papira i njihovim sortiranjem može se vršiti recikliranje i da se papir može

do 7 puta reciklirati. Skupljeni papir stavlja se u miješalice sa vodom, grije se i miješa u kašu, pri tome se dodaju razna otapala kojima se uklanja tinta ili štampana slova, nakon toga se masa po potrebi izbjeljuje.

Metalna ambalaža

kao metalna ambalaža koriste se:• čelični lim• kositar• aluminij• cink• olovo (samo za bačve za nuklearni otpad)

Bijeli lim— je tanak čelični lim zaštićen sa obje strane tankim slojem kositra. Kositar se nanosi

prskanjem, a debljina sloja je od 20 - 35 g/m2, ili se bijeli lim može dobiti elektrolizom. Galvanizacija ili elektroliza — čelik je katoda , kositar je anoda, elektrolit je kositrova sol. Bijeli lim se reciklira, a od njega se radi komercijalna ambalaža (sve limenke, to su šavne limenke).

LimenkeZa boju (komercijalna ambalaža) nisu napravljene od bijelog lima jer mu je izrada skupa, za

njihovu izradu koristi se podcinčani lim, ili se unutrašnja strana polira. Sve limenke moraju biti hermetički zatvorene.

Lak— je otapalo i boja kod farbe. Npr. kapija kad se ofarba otapalo ispari, ostaje samo tanki film

boje.

Kvaliteta i klasifikacija bijelog lima određuje se prema debljini sloja kositra i dijeli se u tri grupe:• teške bijele limove• lake bijele limove• lake bijele limove.

Teški bijeli limovi— imaju sloj kositra preko 40 g/m2 i upotrebljavaju se za izradu limenki za prehrambene

proizvode, hranu za djecu i pakiranje strategijskih zaliha.

Srednji bijeli limovi— imaju sloj kositra od 30 -40 g/m2 i koriste se za izradu limenki za pakiranje raznih

korodirajučih proizvoda.

Laki bijeli limovi— imaju sloj od 20 -30 g/m2, a koriste se za ambalažu manje korodirajučih proizvoda, suhih

proizvoda, raznih boja i ulja, te za ukrasne kutije.

by SIMCo. 2000

Page 49: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 49

Podcinčani lim— je čelični lim koji ima prevlaku od cinka. Rabi se za proizvodnju bačvi, raznih metalnih

proizvoda.

Aluminij— je isključivo komercijalna ambalaža. Tu se koristi čisti aluminij, ne njegove slitine, može se

lako oblikovati, bojati štampati (poklopci na plastičnim čašama - jogurt). Aluminij ne reagira ni sa jednim prehrambenim proizvodom, nepropušta mirise niti prima druge, tj. dobro postojan na susjedstvo.

Laminat— je od najmanje dva sloja. Npr. vrećice od juha, paprike, vegete; Al + celofan, Al + polietilen.

Oblici metalne ambalaže

Metalne bačve— koriste se za pakiranje tekućina svih vrsta, sipkih i pastoznih materijala, a izrađuju se iz

čeličnog lima i podcinčanog lima. Zapremina bačve je od 210 l, a mogu biti izrađene od 25 - 400l. Prema konstrukciji metalne bačve se dijele na:

• zatvorene• otvorene• poluotvorene • užebljene bačve (propisane IATA propisima za prijevoz opornih tvari zrakoplovom. Mogu biti od 12, 35, 64 i 216,5 l)

Metalne kante— su posude zapremine od 5 do 60 l, a koriste se za sve vrste tekućina. Iznutra je čelični lim

lakiran, tj. imaju zaštitu od laka.

Limenke (komercijalna ambalaža)— prema konstrukciji mogu biti: otvorene, šavne i bezšavne, poluzatvorene (koje se koriste za

pakiranje boje ljepila i raznih tehničkih masti) i zatvorene 8 koriste se za razne prehrambene proizvode, a mogu biti načinjene od bijelog lima i Al folija).

Ambalaža— aero - sol ili sprej ambalaža. Boce su napravljene od legure Al-a (izvana moraju imati

etiketu) da budu čvršće. Boce moraju imati podtlak, stavlja se dušik (inertan, iz zraka) pritiskom na gumb plin potiskuje materijal i on kroz rupicu izlazi van (npr. u mlazovima ...).

Plastična ambalaža

Plastična ambalaža smatra se najsuvremenijim ambalažnim materijalom. Plastične mase imaju malu gustoću, netopljivost, mehaničku i optičku propustljivost. Za razgradnju plastičnih masa potrebna je temperatura veća od 400°C. One imaju veliku čvrstoću na vlak. Toksičnost plastičnih masa određuje se ekstrakcijom tvari iz nje i ta količina toksične tvari određuje se računski i izražava faktorom toksičnosti.

Polietileni - termoplastiGustoća polietilena je od 0,92 - 0,96 g/cm3, a čvrstoća mu je 1.000 N/m2. Prekidno izduženje

je do 200 %. Polietilen je proziran, žilav, nelomljiv, bez mirisa, kemijski postojan i radna temperatura mu je od 40 -70°C. U promet dolazi kao folija debljine od 0,025 - 0,060 mm. Također

by SIMCo. 2000

Page 50: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 50

nam služi za izradu različitih kutija kao komercijalna ambalaža i raznih bačvi kao transportna ambalaža.

Polivinil klorid PVC— jedan od najstarijih polimera. PVC u trgovinu dolazi pod imenom raznih proizvođača, a

osnovna svojstva su: gustoća mu je od 1,2 - 1,4 g/cm3, čvrstoća je od 6.000 - 6.300 N/m2 i izduženje je do 550 %. U termičkom pogledu PVC je postojan do 78°C jer na 85°C on već omekša. Obzirom na izradu razlikujemo tvrdi i meki PVC ovisno o dodacima, a koristi se za izradu i komercijalne i transportne ambalaže.

Polistiren— spada u termoplaste, dobiva se polimerizacijom tekućine stirena, proizvodi ga INA -

polimeri. Služi za ambalažu prehrambenih proizvoda, folije su debljine 0,4 - 0,8 mm, gustoća je 1,05 - 1,07 g/cm3, čvrstoća se kreče od 2.100 - 7.600 N/m2, jako malo istezanje od 1,5 - 5 %. Polistiren se koristi za izradu raznih el. uređaja, kutija za televizore, te za raznovrsnu ambalažu. Veliku primjenu ima kao materijal za stvaranje jastuka, tj. za jastučenje.

Polipropileni - termoplasti— dobijaju se polimerizacijom plina propilena. gustoća im se kreče od 0,9 - 0,91 g/cm3, ima

visoku radnu temperaturu do 170°C - poslije omekša → pa kažemo da ima veliku termičku postojanost i on se koristi za izradu komercijalne ambalaže, tj. ambalaže za prehrambene proizvode.

Poliesteri— su trodimenzionalne strukture, te se koriste u otopini kao razne prevlake u vidu zaštite.

Služe za proizvodnju PET ambalaža.

Poliakrilati PAK— to je polikondezat, proziran je i ima deset puta manju toplinsku provodljivost od stakla.

Mogu se oblikovati lijevanjem, ubrizgavanjem, ekstrudiranjem, te termooblikovanjem pri temperaturi od 200 - 230°C. Poliakrilati najveću primjenu imaju u izradi svjetlećih prometnih znakova te automobilskih farova. U manjoj mjeri koriste se kao ambalžni materijali

POLIURETANI - PU - koriste se u obliku blokova i ploča od kojih se piljenjem izrađuju postolja za tešku robu. Najveća primjena PU je zaštita kod transportne ambalaže, služi kao sredstvo za zaštitu u toku transporta.

Metode prerade plastičnih masa

Plastične mase se vrlo lako prerađuju uz mali utrošak energije i vode. Metode prerade mogu se svrstati u tri skupine:

1. METODE ZA NEPOSREDNU PROIZVODNJU AMBALAŽE gdje se primjenjuju brizganje i puhanje

2. METODE ZA PROIZVODNJU POLUPROIZVODA u ovu grupu ubrajaju se KALANDRIRANJE i LJEVANJE

3. METODA ZA PROIZVODNJU AMBALAŽE OD POLUPROIZVODA Od poluproizvoda može se oblikovati ambalaža metodom puhanja, metodom dubokog izvalčenja ili metodom krojenja

Brizganje je metoda po kojoj se plastična masa u obliku granula ili praha u dijelu stroja koji se zove cilindar rastali i kroz mali otvor u glavi stroja, ubrizga pod visokim tlakom u hladni kalup u kojem se masa ohladi i očvrsne. Ovisno o kalupu može se dobiti trajni oblik, a o vrsti upotrebljene mase ovisi brzina hlađenja. Na taj način se izrađuju sve razne moguće boce, razni plastični zatvarači, razne čaše a obim tako dobivene ambalaže kreće se od 50-300 cm3

by SIMCo. 2000

Page 51: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 51

Puhanje - masa mora biti u obliku taline, potrebne se i razne puhalice.

Lijevanje - najčešće upotrebljavana metoda poslje brizganja. Kod ove metode, rataljena plastična masa se pod visokim tlakom lijeva u kalupe. Tom metodom najčešće se izrađuju bačve od PVC i POLIESTERA-transportna ambalaža.

Kalandriranje - je obrada plastičnih masa na KALANDRIMA gdje dobijemo ploče raznih širina i debljina te raznovrsne folije koje se zagrijavanjem skupljaju.

Prešanje - provodi se u posebnim kalupima pod visokim pritiskom. Kod toga se kalupi najčešće sastoje od nepomičnog dijela koji se naziva MATRICA i pomičnog dijela koji se naziva PATKICA. Pomičnim dijelom tlači se masa za prešanje i oblikuje predmet u kalupu. Kalup se grije pod tlakom, granulat termoplasata prelazi u talinu i oblikuje predmet.

Iskorištavanje i razgradnja plastičnih masa (recikliranje)

Svaka vrsta plastične mase ima svoju ozanku (slovo, broj). Ozanka označava vrstu plastične mase od koje je ambalaža proizvedena. Skupljanje - razvrstavanje - prerada. Prerađuje se u posebnim strojevima - mlinovima gdje se ona melje - stvara se granulat koji se koristi kao punilo ili mu se dodaju dodaci pa se proizvodi novi proizvod tj. ambalaža.

Tekstilna ambalaža

Tekstilna ambalaža koristi se samo kao transportna ambalaža. Koriste se samo biljna vlaka i to JUTA (Jutene vreće - osjetljive na vlagu). Težina se računa po 1 m2

Staklena ambalaža

Izrada puhanjem, razni kalupi, za izradu treba kremeni pjesak, soda, vapnenac. Zbog nehomogenosti smjese nastaju greške kod proizvodnje i to su slabe točkePostoje tri boje (boje su metalni oksidi):

− prozirna− zelena − smeđa

Staklo je lomljiva roba, komercijalna ambalaža. Danas nemamo transportne staklene ambalaže. Staklo se skuplja, odvozi u tvornice, vrši se mljevenje, gnječenje - to je tzv. stakleni krš koji služi kao punilo za proizvodnju nove staklene ambalaže

Laminati

Laminati su kombinirani materijali i relativno novi ambalažni materijali koji se sastoje od više međusobno čvrsto spojenih ambalažnih materijala u obliku folija. Svaki sloj laminata prenosi svoja dobra svojstva ovom višeslojnom ambalažnom materijalu i prikriva loša svojstva ostalih slojeva. Redosljed slojeva u laminatima određuje se prema svojstvima robe i zahtjevima tržista. Za vanjski sloj laminata uzima se ona folija koja se može lako grafički obraditi. Obično se za gornji sloj uzima lakirani celofan ili folija od plastičnih masa ili papir. Spajanje pojedinh slojeva u jednu kompletnu cjelinu može se vršiti kaširanjem i ekstruzijskim laminiranjem.

Kaširanje je postupak spajanja dviju folija uz upotrebu sredstva za spajanje. Prema vrsti sredstva za spajanje razlikujemo tri postupka kaširanja i to su:

− suhi− mokri− termički

Suhi postupak se koristi za proizvodnju najkvalitetnijih laminata. Tu se za spajanje koriste ljepila s organskim otapalima koja brzo isparavaju te u roku od 24 sata dobijemo čvrsto vezivanje.

by SIMCo. 2000

Page 52: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 52

Mokro kaširanje provodi se ljepilima koja su topiva u vodi i isparavanjem ljepila na pogodnoj temperaturi očvršćuje se laminat.

Termno kaširanje se provodi uz korištenje ljepila koja se na određenoj temperaturi rastale i vežu dva laminata te hlađenjem očvrsnu.

Ekstruzijsko laminiranje je povezivanje folija bez primjene međusloja (ljepilo je međusloj). To je postupak po kojem se folija od termoplastične mase proizvodi postupkom ekstruzije i odmah nakon izlaska iz otvora mlaznice jos vruća nanosi na drugu foliju s kojom se tlačenjem i hlađenjem spoji.

Danas se proizvodi velik broj laminata koje se međusobno razlikuju po sastavu, svojstvima i područjima primjene.Npr. laminat celofan-celofan (čips, štapići)

laminat celofan-polietilen (koristi se za pakiranje prehrambenih proizvoda, susešnog voća, pržene kave)laminat celofan-aluminijska folija-polietilen (podravkine juhe) laminat papir-polietilen (šećer, sol)laminat poliester-polietilen (koristi se za vakuum pakovanja)

Zadnja tri laminata spadaju u komercijalnu ambalažu

Za izradu vodootporne transportne ambalaže koristi se laminat - gornji i donju sloj je papir debljine 0,08 mm, a između je POLISTIREN od 3 mm. Služi za izradu kutija ima jako dobra svojstva na mehanička naprezanja, dobra termoizolacija te zaštita proizvoda ob bilo kakvih kemijskih utjecaja.

Vrste ambalaža

Blister ili kompleksna ambalaža - komercijalna, sastoji se od dva dijela, gornji dio je prozirna plastična ambalaža, a donji dio je neporziran načinje od kartona ili valovite ljepenke. Roba se postavlja na donji dio, a gornji dio se vari na podlogu tj. pokriva robu kao neki mjehur i štiti je od vanjskih utjecaja. Na kartonu s donje strane daju se podaci i načini upotrebe te robe.Blister ambalža je jeftina, jednostavna, praktična i funkcionalna i u nju se mogu pakirati različite vrste robe (alati, igračke, ljekovi, kolači...)

Skin ambalaža ima sličnosti s blister ambalažom jer također ima podlogu od kartona a gornji dio je načinje od folije neke plastične mase koja je zavarena na podlgu. Gornji dio se oblikuje u kalupu već na samoj robi koja se pakuje pa potpuno naliježe na kalup kao koža na tijelo. Za izradu gornjeg dijela rabi se PVC ili POLIESTERSKA folija. Folija se obično učvršćuje na podlogu zavarivanjem ali može i ljepljenjem ili spajalicama - to je jeftinija ambalaža od blister ambalaže te je pogodna za pakiranje razne metalne robe (alati, rezervni dijelovi, elektroizolacijski materijal...)

Streč ambalaža sastoji se od 2 dijela - kartona i bolikovane folije plastične mase. Ova ambalaža omogućuje dobru vidljivost robe sa svih strana (npr. dječije igračke)

Strip ambalaža je ambaža namjenjena za pakiranje lijekova u obliku tableta. Oblikuje se od od dvije trake laminata gdje se između stavlja lijek i onda se termički zavari. Tu se najčešće koriste laminati celofan-polietilen, aluminijska folija-polietilen, celofan-aluminijska folija-polietilen (3 slojni laminat).

Pomoćni materijali za pakiranje

U pomoćne ambalažne materijale ubrajaju se sredstva za:− omatanje− označavanje

by SIMCo. 2000

Page 53: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 53

− jastučenje− zatvaranje

Sredstva za omatanje:− imaju zadaću da čuvaju proizvod od utjecaja osnovne ambalaže− ili da budu kao ukrasni materijal

Sredstva za označivanje:− svaka ambalaža mora imati oznake, raznovrsne etikete, oznake kakva se roba nalazi u ambalaži, može biti zalijepljena za ambalažu

Sredstva za jastučenje− imaju zadatak da spriječe mehaničko dijelovanje na robu− tu se najčešće koriste:

− valovita ljepenka− plastične mase− staklena vuna− piljevina− slama− pluto ili neki drugi pogodni materijal

− od valovitog kartona porizvode se različiti oblici jastuka− sastavljeni jastuci proizvode se od više komada valovitog kartona, a sastvaljanje se vrši lijepljenjem ili spajalicama− šuplji jastuci se sastoje od jedne ploče valovitog kartona koja se po duljini vala savija te se oblikuje šuplje tijelo jastuka− puni jastuci se proizvode od više slojva valovitog kartna, a koriste se za jastučenje osjetljivih instrumenata− nabrani jastuci proizvode se nabiranjem valovite ljepenke po dužini vala, a koriste se za jastučenje lakših materijala− bridni jastuci se postavljaju uz ambalažu uz bridove materijala te štite od bočnih slila i povećavaju čvrstoću pri slaganju na palete− ogrlice se postavljaju na proizvod radi zaštite od djelovanja bočnih sila− podmetači se postavljaju na dno ambalaže− predlošci imaju zadaću da spriječe kretanje sitne robe u unutrašnjosti ambalaže (u bombonjerama, jaja...)

by SIMCo. 2000

Page 54: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 54

Plastične mase

− prvi plastični jastuci pojavili su se 1950 godine− tu se najčešće koriste:

− polistireni - koji pripadaju skupini tvrdih materijala za jastučenje− koriste se najčešće kod raznih ambalaža telekomunikacijskih uređaja u obliku određenih oblika ili u obliku usitnjenih komadića

− poliuretani - imaju veliku primjenu uz polistirene− mekani, tvrdi i polutvrdi

Sredstva za zatvaranje

− raznolika su i ovise o vrsti ambalažnih materijala kao i o obliku ambalaže− za zatvaranje ambalaže od stakla s uskim grlom najčešće se koriste čepovi od pluta ili gume, zatim krunski zatvarači od bijelog lima− za zatvaranje posuda s većim grlom koriste se razni poklopci koji mogu biti od istog materijala kao ambalaža ili od nekog drugog materijala− samoljepljive trake, čavli, špage, trake od plastičnih masa

Sredstva za otvaranje

− postoji velik broj različitih uređaja za otvaranje− otvarači, vadi-čep...

Transportna ambalaža

− djeluje kao vanjska ambalaža tj. služi za skupno pakiranje majih jedinica− dva oblika: cilindrična i kvadratna ili prizmatična− kod ambalaže vrsta i tip uvjetovani su transportnim razradima:

1. razrad - prijevoz na kraćim ralacijama− tu se koristi komercijalna ambalaža kao primarna

2. razred - prijevoz robe unutar zemlje cestovnim, željezničkim, zračnim, riječnim i pomorskim putevima a koristi se primarna i sekundarna ambalaža

3. razred - isključivo zračni prijevoz koji je propisan IAT propisima4. razred - uključuje pomorski prijevoz

− tu su najteži vujeti koji se postavljaju na ambalažu.

Da bi se olakašao prijevoz robe koriste se sredstva mehanizacije: PALETE i KONTEJNERI− paleta je drvena podloga - standard 800*1200 s otvorima za viljuškar, roba 1000 kg i visine 8 m obavija se termoplastičnom folijom=ambalaža

− sa žičanim ogradama, zatvorena za boce plina itd.− kontejenri su sanduci kvadratnog oblika gdje je najmanja zapremina 1 m3, lako se pune i prazne

− standardni i specijalni, te laki, srednji i teški− laki - 1-3 m3

− srednji 3-10 m3

− teški > 10 m3

− dužina se kreće od 1-5 m, širina do 2,5 m i visina do 2,55 m− u kopnenom prijevozu koriste se laki i srednju a u prekomorskom teški kontejneri− prema američkim normama izrađeni su ISO-668 propisi

by SIMCo. 2000

Page 55: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 55

Pakiranje materijala za promet

Pakiranje materijala je sastavni dio proizvodnje pa se ne može govoriti o proizvodnji bez minimalnog komercijalnog tj. primarnog pakiranja vlastitog proizvoda.Troškovi ambalaže i pakiranja su vrlo veliki i u prosjeku se kreću od (3-40 %) cijene bruto proizvoda. Tehnološki proces može biti:

− predpakiranje− pakiranje u komercijalnu ili primarnu ambalažu− pakiranje u sekundarnu ili transportnu ambalažu− pakiranje u pomoćna sredstva

Pakiranje proizvoda je stavljanje u komercijalnu ambalažu u količinama koje potrošač troši u jednom navratu.

− tu je posebno izražena orginalnost proizvoda te kvaliteta i kvaliteta proizvodnje− to je sastavni dio tehnološkog procesa

Kod primarnog ili komercijalnog pakiranja važnu ulogu imaju proizvođači gdje se mora voditi računa o osnovnim svojstvima robe, naročito one koja je osjetljiva na vlagu.

− postoje razredi zaštite od vlage sa oznakama:0. reducirana zaštita (utjecaj kiše, tuče, poplave...)1. standardna zaštita (nepropusni zatvoreni zaštitni omotač)2. specijalna zaštita (nepropusni zatvoreni zaštitni omotač uz dodatak desikatora -

sredstva koja upijaju vlagu SILIKAGEL)

Sekundarana transportna ambalaža određena je uvjetima transporta i prirodom proizvoda koji se pakira

− razlikujemo:− sipka roba - koja se prevozi u otvorenim i zatvorenim transportnim sredstvima, nema ambalaže− komadna roba - otvorena i zatvorena transportna sredstva, ima ambalažu− tekuća roba - nafta i derivati te ostala tekuća roba

Broj transportne klase sastoji se od dvije znamenke:prva označava način prijevoza: 1 brod, 2 željeznica, 3 cesta, 4 zrakdruga označava vrstu robe: 1 komadna, 2 jednična, 3 limeni kontejner, 4 ISO kontejner, 5 puni kamion

Transportni prijevoz pošte označava se znam 5, npr 56 obična paketna pošta, 58 zrakoplovna pošta.Normama su utvrđene i klase pakiranja u neku ambalažu kao specifična varijanta vanjskog pakiranja. Broj klase se sastoji od dvije znamenke.

1. označava glavnu grupu:1. sanduk2. povratni sanduk3. paleta4. paket

2. označava varijantu glavne grupe npr:10 drveni sanduk12 kartonska kutija32 paleta s termoskupljajućom folijom

Kod sekundarne ambalaže mora se voditi računa o oznakama rukovanja itd.Skladištenje materijala u prometu

by SIMCo. 2000

Page 56: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 56

Skaldište u industrijskom poduzeću je mjesto (prostor) uređen za privremeno i sigurno odlaganje, pripremu i izdavanje materijala. Naziv skladište treba u prvom redu pridružiti mejstu na kojem su pohranjene velike vrijednosti i svako skladište povećava ukupne troškove poslovanja što je bitno za troškove poduzeća. Uspješno funkcioniranje skladišnih prostora je važna pretpostavka za racionalnu i efikasnu proizvodnju. Glavne komponente skladišnog prostora su:

− skladišni objekti− sredstva za skladištenje i odlaganje materijala− transportna sredstva− dodatna skladišna oprema

Skladišni proces podrazumijeva sljedeće aktivnosti:− iskrcaj i preuzimanje materijala− kontrola materijala− razvrstavanje− paletizacija− formiranje skladišnih jedinica− transport i odlaganje meterijala u skladištu− čuvanje i zaštita materijala− otpis i inventura materijala− pakiranje− izdvajanje− evidentiranje materijala

Skladišni prostor čini ukupnu skladišnu površinu koja se dijeli na: pomoćnu i korisnuKorisna površina je ona koju zauzima naša roba ili materijal a pomoćna su prolazi ili hodnici te kancelarija skladišta. Ekonomičnost skladišta izražena je koeficjentom iskorištenja skladišne površine i to tako da se korisna površina podjeli sa ukupnom površinom.Roba na korisnu površinu može se smjestiti linijski ili u obliku riblje kosti. Pri gradnji skladišta mora se voditi raučuna o tlu (tj gdje su podzemne vode) i kuda su okrenuti prozori (okrenuti prema sjeveru - niža temperatura) i o građevnom materijalu.Najidelanija su ona skladišta koja su klimatizirana.

Vrste skladišta

Skladišta sa ekonomsko eksplatacijskog gledišta

− dijele se prema obliku robe:− za rasutu robu− za komadnu robu

− prema prirodi robe:− za pokvarljivu robu− za nepokvarljivu robu

− prema podrijetlu robe:− skladišta za domaću robu− skladišta za stranu robu− skladišta za carinsku robu

− prema imaocu, vlasniku robe:− skladišta za vlastite potrebe− javna skladišta

− prema gospodarskim djelatnostima:− industrijska − poljoprivredna− trgovačka− opća skladišta

− prema prometnim djelatnostima:− željeznička− pristanišna

by SIMCo. 2000

Page 57: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 57

− unutarnja (za cestovni)

Skladišta sa tehičko eksplatacijskog gledišta

− razlikujemo:− otvorena skladišta (ugljen...)− poluotvorena− natkrivena ili poluotvorena (boce plina, bačve ulja i maziva)− zatvorena

U prometu se najčešća zatvorena skladišta gdje jos spadaju i specijalna skladišta (hladnjača, cisterna...)

Skladišta po pogodnosti i učestalosti robnog materijala

Razlikujemo:− manipulativna skladišta u kojima se roba ne skladišti nego se obavlja prekrcajna manipulacija i razvrstavanje− skladišta u kojima se neka roba zadržava čekajući daljnu manipulaciju− prizemna skladišta su ona skladišta gdje se roba često izmjanjuje− skladišta na katu su ona gdje se roba dulje vrijeme skladišti

Skladišta sa vojnog gledišta dijele se na:− tehnička skladišta: služe za čuvanje rezervi i nalaze se u sklopu tehničkih baza a mogu biti jednorodna i mješovita− tajna skladišta

Oprema skladišta

U opremu skladišta ubrajaju se:1. uređaji za klimatizaciju2. mjerni uređaji3. protupožarni uređaji odnosi se na zatvorena skladišta4. police i regali5. transportna sredstva

1. Uređaji za klimatizaciju su automatski uređaji za reguliranje temperature i vlage u skladištu. Vlagu mjerimo higrometrom (ima vanjsku stranu - prirodnog porijekla i ona se pod utjecajem vlage mijenja)

Razlikujemo tri vrste vlage:1. apsolutna vlaga - pokazuje koloko grama vodene pare može primiti 1 m3

na danoj temperaturi2. relativna vlaga - pokazuje % vodene pare u zraku3. max. vlaga - to je višak vlage koja se izlučuje o obliku kapljica ili rose.

Temperatura i vlaga u samom skladištu jednim imenom nazivamo skladišna klima.

2. Mjerni uređaji - to su raznovrsne vage i mjerne posude. Vage se moraju baždariti svakih 6 mjeseci od Državnog zavoda za mjeriteljstva

3. Svako skladište mora imati protupožarne aparate koji se odabiru prema veličini i vrsti skladišta ovisno o robi koja se skladišti.

Uređaji za gašenje požara u praksi dijele se na:− one za gašenje vodom− za gašenje kemijskim pjenama− za gašenje s CO2

− za gašenje prahom

by SIMCo. 2000

Page 58: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 58

Svi protupožarni aparati moraju se kontroliratiAparati služe samo za početno gašenje požara

4. Najvažniji uređaji u skalištu su police i regali na koje se smješta roba i oni mogi biti drveni ili metalni a danas se koristi nekoliko tipova regala:

− stabilni− pokretni− protočni− prolazni

Stablini - regali vežu se za pod skladišta i smještaju se linijski (jedan do drugoga), za njih nema ograničenja visine.

Pokretni - regali sastoje se od velikog broja valjnih staza sa nagibom ili bez. U novije vrijeme izrađuju se protočni regali koji umjesto valjnih staza imaju vodilice

Protočni - dobili su naziv po tome što se na njih smješta roba tako da koja prva uđe prva izađe. Kod tih regala je dobro iskorišten skladišni prostor.

Prolazni - dana se u mnogim skladištima postavljaju automatizirani regali koji se koriste raznovrsnim dizalicama i viličarima za smještaj robe na regale. Danas najnovija skladišta su visoko-regalna skladišta gdje su regali od poda do stropa i na njih se uvijek stavlja paletizirana roba. Ta skladišta imaju najveći koeficjent iskorištenja

5. Transportna sredstva - to su razna kolica, viličari, transportne trake, razni žljebovi, knvejeri

Dokumenti skladišta (dokumentacija o skladištu)

Sva roba i svi materijali moraju imati nomenklaturne brojeve ili šifre pa skladištar mora poznavati skladišnu nomenkaturu.Razlikujemo tri načina dokumenata skladišta:

1. Dokument prijema ili prijem robe (priznanica, prijamnica) na osnovu toga skladištar prima robu. Tu razlikujemo 3 vrste prijema dokumenata robe:

− priznanica (prijemnica)− komisijski zapisnik− povratnica (dokument kojim skladištar prima vlastitu robu koja se vratila)

2. Dokumenti izdavanja su važni za samu organizaciju jer vrijede samo unutar organizacije

3. Otprema robe ili otpremnica koja prati robu od proizvođača do krajnjeg potrošača

U skladištima se vrši popis robe u danom ternutku i to se zove inventarizacija koja može biti:− redovna ili godišnja− izvanredna (vrši se po nečijem nalogu, npr. suda ili policije)− specijalna (vrše se najčešće svaka 3 mjeseca i to za opasne tvari)

Na bazi dokumentacije skladištar provodi evidenciju− viseća kartica− skladišna kartoteka− kompjuterizirana

Prilikom manipulacije s robom mogu nastati težinski gubici kod roba a to je KALO (težinski gubitak kod roba).KALO može biti redovan i izavnredanRedovni KALO (određuje se svake godine - to je propisano) javlja se kod roba koje sadrže vodu

te isparavanjem vode smanjuje se težina i taj gubitak obračunava se na redovne troškove radne organizacije.

Izvanredni može biti objektivan i subjektivanObjektivan - nastaje zbog više sile (potres, polava...)Subjektivan - krađa, manjak

by SIMCo. 2000

Page 59: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 59

Zaštita materijala od kvarenja pri skladištenju i prometu

Zaštita materijala od kvarenja usmjerena je na sprečavanje uroka kvarenja a ostvaruje se na visše načina:

1. Zaštita pakiranjem2. Zaštita kemijskim postupcima3. Zaštita sušenjem4. Zaštita hlađenjem, smrzavanjem u klimatiziranim skladištima5. Zaštita u inertnoj atmosferi

2. Zaštita kemijskim postupcima je raznovrsna, npr. kod kovina zaštita od korozije - prevlakama ili legiranjem.Kod prehrambenih proizvoda zaštita se obavlja dodavanjem konzervansa ili stablilizatoraKonzervansima se sprečava razvoj mikroorganizama, kao konzervansi se koriste otpine kuhinjske soli, šećera, kalijev nitrat, octena kiselina, alkohol, salicilna kiselina i esteri koji djeluju bakteriocidno i fungicidno. Također mnogo se koristi i CO2

3. Zaštita sušenjem je postupak uklanjanja vlage4. Zaštita hlađenjem je postupak kojim se proizvod ohladi i tu su temperature najčešće 0°C i za

pojedine vrste prehrambenih proizvoda su točno utvrđene optimalne temperature i vlaga u skladištima.Zaštita proizvoda smrzavanjem se provodi najčešće na tunelski način na temperaturi od -20 do -40°C, a nakon toga se drži u skladištima na temperaturi od -18°C. U prometu ohlađenim i smrznutim proizvodima postoje specijalna prijevozna sredstva u svim vidovima prometa. U tu svrhu koriste se:

− izotermička prijevozna sredstva (to su dobro izolirani kontejneri)− rashladna prijevozna sredstva koja nemaju uređaj za hlađenje i hlade se ledom i drugim kemijskim izvorima hladnoće i ta sredstva mogu biti klase A za prijevoz na 5°C ako je vanjska temperatura 25°C i klasa B za prijevoz na 18°C ako je vanjska temperatura 25°C

Rashladna sredstva sa vlastitim uređajem za hlađenje dijele se u tri klase:− klasa A - za vozila koja održavaju temperaturu od 12°C do 0°C− klasa B - za vozila koja održavaju temperaturu od -10°C do 12°C− klasa C - za vozila koja u transportu mogu održavati temperaturu po želji između -20°C i 12°C

Prijevozna sredstva koja se zagrijavaju:Koriste se za skladištenje i prijevoz dubokosmrznutih proizvoda, Interfrigo je propisao zahtjeve tj. max temeperature i to tako da poraste temperaure od ukracaja do iskrcaja proizvoda ne smije biti veći od 4°C, a prihvatljiva temperatura za prijevoz je od -12°C do -18°C

Opasne tvari u prometu

Opasnim tvarima smatraju se one tvari koje zbog svojih svojstava mogu ugroziti zdravlje ili život ljudi, prouzročiti materijalnu štetu ili zagaditi okoliš. U RH rukovanje i prijevoz opasnih tvari uređuje se posebnim zakonom. Prema odredbama zakona o prijevozu opasnih tvari i prema međunarodnim sporazumima opasne tvari dijele se u sljedeće klase:

klasa 1 - eksplozivne tvari i predmeti punjeni eksplozivnim tvarimaklasa 2 - plinoviklasa 3 - zapaljive tekućineklasa 4 - zapaljive krute tvarikalsa 5 - oksidirajuće tvariklasa 6 - otrovne i infektivne tvari

by SIMCo. 2000

Page 60: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 60

klasa 7 - radio-aktivne tvariklasa 8 - korozione tvariklasa 9 - ostale opasne tvari

Djelovanje opasnih tvari na čovjeka i okoliš

1. Izravno djelovanje - opasnim tvarima koje izravno djeluju smatraju se one koje se kemijski vežu na organizam ili nekim drugim fizikalno-biokemijskim djelovanjem izazivaju funkcionalne promjene na materijalu na koji djeluju. Izravno djelovanje njaviše izazivaju otrovne tvari koje se u organizam unose udisanjem, kroz usta ili resorpcijom kroz kožu.S obzirom na svojstvo toksičnosti tvari se mogu podjeliti na:

− netoksične tvari - imaju oznaku 0 (nula)− toksične tvari koje se svrstavaju u 5 kategorija:

− oznaka (kategorija) 1 - slabotoksične− oznaka (kategorija) 2 - umjereno toksične− oznaka (kategorija) 3 - vrlo toksične− oznaka (kategorija) 4 - ekstremno toksične− oznaka (kategorija) 5 - super toksične

Mjerom toksičnosti smatra se minimalna smrtna doza koja se naziva letalna doza (skraćeno LD) i srednja LD je 50 (tj od 100 ljudi 50 umre).U prometu i proizvodnji toksičnih tvari propisima su utrđene max dopuštene koncentracije (MDC) neke tvari u zraku, vodi ili prehrambenim proizvodima.Stupanje toksičnog efekta razmjeran je proizvodu koncentracije toksične tvari i vremenom ekspozicije K=C*T (K - stupanj toksičnog efekta, C - koncentracija toksične tvari i T - vrijeme). To je poznato kao Haberov zakon.

Opasne tvari svrstane su u kategorije opasnosti i tu razlikujemo 4 stupnja:1. izvanredno opasne2. veoma opasne3. umjereno opasne4. malo opasne

2. Posredno djelovanje opasnih tvari na čovjeka i okoliš - mnoge opasne tvari koje se nalaze u prometu u određenim uvjetima reagiraju s kisikom ili se kemijski brzo raspadaju te mogu dati proizvode koji mogu posredno djelovati na čovjeka i okoliš

Zapaljive tvari i zaštita od požara

by SIMCo. 2000

Page 61: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 61

Zapaljive su tvari prema zakonu o prijevozu opasnih tvari svrstane u više skupina kao:− gorivi plinovi− zapaljive tekućine− čvrste tvari− zapaljive tvari− oksidansi− eksplozivi i predmeti punjeni eksplozivnim tvarima

Požari pri skladištenju, prijevozu, ukrcaju, iskrcaju te ostalim radnjama mogu izazvati velike materijalne štete. Požari se mogu svrstati u 5 razreda ili klasa:

− klasa A - to su požari čvrstih tvari koje gore plamenom ili žarom (drvo, ugljen, razne biljen tvari, tekstil, papir itd.)− klasa B - požari zapaljivih tekućina (goriva, masti, smole, alkoholi, eteri, ulja te derivati nafte)− klasa C - požari plinovitih tvari (acetilen, zemni ili gradski plin, metan...)− klasa D - požari lakih kovina koje gore jakim žarom (magnezij, aluminij, titan i njihove slitine)− klasa E - požari vrste od A do D u blizini električnih postrojenja

Procjena opasnosti od požara u prometu ima veliko značenje i neophodno je poznavati i nezapaljive tvari koje u određenim uvjetima mogu biti vrlo opasne. Tu se ubrajaju:

1. oksidansi2. tvari koje u dodiru s vodom ili nekom drugom tvari reagiraju i oslobađaju velike

količine topline ili eksplodiraju.3. tvari koje kemijskim reakcijama daju zapaljive proizvode (kalcijev karbid (koji

nije zapaljiv) + voda = acetilen).4. tvari koje su u posudama pod tlakom - zagrijavanjem se šire5. kemijski nestabilne tvari (to su inicijalni eksplozivi - olovni azid i živin fulminat)

U prometu opasnih tvari važno je znati brzinu gorenja i brzinu širenja plamena. Brzina širenja plamena je obično 10-30 cm u sekundi i takvo širenje od 10-30 cm u sekundi naziva se laminarnim gorenjem.Količina opasne tvari koja izgori u jedinici vremena i po jedinici površine predstavlja brzinu gorenja. Npr brzina širenja benzina je 60-70*106 m/nEksplozivne tvari u prometu određene su zakonom i tehničkim normama te mjerama zaštite od požara. Gašenje požara je prekidanje kemijskog procesa izgaranja gorivih tvari. Požar se može gasiti 1. oduzimanjem gorive tvari od vatre 2. oduzimanjem oksidatora (zraka i kisika) i 3. sniženjem temperature gorive tvari.

Uređaji za gašenje požara mogu se na:− gašenje vodom− gašenje kemijskom pjenom− gašenje s CO2

− gašenje prahom

Uređaji za gašenje vodom služe za gašenje požara klase A. Napunjei su vodom u koju se dodaje natrijev bikarbonat i ampula sulfatne kiselineUređaji za gašenje kemijskom pjenom služe za gašenje požara klase BUređaji za gašenje s CO2 primjenjuju se za gašenje u zatvorenim prostorijama za manje površine jer imaju određeni domet.Uređaji za gašenje prahom najčešće se nazivaju HL1, HL2, HL3 i služe za gašenje požara klase C.

Pakiranje opasnih tvari ovisi o agregatnom stanju te o klasi kojoj roba pripadaPreporučuje se da se svaku opasnu tvar posebno pakira, da ima posebno (zasebno) skladište. Oznake na ambalaži moraju ukazivati na: otrovnost, štetnost, nagrizajuće djelovanje, eksplozivnost, zapaljivost ili opasnost od samozapaljenja.

by SIMCo. 2000

Page 62: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 62

Naprimjer:− za otrovne tvari skupine 1 i 2 - oznaka OTROV i znak mrtvačke glave− za otrovne tvari skupine 3 - natpis OTROV− za otrovne tvari skupine 4 - natpis PAŽNJA ili OPREZ

Obavezne naljepnice za označavanje opasnih tvari su:skupina 1. - osnovna boja je crna a znaci su bijeliskupina 2. - osnovna boja je bijela a slova (znaci) su crvenaskupina 3. - osnovna boja je žuta a oznake crneskupina 4. - osnovna boja je bijela a oznake plave

Označavanje opasnih tvari utvđeno je međunarodnim i nacionalnim propisima te svaka pakirna jedinica i nako transportno sredstvo kao i skladište moraju biti označeni. Oznake opasnosti su na listićima 74x105 mm ili 148x210 mm koje se ljepe na ambalažu ili transportno pakiranje. Na osnovi klasifikacije opasnih tvari i preporuka ekonomske komisije za Europu usvojeni su određeni zakoni za sve vrste prometa osim zračnog.

Prijevoz opasnih tvari

Za prijevoz opasnih tvari postoje brojni međunarodni propisi kojima je utvrđena klasifikacija, način ozančavanja i uvjeti kojih se mora pridržavati tijekom prijevoza.1956 god. organizacija UN-a utemeljila je komitet za klasifikaciju i označavanje opasnih tvari i komitet stručnjaka za prijevoz opasnih tvari i za pakiranje s sjedištem u Ženevi.

U Hrvatskoj prijevoz opasnih tvari određuje se zakonom i međunarodnim propisima:1. Europski sporazum od cestovnom prijevozu robe u međunarodnom prometu - ADR2. Propisi o međunarodnom prijevozu opasne robe željeznicom - RID3. Međunarodna konvencija o zaštiti ljudskih života na moru - SOLAS gdje toča 7 sadrži

prijevoz opasne robe.4. Kodeks opasnih tereta međunarodne pomorske organizacije - IMCO5. Pravila europskih odredaba o međunarodnom prijevozu opasnih tereta na unutarnjim

plovnim putevima - ADN6. Tehnička pravila i prijevozu opasnih tvari zrakoplovima - IAT7. Akti svjetskog poštanskog saveza - UPU8. Međunarodna konvencija o civilnoj zračnoj plovidbi - to su tehnički podaci za siguran

prijevoz opasnih tvari zračnim putem - ICAO

Prijevoz opasnih tvari cestom

Možemo reći da se u cestovnom prometu pridržavamo zakona o prijevozu opasnih tvari i međunarodnog ADR. Klasifikacija opasnih tvari po našem zakonu i po ADR-u je ista, i ista je klasifikacija po RID-u

Vrste i svojstva tvari prema klasama:Klasa 1. - eksplozivne tvari

Eksplozivi su čvrste ili tekuće kemijske tvari i smjese koje pod pogodnim uvjetima vanjskim djelovanjem oslobađaju plinove i toplinu. Tu se ubrajaju: eksplozivne tvari, eksplozivni predmeti, tvari koje se upotrebljavaju kod raznih pirotehničkih efekata

Klasa 2. - plinoviMogu biti stlačeni, tekući i otopljeni pod tlakom. Plinovi su tvari koje na temperaturi od 50°C imaju tlak pare veći od 3 bara. Kod 20°C i normalnog tlaka su u plinovitom stanju. Plinovi se transportiraju u sljedećim oblicima

1. komprimirani plinovi2. tekući plinovi3. dubokopothlađeni tekući plinovi4. plinovi otopljeni pod tlakom

by SIMCo. 2000

Page 63: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 63

Na osnovi opasnosti pri prijevozu plinovi su svrstani u 3 grupe:− 2.1 zapaljivi plinovi (2-oznaka klase)− 2.2 nezapaljivi plinovi− 2.3 otrovni plinovi

Opasna svojstva mogu biti označena i malim slovima koja imaju određeno značenje.

Klasa 3. - zapaljive tekućineTo su tvari ili smjese koje na temperaturi do 20°C i pritisku 3 bara su u tekućem stanju a plamište im je do 61°C. Na temelju stupnja opasnosti zapaljive tekućine se podjeljene u tri skupine:

skupina 1. - vrlo opasne tvari - to su zapaljive tekućine sa plamištem ispod 23°C i vrelište ime je 35°C

skupina 2. - opasne tvari - imaju plamište ispod 23°Cskupina 3. - manje opasne tvari su sa plamištem od 23-61°C i tu se

ubrajaju plinska ulja kao goriva (nafta)

Klasa 4. - zapaljive čvrste tvari - dijele se na tri skupine:1. zapaljive čvrste tvari2. samozapaljive čvrste tvari3. tvari koje u dodiru s vodom razvijaju zapaljive plinove

Zapaljive vrste tvari klasificirane su prema ADR-u u 7 skupina i označavaju se velikim slovima abecede A, B, C, D, E , F, G

Klasa 5. - oksidirajuće tvari - to su tvari koje u dodiru sa drugim tvarima mogu uzrokovati zapljenje

Klasa 6. - otroviPrema svojstvima po ADR propisima otrovne tvari se pod rubnim brojem 2601 svrstane u sljedeće skupine:

− skupina A - vrlo otrovne tvari koje imaju točku paljenje ispod 23°C− skupina B - su organske tvari sa točkom paljenja većom od 23°C i to su spojevi koji su obogaćeni kisikom− skupina C - kovino-organski spojevi (tetraetil - olovo)− skupina D - organske tvari koje sa vodom razvijaju otrovne plinove− skupine E - anorganske tvari i kovinske soli organskih kiselina

Zarazne ili infektivne tvari - sadržavaju žive mikroorganizme (bakterije, viruse, gljivice) koje uzrokuju bolesti ljudi i životinja.Prema svojstvima dijele se na:

− zarazne tvari sa visokim potencijalom opasnosti− ostale zarazne tvari

Zarazne tvari nisu posebno imenovane ali se mogu svrstati u 4 rizične skupine:− skupina 4 - visoka osobna opasnost za širi okoliš− skupina 3 - visoka osobna opasnost ali niska za okoliš− skupina 2 - umjerena osobna opasnost i umjerena za okoliš− skupina 1 - niska osobna opasnost i niska za okoliš

Klasa 7. - radioaktivne tvari - one tvari čija specifična aktivnost premašuje 74 bekerela po gramu ili 0,002µ kiria. 1 bekerel je aktivnost radioaktivnog izvora u kojem se raspada radioaktivna jezgra u sekundi.Prirodna radioaktivnost je proces pri kojem iz jezgre izlaze α, β, χ čestice i tu spadaju naprimjer uran, torij, radij i drugi elemnti. Prema ADR-u određuju se načini pakiranja, obilježavanja, skladištenja, ploče i listici (oznake) na vozililma.Iričito se navodi da teretni prostor mora biti zaključan i radioaktivne tvari moraju se pakirati i prevoziti u ambalaži određenoj za njih.Doza zračenja je količina apsorbirane enrgije po jedninci volumena, a jedinica za dozu zračenja je 1 grej a odnosi se na apsorbiranu dozu u tijelu čija je masa 1 kg i

by SIMCo. 2000

Page 64: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 64

označava se grej/kg. Max doze zračenja dijele se u 4 skupine a godišnja doza zračenja je od 0,05-0,15 greja.

Klasa 8. - korozione tvari - su one tvari koje u dodiru sa drugim tvarima i živim organizmima izazivaju oštećenje i uništenje. Prema stupnju opasnosti i načinu pakiranja korozione tvari se dijele u 3 grupe - A, B, C

− A - vrlo opasna tvar - to su nagrizajuće tvari koje u dodiru sa tkivom do 3 min. djeluju a do 60 min dolazi do razaranja− B - opasne tvari - imaju djelovanje od 3-60 min a očituje se nakon 14 dana− C - manje opasne tvari - djelovanje od 1 - 4 h a djelovanje se očituje nakon 14 dana.

Klasa 9. - različite opasne tvariU tu grupu ubrajamo:

1. magnetizirane materijale2. azbest3. suhi led - CO2 u čvrstom stanju4. oprema za prijevozna sredstva5. tvari koje onečišćuju okoliš6. razni mikroorganizmi

Prema ADR-u u cestovnom prometu u vozilu osim vozača mora biti suvozač i pratioc. Svako vozilo mora imati oznaku s prednje i stražnje strane pravokutnog oblika 30x40 cm narančaste boje sa crnim rubom - 15 mm.Ploča je podjeljena na dva dijela, u gornjem dijelu je broj opasnosti a u donjem dijelu je broj sa liste UN-a. Ako su prve dvije znamenke u gornjem polju jednake znači da je glavna opasnost jako izražena npr- 22 označuje zapaljivu tekućinu, 66 jaki otrov, 55 jaki oksidans. Prva znamenka u donjem dijelu označava glavnu opasnost, a druga i treća znamenka označuje dodatnu opasnost.Oznaka X prije znamenki u gornjem dijelu označava da je tvar higroskopna (naprimjer H2SO4). Uz glavne listiće opasnosti stavljaju se još i dodatni listići opasnosti, razlikuju se od glavnih što prvu oznaku (brojku) imaju 0 npr 01, 011, 0123

Prijevoz robe željeznicom

Za prijevoz opasnih tvari željeznicom donesena je međunarodna konvencija o prijevozu roba željeznicom skraćenica je CIM, koja sadrži prilog međunarodnih pravila o prijevozu opasne robe željeznicom - RID. Klasifikacija RID-a ista je kao kod ADR-aGlavno sjedište je u Bernu i u željezničkom prometu treba pažnju naročito kod prijevoza plinova koji mogu biti eksplozivni ili zapaljivi. Razlikuju se gornja i donja granica eksplozivnosti i opasni plinovi sa donjom granicom eksplozivnosti. Oznake na ambalaži moraju ukazivati na osnovna svojstva opasne tvari koja se nalazi u njoj. Ukrcaj opasne robe dopušten je u posebno izrađenim uređajima koji moraju imati certifikat na vidnom mjestu. Opasna roba se najčešće prevozi zatvorenim kontejnerima, cisternama, spremnicima, bačvama a samo manji dio u posebno izrađenoj ambalaži koja je pogodna za paletizaciju. Pri prijevozu na željezničkim vagonima kao i na pošiljkama moraju stajati listići i oznake opasnosti.

Prijevoz opasnih tvari pomorskim putem

U pomorskom prometu vrijedi međunarodna konvencija o sigurnosti na moru - SOLAS koja u 7 poglavlju određuje pravila za prijevoz opasnih tvari morem te način pakiranja, označavanje te ukracaja i slaganja robe na brod. Klasifikacija opasnih tvari ista je kao i kod ceste i željeznice. Kod toga još postoje i međunarodni propisi o transportu opasnih tvari. U pomorskom prometu se opasne tvari najčešće prevoze u infuznom ili rasutom stanju.

by SIMCo. 2000

Page 65: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 65

Prijevoz opasnih tvari zračnim prometom

1944 godine u Chicagu je međunarodno civilno zrakoplovstvo utvrdilo 18 pravila o prijevozu opasnih tvari zrakoplovom (ICAO). Međunarodno udruženje zračnih prijevoznika (IATA) donjelo je propise za prijevoz opasnih tvari u zračnom prometu. Opasne tvari prevoze se u teretnim zakoplovima koji moraju biti opremljeni za prijevoz opasnih tvari.

Uvjeti za prijevoz opasnih tvari zračnim putem u Hrvatskoj

Radioaktivne tekućine se ne prevoze zrakoplovom. Pošiljke sa opasnim tvarima mogu se primiti i ukrcati u stranoj luci u zrakoplov koji leti prema RH samo ako pošiljalac ima potvrdu da je organiziran prihvat opasne tvari od strane osobe nakon sljetanja zrakoplova. Ako se u zrakoplovu prevoze opasne tvari prijevoznik je dužan obavijestiti kontrolu letenja i mistarstvo prometa i veza. Specifikacija pakiranja je podjeljena na 2 vrste i s obzirom na ambalažu razlikujemo unutarnju i vanjsku ambalažu.

Prijevoz opasnih tvari poštanskim prometom

U unutarnjem prometu pošta može prenositi one opasne tvari koje su u spisku svjetske poštanske konvencije i aranžmana o poštanskim paketima.

Lako pokvarljivi materijali u prometu

Lakopokvarljive tvari su one koje mogu izazvati u toku prijevoza razne biološke, kemijske, mehaničke ili druge promjene, tj smanji se kvaliteta proizvoda a samim tim i upotrebna vrijednost. Prema toplinskom stanju lakopokvarljivi proizvodi mogu biti:

1. svježi proizvodi2. hlađeni proizvodi3. smrznuti proizvodi (od -7 do -18°C)4. duboko smrznuti proizvodi (ispod -18°C)

Za lakopokvarljive materijale temperaturni režim skladištenja je isti i za transportna sredstva u svim vidovima prometa. Najbolje razrađeni temperaturni režim za lakopokvarljive materijale ima željeznica.

by SIMCo. 2000

Page 66: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 66

1. VODA

Ispitivanje vodeTvrdoća vodeOmekšavanje vodeOmekšavanje vode metodom taloženja odvija se:Omekšavanje izmjenom ionaUpotreba vodeOtpadne vode

2. TEHNIČKI PLINOVI

ZrakKisikDušik* Plemeniti plinoviUgljen dioksid* Acetilen C2H2* Sumpor dioksid

3. GORIVA

Vrste goriva* Svojstva goriva* Kruta goriva* Tekuća gorivaa) Zemno ulje - naftaDobivanje nafte Transport naftePrerada nafteRafinacija nafte i prerađevinaMotorni benziniPetrolejPlinsko uljeMazivaVrste materijala za podmazivanjePrimjena ulja za podmazivanje:Primjena masti za podmazivanjeFizikalno kemijske značajke ulja i mazivaAditivi maziva i uljaAditivi koji poboljšavaju fizičko-kemijska svojstvaAditivi koji povećavaju stabilnost uljaSkladištenje tekućih goriva i mazivaPlinovita gorivaa) prirodna plinovita goriva i zemni plinb) Umjetna plinovita goriva1 Pogonski plin2 Gradski ili rasvjetni plin3 Generatorski plinSkladištenje i transport plinovitih gorivaNuklearno gorivoNuklearni reaktori

4. PROIZVODI BAZNE KEMIJSKE INDUSTRIJE

Kuhinjska sol - natrijev kloridSodaKlorovodična ili kloridna kiselinaNatrij hidroksidSumporSulfatna kiselinaUmjetna gnojivaMineralna vezivaKeramička robaVatrostalni materijalStaklo i roba od staklaSredstva za brušenje

5. METALURGIJA I NJEZINI PROIZVODI

Osnovna svojstva metala I podjelaRude metala u prirodi i njihovo značenjea) obogačivanje I priprema rudeb) prerada rudeŽeljezoa) Rad visoke pećiČelikBakarCinkOlovoAluminijMagnezijBerilijTitanIspitivanje metala i legura

6. POLIMERNI MATERIJALI

Plastične maseKaučuk i glinaVulkanizacija:)Izrada gumenih proizvoda: Skladištenje gumene robe: 7. DRVO I PROIZVODI OD DRVETA

Osnovna svojstva i sastav drvetaKemijska prerada drvetaPapir

8. EKSPLOZIVI I BARUTI

Deflagrantni eksplozivi (baruti)Crni barut Malodimni barutJednokomponentni detonantni eksploziviInicijalni eksploziviSkladištenje eksploziva

by SIMCo. 2000

Page 67: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 67

9. TEKSTIL KAO ROBA

Tekstilne sirovinePrirodna vlaknaUmjetna vlaknaPredivoTkanine i odjevni predmetiSkladištenje tekstilne robe

10. KOŽA

Vrsta kože i svojstvaŠtavljenje kožeSkladištenje

11. PREHRAMBENI PROIZVODI

Sastav hrane i podjelaKonzerviranje prehrambenih proizvodaPrehrambeni proizvodi životinjskog porijeklaPrehrambeni proizvodi biljnog porijekla

12. OPĆI DIO

Pojam robe i podjelaKvaliteta norma robeAmbalažaSkladištenje

13. MATERIJALI U PROMETU

Materijali bez oblikaSipki materijaliTočka kapanjaPlastičnostPenetracijaMaterijali sa oblikom

Podjela materijala u prometuObzirom na rukovanje s materijalimaObrada materijala obzirom na stupanj doradeObzirom na svojstva materijalaObzirom na vrijednost materijalaObzirom na kvalitetu

Klasifikacija materijala u prometuUniverzalna decimalna klasifikacijaBriselska nomenklatura za klasifikaciju tarifaStandardna međunarodna trgovinska klasifikacijaEuropska nomenklatura artikala

Kvaliteta materijala i prometKvaliteta tvorničke izrade* Kvaliteta koncepcije proizvoda

Metode utvrđivanja kvalitete materijalaOkus Aromatičnost Miris Izgled OpipČvrstoća TvrdoćaBrinelova metoda Wickersova metoda RockwellovaShore metodaŽilavost Umor materijalaElastičnostPlastičnost

Fizička ispitivanjaGustoća Koeficijent toplinskog širenja ili istezanja materijala Temperatura paljenja materijala Toplinska vodljivost materijala Elektrotehnički materijali

Kemijska svojstva materijala1. Kemijski sastav Trgovačke reprize 2. Kemijsku otpornost na koroziju Korozija se dijeli na:Katodna zaštita3. Vatrootpornost 4. Toplinska otpornost5. Kristalografska svojstva

Osnovne metode defektoskopije1. Metoda prozračivanja:2. Metoda prozvučavanja3. Magnetska metoda 4. Penetranske metode ili metoda kapilarne defektoskopije:

Tehnološka svojstva materijala

Transportna ili prijevozna svojstva materijala

Marka i znak proizvodaZnak proizvodaMarka proizvoda

by SIMCo. 2000

Page 68: 130050197 Tehnologija Materijala 1 i 2 Skripta

Tehnologija materijala 68

Materijali za pakiranjeAmbalaža prema funkciji:Uporabna funkcija ambalažeZaštitna funkcija.Tržna funkcija Skladišno transportna funkcijaAmbalaža prema ambalažnom materijalu:Ambalaža prema oblicima:Ambalaža prema namjeni:Komercijalna ambalaža Transportna ambalaža:

Glavni ambalažni obliciDrvo kao ambalaža Rezani furnirLjušteni furnirPapir ili ambalaža od papiraU tehnološkom smislu vlakna mogu biti:Papir od krpaBezdrvni papirPapir sa drvenjačomSirovine = glavne (osnovne) + dodaciDrvenjačaDodaciProizvodnja papiraPapirKartonLjepenkaOsnovne karakteristike papiraKartoniPrešani papirLjepenkaVrste valovitog kartona prema visini vala:Val AVal BVal CVal E (sitni val)Proizvodnja celofanaKartonske bačveKartonske cijeviIskorištavanje i reciklaža papira

Metalna ambalažaBijeli limLimenkeLakTeški bijeli limoviSrednji bijeli limoviLaki bijeli limoviPodcinčani limAluminijLaminat

Oblici metalne ambalažeMetalne bačveMetalne kanteLimenke (komercijalna ambalaža)Ambalaža

Plastična ambalažaPolietileni - termoplastiPolivinil klorid PVCPolistirenPolipropileni - termoplastiPoliesteriPoliakrilati PAKPOLIURETANI - PUMetode prerade plastičnih masaBrizganje Puhanje Lijevanje Kalandriranje PrešanjeIskorištavanje i razgradnja plastičnih masa (recikliranje)Tekstilna ambalažaLaminatiKaširanje.Ekstruzijsko laminiranjeVrste ambalažaBlister ili kompleksna ambalažaSkin ambalaža Streč ambalaža Strip ambalažaPomoćni materijali za pakiranjeSredstva za omatanje:Sredstva za označivanje:Sredstva za jastučenjePlastične maseSredstva za zatvaranjeSredstva za otvaranjePakiranje materijala za prometSkladištenje materijala u prometuVrste skladištaOprema skladištaDokumenti skladišta (dokumentacija o skladištu)Zaštita materijala od kvarenja pri skladištenju i prometu1. Zaštita pakiranjem2. Zaštita kemijskim postupcima3. Zaštita sušenjem4. Zaštita hlađenjem, smrzavanjem u

klimatiziranim5. zaštita u inertnoj atmosferi

Opasne tvari u prometuDjelovanje opasnih tvari na čovjeka I okolišPrijevoz opasnih tvariPrijevoz opasnih tvari cestomPrijevoz robe željeznicomPrijevoz opasnih tvari pomorskim putemPrijevoz opasnih tvari zračnim prometomUvjeti za prijevoz opasnih tvari zračnim putem u HrvatskojPrijevoz opasnih tvari poštanskim prometomLako pokvarljivi materijali u prometu

by SIMCo. 2000