MATERIALET POLIMERE

UNIVERSITETI I PRISHTINËS

FAKULTETI I SHKENCAVE TEKNIKE TË APLIKUARA

FERIZAJ

Fatmir Çerkini

Ferizaj

2012

Fatmir Çerkini MATERIALET POLIMERE

2 FSHTA - Ferizaj, 2012

Përmbajtja Faqe 1. Hyrje .......................................................................................................................................................... 5

2. Polimeret ................................................................................................................................................... 5

3. Materialet polimere .................................................................................................................................. 6

4. Ndarja e materialeve polimere .................................................................................................................. 8

4.1. Termoplastet (plastomeret) ............................................................................................................ 11

4.2. Duroplastet(duromeret) .................................................................................................................. 12

4.3. Elastomeret ..................................................................................................................................... 12

4.3.1. Kauçuku natyral, ...................................................................................................................... 12

4.3.2. Kauçuku sintetik ...................................................................................................................... 13

4.3.3. Prodhimet e vullkanizimit (goma, elastomeret) ...................................................................... 14

5. Lëndët e para për prodhimin e masave plastike ..................................................................................... 18

6. Struktura e materialeve polimere ........................................................................................................... 22

6.1. Ndarja e materialeve polimere varësisht nga ndërtimi makromolekular dhe rregullimi struktural

.........................................................................................................................................................23

6.2. Ndarja e materialeve polimere varësisht nga lloji i monomereve në makromolekulë ................... 23

7. Ndërtimi i polimereve .............................................................................................................................. 24

7.1. Lidhjet kryesore valente .................................................................................................................. 24

7.2. Lidhjet bivalente .............................................................................................................................. 25

7.3. Forma e molekulave polimere ......................................................................................................... 26

7.4. Paraqitja e strukturave .................................................................................................................... 27

8. Shkalla e polimerizimit ............................................................................................................................ 28

8.1. Masa molekulare e polimereve ....................................................................................................... 29

8.2. Homopolimerët ............................................................................................................................... 30

8.3. Kopolimerët ..................................................................................................................................... 30

9. Përfitimi i materialeve polimere .............................................................................................................. 32

9.1. Polimerizimi ..................................................................................................................................... 32

9.1.1. Polimerizimi adicional .............................................................................................................. 32

9.2. Kopolimerizimi ................................................................................................................................. 39

9.3. Polikondenzimi ................................................................................................................................ 40

10. Produktet e polimerizimit .................................................................................................................... 44

10.1. Polietileni – PE ............................................................................................................................. 45


FSHTA - Ferizaj, 2012 3

10.1.1. LDPE (Low-density polyethylene) ............................................................................................ 47

10.1.2. HDPE (High-density polyethylene) .......................................................................................... 50

10.1.3. LLDPE (Linear low density polyethylene)................................................................................. 54

10.1.4. UHMWPE (Ultra-high-molecular-weight polyethylene) .......................................................... 56

10.2. Polipropileni – PP ......................................................................................................................... 61

10.3. Poliizobutileni – PIB ..................................................................................................................... 68

10.4. Polistireni – PS ............................................................................................................................. 70

10.4.1. Stiren akrilo nitril – SAN ........................................................................................................... 74

10.4.2. Akrilo nitril butadien stiren – ABS............................................................................................ 75

10.4.3. Polistireni me rrezistencë të lartë në goditje (HI-PS) .............................................................. 78

10.4.4. Polistireni shkumor, celular ose i ekspanduar (EPS) ................................................................ 80

10.5. Poli(vinil-kloruri) – PVC ................................................................................................................ 84

10.6. Politetrafluoretileni (tefloni) – PTFE ............................................................................................ 88

10.7. Polimetilmetakrilat - (PMMA) /pleksiglas/ .................................................................................. 92

10.8. Poliakrilnitril– PAN ....................................................................................................................... 97

10.9. Polioksimetilen – POM .............................................................................................................. 101

11. Produktet e polikondenzimit ............................................................................................................. 106

11.1. Aminoplastet (rrëshirat melamine,..) ........................................................................................ 106

11.2. Fenoplastet (rrëshirat fenole,...) ............................................................................................... 111

11.3. Bakeliti ....................................................................................................................................... 113

11.4. Poliamidet– PA / perlon, najlon/ ............................................................................................... 116

11.5. Poli(etilen-teraftalat) – PET ....................................................................................................... 119

11.6. Poliesteret – PES ........................................................................................................................ 123

11.7. Polikarbonatet – PC ................................................................................................................... 123

12. Produktet e poliadicionimit ............................................................................................................... 125

12.1. Poliuretanet – PUR .................................................................................................................... 125

13. Polimerët tjerë natyror përpunues ................................................................................................... 126

13.1. Polisaharidet .............................................................................................................................. 126

13.1.1. Niseshtja (amidoni) ................................................................................................................ 126

13.1.2. Celuloza ................................................................................................................................. 127

13.2. Fijet nga proteinat ..................................................................................................................... 136

13.2.1. Mëndafshi .............................................................................................................................. 136



13.2.2. Leshi ....................................................................................................................................... 139

13.2.3. Vetitë e fibrave natyrale ........................................................................................................ 142

13.3. Kazeini ........................................................................................................................................ 143

14. Gjendjet fizike të materialeve polimere ........................................................................................... 145

14.1. Vetitë mekanike ......................................................................................................................... 147

15. Shtuesit te polimeret ......................................................................................................................... 150

15.1. Mbushësit .................................................................................................................................. 150

15.2. Stabilizatorët .............................................................................................................................. 151

15.3. Akceleratorët ............................................................................................................................. 151

15.4. Ngjyrat ....................................................................................................................................... 151

15.5. Pigmentet .................................................................................................................................. 152

15.6. Lubrifikuesit ............................................................................................................................... 152

15.7. Plastifikatorët -(zbutësit) ........................................................................................................... 153

15.8. Antistatikët ................................................................................................................................ 153

15.9. Elementet për shkumëzim ......................................................................................................... 153

16. Vjetrimi i materialeve polimere ......................................................................................................... 154

16.1. Ndryshimi i vetive mekanike me kalimin e kohës ..................................................................... 155

16.2. Ruajtja e ambientit .................................................................................................................... 155

16.2.1. Polimeret degraduese ........................................................................................................... 156

16.2.2. Polimeret biodegraduese ...................................................................................................... 156

16.2.3. Polimeret kompostibil ........................................................................................................... 156



MATERIALET POLIMERE

1. Hyrje

Polimeret janë substanca që janë të përbëra nga makromolekulat dhe quhen komponime

makromolekulare.

Nga komponimet organike në natyrë janë kauçuku dhe rrëshirat natyrale, celuloza, lignini,

polisaharidet, niseshteja, proteinat dhe acidet nukleike, dmth substancat që janë pjesa më e

madhe e pjesës së thatë të botës bimore dhe shtazore.

Në komponimet inorganike janë oksidet e silicit dhe aluminit, d.m.th. komponentët themelore të

korës së Tokës.

Emri polimer është një fjalë e përbërë nga fjalët greke poly - shumë dhe meros – pjesë, që do të

thotë "shumë pjesë".

Ekzistenca e këtyre polimereve natyrale na lejon që të themi: "polimeret janë në ne dhe

rreth nesh". Kjo do të thotë se zhvillimi historik në këtë fushë është dukshëm më i gjatë nga ajo që

rrjedh nga fakti se zgjerimi i vërtetë i përdorimit të këtyre materialeve ka ndodhur vetëm në

shekullin 20. Ky zgjerim përputhet me faktin se polimeret e para sintetike janë prodhua në fillim të

shekullit 20 . Struktura e tyre makromolekulare është kuptua vetëm në vitet e 20 dhe 30 të

shekullit 20.

Kjo mundësoi njohuri të thella të vetive të polimereve dhe varësinë e tyre me strukturën.

Në të njëjtën kohë kjo ka mundësuar që edhe prodhimi i produkteve polimere të rritet nga faza e

shkathtësive në fushë shkencërisht të bazuar të aktivitetit njerëzor.

2. Polimeret

Me reaksionet e polimerizimit, polikondenzimit ose poliaditimit, molekulat me masë molare të

vogël kompozohen me lidhje primare kimike me ç’rast formohen molekula me masë molare të

madhe – makromolekula.

Masa molekulare relative e polimereve është nga 10.000 deri në më shumë se 1.000.000 g / mol

por makromolekula nuk është thjesht një molekulë me shumë atome (mijëra atomeve janë të

lidhura në makromolekula me lidhje valente) por është kjo molekulë në të cilën shumë atome janë

të organizuara ashtu që formojnë makromolekulën e ndërtuar nga njësi strukturale karakteristike

që përsëriten, të quajtura mere. Mere në makromolekulë mund të ketë nga disa qindra në

dhjetëra mijëra, por me pak tipa të mereve, zakonisht vetëm një (homopolimerët) dhe

rrallë dy ose më shumë (kopolimerët). Meret mund të jenë të renditura në një zinxhir (polimere



lineare), mund të ekzistojnë përgjatë zinxhirit kryesor dhe zinxhirët anësore (polimerët e

degëzuar), ose mund të jenë në formë rrjete tredimensionale (polimerët e rrjetëzuar). Është niveli

specifik i strukturës makromolekulare të substancave, që i bën polimerët klasë të veçantë të

substancave.

3. Materialet polimere

Kur bëhet fjalë për materialet polimere, emërtimet janë të larmishme nga se kriteret e dallimit

dhe klasifikimit janë të ndryshme: vetitë e materialeve, vetitë përpunuese të materialeve, vetitë e

produktit, varshmëria e vetive të cekura nga temperatura, etj.

Para së gjithash, termin polimer nuk duhet identifikuar me termin material polimer. Në të vërtetë,

rezultati i polimerizimit, i quajtur polimerizat, i cili është një sistem i makromolekulave, gjithnjë e

më pak është material, sepse me qëllim të përpunimit dhe aplikimit, vetitë e polimerizatit

ndryshojnë nga shtuesit e ndryshëm të ngjashëm me mbushësit, zbutësit, përforcuesit,

lubrifikuesit, gjegjësisht me veprime kimike dhe fizike. Grupet më të rëndësishme të materialeve

polimere janë materialet konstruktive, folitë (membranat, filmat), fijet, lidhësit dhe ngjitësit.

Materialet konstruktive mund të jenë kompakt (masiv) dhe celular (të zgjeruar).

Për nga përbërja, materialet polimere janë homogjene dhe kompozite (përzierje, të mbushura,

të përforcuara), ndërsa për nga shkalla e rregullimit të strukturës së tyre ato janë amorfe dhe

kristalore.

Në bazë të gjendjes fizike gjatë temperaturave të aplikimeve të zakonshme ( - 30 • • • + 100 ° C),

materialet polimere janë elastomere (në gjendje gome) dhe duromere (kristalor ose në gjendje

qelqi).

Materialet polimere janë materiale teknikisht të përdorshme të cilat kanë për bazë polimerin.

Shumë rrallë materialet polimere përbëhen tërësisht nga polimeri në formën e tij origjinale, por

zakonisht përmbajnë aditivë të shumta për të përmirësuar vetitë. Materialet polimere

përpunohen me metoda të ndryshme në produkte të gatshme, shumë shpesh në kombinim me

polimere tjera, ose lloje tjera të materialeve.

Materialet polimere janë ndër materialet më të rëndësishme teknike sot. Përveç që shërbejnë

si zëvendësim për materiale të zakonshme si xhami, metali, druri ose qeramika, zhvillimi i

hovshëm i tyre në shekullin 20 përshpejton përparimin e shumë fushave tjera të veprimtarisë

njerëzore.

Aplikimi i materialeve polimere në fushën e paketimit, industrisë elektrike dhe elektronike,

industrisë kimike, anije ndërtimtarisë, industrisë së aeroplanëve, në ndërtimtari dhe në shumë

lëmi tjera, sot është më shumë se i nevojshëm dhe i pazëvendësueshëm.

Materialet polimere mund të klasifikohen në natyrore, natyrore të modifikuara dhe sintetike.

Materiali polimer natyror më i rëndësishëm është celuloza, ndërsa shumë të rëndësishëm janë



edhe mëndafshi, goma natyrale, rrëshira natyrale, kazeina, vajrat yndyrore dhe polimeret e

ndryshme inorganike, kryesisht silikatet.

Materialet polimere të modifikuara natyrore janë derivatet e celulozës, kauçuku natyror i

derivuar, etj. Materialet polimere sintetike prodhohen me reaksione kimike (polimerizim) në aparatura

adekuate nga monomeret e fituara kryesisht nga nafta, gazi tokësor ose thëngjilli.

Polimer tipik sintetik është polietileni i cili fitohet me sintezën e etilenit(etinit) CH2 = CH2. Shenja =

tregon që grupet CH2 janë të lidhura me lidhje të dyfishtë. Formula e polietilenit mund të shkruhet

në formën

Ku etileni është monomeri kryesor. Numri i plotë n quhet shkalla e polimerizimit, dhe tregon

numrin e monomereve kryesore të cilat janë të lidhura në makromolekulën e polietilenit.

Karakteristika bazë e polimereve është masa molekulare. Nga kjo varen gati të gjitha vetitë e

polimereve. Duke ditur që masa molekulare e etilenit është 28, masa molekulare e polietilenit do

të jetë 28 ∙ n.

Çdo makromolekulë ka së paku 100 mere. Në rastin e polietilenit, masa molekulare për n = 100 do

të ishte 28 ∙ 100 = 2800

n Molekula të etilenit Një Molekulë e Polietilenit

Fig 3.1-Molekulat e etilenit dhe molekula e polietilenit

Në përgjithësi masa molekulare e polimereve ka vlerë nga disa mijëra deri në disa milion.



Polimeret përdoren për të prodhuar: pjesë strukturore dhe dekorative, bojë, ngjitës, goma për

automobila, shkumë, materiale të paketimit, lodra. Polimeret gjithashtu përdoren edhe te

materialet kompozite si fibra, grimca dhe si lëndë matricore.

4. Ndarja e materialeve polimere

o Sipas përfitimit:

- Natyrore (p.sh. kauçuku natyror)

- Sintetike (p.sh. PVC,..)

o Sipas përbërjes kimike:

- Organike (PE, PVC,..)

- Inorganike (p.sh. kauçuku i silikonit)

o Sipas vetive mekanike dhe termike:

Tab.1- Tre kategoritë kryesore të polimereve

Liojet e polimere Struktura kryesore skica

Plastomeret

(Termoplastet)

Zingjirë linear fleksibil

Duromeret

(Duroplastet)

Rrjetë e fortë tredimensionale

Elastomeret Zingjirë linear të lidhur

tërthorazi



© 2009 by Stephen Lower - last modified 2009-09-01

Fig 4.1-Ndarja e polimerëve sipas vetive dhe mënyrës së përfitimit



Fig 4.2 – Ndarja e polimerëve sipas origjinës



Fig 4.3 – Kategorizimi i masave plastike sipas vetive

DEFINICION

Masat plastike janë materie (sintetike) të cilat kanë strukturë amorfe makromolekulare.

4.1. Termoplastet (plastomeret)

Termoplastet janë ndërtuar nga zinxhirë të gjatë të prodhuar nga lidhja e molekulave të vogla apo

të monomereve, ato zakonisht sillen në një mënyrë plastike. Me ngrohje ato zbuten, bëhen

plastike, dhe në këtë gjendje mund të përpunohen me lehtësi. Në temperatura të larta, kalojnë në

gjendje të lëngshme të viskozitetit të lartë. Termoplastet d.m.th. shkrihen, por për shkak të

strukturës amorfe nuk kanë temperaturë të caktuar të shkrirjes. Me ftohje ngurtësohen dhe

ruajnë formën e re të fituar. Termoplastet mund të riciklohen lehtë. Shembuj të termoplasteve

janë:

Polistireni, polietileni, polipropileni, polivinilkloridi, najloni, tefloni, ..

Termoplastet kryesisht nuk janë rezistues në temperatura të larta (duke përjashtua teflonin).



4.2. Duroplastet(duromeret)

Duroplastet janë ndërtuar nga zinxhirë të gjatë të molekulave, të cilët janë fortë të ndër-lidhur me

njëri-tjetrin tërthorazi për të krijuar strukturën tre-dimensionale të rrjetit. Këto polimere janë më

të forta, por më të thyeshme se termoplastet. Fortësohen gjatë nxehjes dhe fitojnë formë të

përhershme dhe më nuk mund të kthehen në gjendje plastike Nuk zbuten, nuk digjen por në

temperatura shumë të larta pëlcasin dhe shkatërrohen. Plastika e tillë e fortë nuk mund të

riciklohet lehtë. Shembuj të duroplasteve janë:

Bakeliti, goma, silikoni, epoksi rrëshira, poliesteri,...

4.3. Elastomeret

Elastomeret (duke përfshirë gomat) kanë strukturën (mes dy grupeve të shënuara më lart) në të

cilat mund të lajmërohen disa lidhje zingjirore tërthore. Elastomeret kanë mundësinë e

deformimeve të mëdha elastike, pa ndryshim të përhershëm të formës. Elastomere quhen

materialet të cilat në temperaturë të dhomës nëse ngarkohen në tërheqje mund të rrisin gjatësinë

së paku dyfish dhe atë pa pësua deformime pas ndërprerjes së ngarkesave në tërheqje. Për këtë

shpesh quhen edhe plastike me elasticitet të lartë.

4.3.1. Kauçuku natyral,

C5H8

Fig 4.4 - Struktura e kauçukut dhe nxjerrja e lateksit nga druri

Kauçuku natyral fitohet nga lateksi (qumështi-lëng) i cili në të vërtetë është polimer i izoprenit – i

hidrokarbureve të pangopura C5H8. Lateksi është emulsion koloidal i kauçukut që formohet me



prerjen e drurit tropikal të kauçukut (Hevea braziliansis dhe Ficus elastica) të cilët rriten në klimën

tropikale të Brazilit, Cejlonit, Kongos, Indonezisë, Liberisë, etj. Emërtimi origjinal ,, ca hu chi” don

të thotë druri i cili qanë. Lateksi është tretje që përmban 30 – 40 % kauçuk.

Me selektim shumë vjeçar janë zhvillua lloje të ndryshme të drunjëve të kauçukut në plantazhe të

cilët për një kohë të gjatë mund të prodhojnë lateks. Në temperaturë dhome lateksi është shumë

elastik (zgjatet deri në 80%), kur të ftohet nën 0oC bëhet i thyeshëm, ndërsa mbi 50oC e humbë

elasticitetin dhe kalon në gjendje krejtësisht plastike.

Fig 4.5 - Disa foto të nxjerrjes së lateksit nga drunjët tropikal (Hevea braziliansis)

4.3.2. Kauçuku sintetik

Kauçuku sintetik fitohet me polimerizimin e izoprenit sintetik ose butadienit si dhe derivateve të

butadienit.

Sot prodhohet një numër më i madh i kauçukut sintetik i cili për nga kërkesat e vetive ( Rm, E, A,

padepërtueshmëria, rezistenca në: konsum, këputje, deformim të përhershëm, vjetrim) është

plotësisht i krahasueshëm me atë natyral. Lëndët e para për prodhim janë: qymyri, guri gëlqeror,

nafta e papërpunuar dhe patatet.

Shembull i gomës artificiale është SBR – stiren-butadien goma (styrene-butadiene rubber).

Fig 4.6 - Struktura e gomës artificiale



Monomeret për fitimin e kauçukut

Izopreni butadieni derivati i butadienit

Fig 4.7 - Format strukturale të monomereve për fitimin e kauçukut

4.3.3. Prodhimet e vullkanizimit (goma, elastomeret)

4.3.3.1. Goma

Deri në luftën e dytë botërore goma është prodhua vetëm nga kauçuku natyral. Sot përpunohen

më shumë lloje të kauçukut natyral dhe artificial, jo vetëm për tu plotësua kërkesat e rritura për

prodhime të gomës, por edhe për t’u plotësua vetitë e kërkuara të produkteve finale. Gomat

sintetike janë të ngjashme me ato natyrale por kanë rezistencë më të lartë ndaj vajrave,

kemikalijeve, nxehtësisë dhe vjetrimit.

Shumë here gomat sintetike përzihen me gomën natyrale me qëllim që produkti ti posedojë vetitë

e mira të dy materialeve.

Tg = -700C Tm = 300C

Vullkanizimi i gomës

Procesi nëpërmjet të cilit arrihet rrjetëzimi i kauçukut quhet vullkanizim. Vullkanizimi mund të

jetë i nxehtë apo i ftohët. Thelbi i vullkanizimit është futja e squfurit i cili bënë lidhjen anësore të

molekulave zingjirore (rrjetëzon).

Vullkanizimi bëhet me nxehje disa orëshe të prodhimit në matricat prej çeliku, në

temperaturë 110 – 165oC dhe futja e squfurit. Kjo është faza më e rëndësishme gjatë

së cilës atomet e squfurit lidhin tërthorazi zingjirët e polimerit.



Fig 4.8 - Lidhja tërthore e molekulave zingjirore

Përmbajtja e kauçukut në gomë është 5 – 95 %, ndërsa përbërja tjetër është:

• Squfur (për gomë të butë 4%, të fortë 10 – 20% dhe 35 – 50% për shumë të fortë),

• Plastifikator (vaj, fenol-lehtësojnë përpunimin),

• Vazelinë dhe parafinë ( i japin gomës butësi për kohë të gjatë),

• Mbushës aktiv dhe pasiv (pluhur karboni, kaolin, oksid zinku) të cilët ia përmirësojnë vetitë

mekanike,

• Antioksidues (fenole),

• Përshpejtësues të vullkanizimit (acid stearik),

• Materie për ngjyrosje (pigmente) dhe ndonjëherë

• Materie aromatike.

Goma përdoret për punimin e pneumatikëve ose autogomave, shiritave transportues, pjesëve të

makinave dhe pajisjeve, tubave, veshjeve, pajisjeve sportive etj.

Në prodhimin e gomës me veprim të nxehtë dallohen këto fazë themelore:

Plastifikimi i kauçukut (kalandrimi gjegjës. ndrydhja në temperatura të ngritura),

Përgatitja e përzierjes (kauçukut të kalandruar i shtohen përbërësit e nevojshëm dhe

katalizatorët PbO, ZnO, MgO, CS2),

Konfekcionimi (formimi i përzierjes së gatshme në formë të afërt me produktin) dhe

Vullkanizimi – nxehja disa orëshe e produktit në matricat prej çeliku, gjatë temperaturës

110 – 1650C dhe sjellja e squfurit. Kjo është faza më e rëndësishme gjatë së cilës atomet e

squfurit lidhin zingjirët e polimerit ndërmjet veti anash.



4.3.3.2. Llojet e gomës

Goma natyrale, fitohet me polimerizimin e izoprenit i cili forcohet me sjelljen e squfurit, d.m.th.

me vullkanizim të zbuluar në vitin 1839 nga Gudijer. Goma natyrale ka fleksibilitet të

shkëlqyeshëm dhe veti fizike të mira të cilat nuk ndryshojnë shumë gjatë lirimit të nxehtësisë për

shkak të fërkimeve të brendshme, p.sh. gjatë rrotullimit të pneumatikëve nëpër rrugë.

Goma natyrale lehtë kthehet në formën dhe dimensionet fillestare, është rezistuese e mirë ndaj

konsumit dhe mjaft rezistuese ndaj gërryerjes.

Goma natyrale është pak e rezistueshme ndaj ndikimit të naftës dhe ozonit, por ka rezistencë të

shkëlqyer në thartira. Më së shumti përdoret për rrypa të makinave, pneumatik, çizme, papuçe

gome etj.

Goma artificiale, fitohet nga kauçuku sintetik i cili fitohet me polikondenzimin e butadienit në

forma të ndryshme.

Sipas metodës së Hofmanit procesi zhvillohet me veprimin e nxehtësisë (950C) dhe

presionit përgjatë 10 – 14 ditëve.

Metoda Gjermane bazohet në reaksionin e natriumit elementar dhe butadienit i cili na jep

produktin e quajtur buna (butadien-natrium).

Sot janë zhvillua shumë lloje të gomës artificiale, nga të cilat më të njohura janë:

Stiren-butadien goma

Butil goma

Etilen-propilen goma

Nitril goma

Neopren goma

Gomat polisulfide

Gomat poliuretane

Gomat silikone, etj.

Neopreni është shpikur në vitin 1930 dhe ishte prodhimi i parë nga goma sintetike. Neopreni

është përdorur për gjëra të tilla si membrana për mbulim dhe kostume për larje.

Polibutadieni ka ngjashmëri me neoprenin, vetëm se në vend të atomit të klorit që ishte te

neopreni, këtu vjen një atom i hidrogjenit. Kauçuku sintetik ka luajtur një rol të rëndësishëm në

Luftën e Dytë Botërore.



Fig 4.9 – Prodhime prej gome



5. Lëndët e para për prodhimin e masave plastike

Mund të jenë: • Minerale

Nafta,

Thëngjilli dhe

Gazi tokësor

• Me prejardhje organike

Bimore ose

shtazore

Nga fraksionet e naftës fitohen gjysmë prodhimet dhe prodhimet finale në temperaturë të vlimit

(rreth 340 oC deri 400 oC), ashtu që këto fraksione nxehen në temperatura të larta dhe presione të

larta, prej nga bëhet zbërthimi i molekulave të mëdha (makromolekulave) në më të vogla të

përshtatshme për industrinë e prodhimeve sintetike.

Fig 5.1 – Një formë e fraksionimit të naftës



Fig 5.2 – Produktet e fituara nga kolona fraksionuese e naftës

Destilimi i pjesshëm i naftës.avi



Llojet e gjysmë produkteve dhe produkteve finale të cilat fitohen nga nafta e papërpunuar janë

dhënë në skemën në vazhdim:

Fig 5.3– Produktet e fituara nga nafta e papërpunuar

Përveç naftës së papërpunuar, sot gjithnjë e më shumë si lëndë e parë kimike përdoret

edhe gazi tokësor në përbërjen e të cilit hyn metani (rreth 90%), si dhe etani, propani, butani,

pentani, heksani dhe izomeret e tyre e gjithashtu edhe CO2, H2, C O, N2, H2S e tj.

Gasi tokësor përpunohet me djegie jo të plotë ose me dekompozim termik (pirolizë rreth

700o C). Nga djegia jo e plotë fitohet acetileni, si dhe përzierja CO2 dhe H2 e përshtatshme për

sintezë të amoniakut. Me anë të pirolizës fitohet etileni, propileni, acetileni dhe komponime tjera

të cilat shfrytëzohen për sintezë të mëtejme kimike.

Nga thëngjilli fitohen bashkëdyzime të ndryshme kimike me anë të destilimit të thatë

(koksimit). Kjo bazohet në nxehje të thëngjillit pa prezencën e ajrit gjatë temperaturës 1100-

1300oC. Në këtë proces fitohen produktet gazore, produktet e lëngëta(rrëshirat) dhe produktet e

ngurta(koksi). Pasqyra e prodhimeve polimere të fituara nga thëngjilli është dhënë në skemën e

mëposhtme.



Fig 5.4 – Pasqyra e prodhimeve polimere të fituara nga thëngjilli

Në industrinë e materialeve polimere përdoren lëndët e para bimore dhe shtazore nga të cilat

fitohen produktet finale të treguara në skemën e mëposhtme.

Fig 5.5 – Pasqyra e prodhimeve polimere të fituara nga lëndët bimore



6. Struktura e materialeve polimere

Siç kemi theksua edhe më sipër këto materiale përbëhen nga shumë mere, të cilët paraqesin

njësinë themelore të një molekule – monomerin. Me lidhjen e një numri të madh të monomereve

në një molekulë të gjatë zingjirore fitohet polimeri. Kur të thuhet fjala ,,polimerizim” i molekulave,

kjo nënkupton që molekulat janë lidhë në mes veti duke formua kështu molekula të mëdha ose

makromolekula (fig.6.1, p.sh. polietileni).

Fig 6.1 – Përfitimi i polietilenit

Disa lloje të monomereve:

, … Fig 6.2 – Disa lloje të monomereve



6.1. Ndarja e materialeve polimere varësisht nga ndërtimi makromolekular dhe rregullimi struktural

6.2. Ndarja e materialeve polimere varësisht nga lloji i monomereve në makromolekulë



7. Ndërtimi i polimereve

Makromolekulat sintetike apo polimeret, prodhohen në atë mënyrë që molekulat, monomeret,

reagojnë me njëra-tjetrën dhe krijojnë zinxhirë të gjatë. Nëse janë të gjitha monomeret e llojit të

njëjtë fitojmë homopolimeret. Nëse përdoren dy ose më shumë lloje të monomereve në përzierje,

ne fitojmë kopolimeret. Molekulat e materialeve plastike janë ndërtuar përgjithësisht me lidhjet

kovalente (fig. 7.1).

Fig. 7.1 Shembull i lidhjes kovalente në mes dy atomeve të cilët kanë të përbashkët një palë elektrone

Te lidhjet kovalente dy ose më shumë çifte të elektroneve janë të përbashkëta për 2 – 5 atome

në një molekulë. Veti karakteristike e materialeve plastike me veti të tilla është fortësia e madhe

dhe përcjellshmëria e vogël elektrike. Atomet mund të lidhen me një apo më shumë çifte të

elektroneve ose me elektrone valente.

Dallohen këto lidhje ndër atomike:

a) Lidhje e thjesht njëfishe, për shembull C – C

b) Lidhje dyfishe, për shembull C = C

c) Lidhje trefishe, për shembull C ≡ C

7.1. Lidhjet kryesore valente

Quhen lidhjet ndërmjet atomeve në një molekulë (Fig. 7.2). Këto përbëhen nga lidhjet kovalente,

të cilat janë aq të forta sa që mund të shkatërrohen vetëm me ndihmën e reaksioneve kimike.



Fig. 7.2 Brenda molekulave janë lidhjet kryesore valente të forta,

ndërsa ndërmjet molekulave janë lidhjet e dobëta bivalente

7.2. Lidhjet bivalente

Quhen lidhjet ndërmjet molekulave. Për lidhje të përbashkët të molekulave shërbejnë forcat

sekondare valente (lidhjet bivalente), ndërsa i shkaktojnë ndikimet elektrike të ngarkesave të

ndryshme (Forcat e Van der Waals-it). Për këtë shkak lidhjet bivalente janë të dobëta. Diametri i

atomit është 1 – 2 0A . Distanca në mes qendrave të atomeve është 1 – 2 0A te lidhjet kryesore

valente, dhe 3 – 4 0A te lidhjet bivalente.



Fig. 7.3. a) Te polivinilkloridi (PVC), atomet e klorit kanë ngarkesë negative, ndërsa të hidrogjenit ngarkesë

pozitive. Vargjet(zingjirët) janë të lidhur me forca të dobëta të Van der Waals-it. b) Kur në polimer vepron forca, lidhjet e Van der Waals-it shkatërrohen dhe vargjet rrëshqasin përskaj njëri

tjetrit.

7.3. Forma e molekulave polimere

Vargjet polimere përbëhen kryesisht nga atomet e karbonit të cilët janë të ndërtuar në formën

,,cik-cak”. Gjatësia e vargut është mjaft e madhe në krahasim me ,,diametrin” dhe mund të jetë e

gjatë deri në 100.000 0A = 0,001 mm (fig. 7.4 ). 1 Å = 0.1 nm = 10-10m

Fig. 7.4 Vargu polimerik



7.4. Paraqitja e strukturave

Të gjitha polimeret kanë strukturë tredimensionale të cilën është vështirë me paraqitë me figurë.

Në figurën më poshtë janë tregua tri forma të paraqitjes së një segmenti të polietilenit, i cili është

plastomeri më i thjesht. Vargu polimerik përbëhet nga kryqëzimet me atomet e karbonit, nëpër të

cilët janë të lidhur nga dy atome të hidrogjenit nëpër tërë vargun. Vargu mbështillet nëpër

hapësirë. Modeli më i thjesht dydimensional në figurën e mëposhtme përmban elementet bazë të

strukturës polimere dhe shërben për përshkrimin e polimereve të ndryshme. Nga një vijë në mes

atomeve të karbonit ( — ) dhe në mes atomeve të karbonit dhe hidrogjenit, paraqet lidhjen e

njëfishtë kovalente. Dy vija paralele ( ) paraqesin lidhjen e dyfishtë kovalente në mes

atomeve.

Fig. 7.5 Tre modelet e paraqitjes së strukturës së polietilenit:

a) Modeli i plotë tredimensional b) Tredimensional hapësinor

c) Modeli thjesht dydimensional

Një numër i polimereve përmbajnë strukturë unazore, siç është unaza e benzenit që

gjendet në molekulat e stirenit dhe fenolit. Këto unaza aromatike përmbajnë gjashtë atome të

karbonit të lidhur me lidhje kovalente njëfishe dhe dyfishe. Për këtë arsye për të mos i paraqitë

të gjitha atomet e unazës së benzenit, përdoret gjashtëkëndëshi me një rreth për të tregua

këto struktura unazore.



Fig. 7.6 Dy mënyrat e paraqitjes së unazës së benzenit

a) Unaza e benzenit tregohet e bashkuar në çiftin e atomeve të karbonit, duke krijuar stirenin b) Forma e thjeshtuar

8. Shkalla e polimerizimit

Shkalla e polimerizimit, DP =

DP – angl. degree of polymerization

Për polietilen shkalla e polimerizimit, DP ka vlerë 3500 deri 25000

Prej nga shihet se polimeret janë të konstruktuara nga makromolekulat të cilat janë të

ndërtuara nga një numër shumë i madh i monomereve

Shkalla më e lartë e polimerizimit – d. t. th. veti më të mira mekanike të polimereve



8.1. Masa molekulare e polimereve

Polimeret jo vetëm që kanë dallime në strukturë (rregullimi makromolekular) por kanë edhe

shpërndarje të ndryshme të masave molekulare (gjegjësisht numër të monomereve për molekulë

të polimereve – shkallë të polimerizimit, DP).

Fig 8.1– Forma e llogaritjes së masës molekulare mesatare

Masa molekulare mesatare,

Ni – numri i molekulave të shkallës së polimerizimit i,

Mi – masa molekulare nga i

Raporti në mes të dhe , quhet

indeks i polidisperzitetit (PDI):

Nëse PDI = 1 atëherë të gjitha molekulat e polimereve janë me shkallë të njëjtë

të polimerizimit dhe kanë masë të njëjtë – d.m.th. nuk ka polidisperzitet

PDI është zakonisht 1,5 deri në 2,5 që d.m.th. polimeri nuk është disperziv

Nga polidisperziteti varen vetitë mekanike – sa më e vogël shkalla PDI, vetitë

më të mira të polimereve

është çdo herë më e madhe se përveç kur është polidisperziteti i barabartë me 1



Fig. 8.2 Shpërndarja e masave të molekulave të polimereve

8.2. Homopolimerët (tip i njëjtë i monomereve):

Shtesa poli vehet para monomerit

Shembuj:

monomeri: etilen → polimeri: Polietilen (PE)

monomeri: etilen tereftalat → polimeri: poli etilen-tereftalat

8.3. Kopolimerët

(dy ose më shumë tipa të ndryshme të monomereve):

Nuk përdoret shtesa poli por monomeret përbërës ndahen me vija të pjerrëta

Shembull:

Monomerët: akrilonitril, butadien, stiren →kopolimeri: akrilonitril/butadien/stiren

(ABS)



Tab. 2 - Polimeret më të përdorshme

Shenja Emri Lloji Shenja Emri Lloji

ABS Akrilonitril/butadien/stiren P,K PIB Poliizobutilen P

BR Kauçuk butadieni E PMMA Pol(metl-metakrilat)

(pleksiglas)

P

CA Acetati i celulozës P POM Poli(oksimetilen) P

CN Nitrati i celulozës(celuloidi) P PP Polipropilen P

CR Kauçuku i poliklorprenit E PPO Poli(fenilen-oksid) P

EP Rrëshirë epoksidi D PPS Poli(fenol-sulfid) P

NBR Akrilonitril/butadien/kauçuk E,K PS Polistiren(polistirol) P

NR Kauçuk natyral E PSU Polisulfon P

PA Poliamid (najlon) P PTFE Poli(tetrafluor-etilen) (teflon) P

PBT Poli(butilen-teraftalat) P PUR Poliuretan (linear) EP

PC Polikarbonati P PVC Poli(vinil-klorid) P

PE Polietileni P PVDF Poli(viniliden-fluorid) P

PEEK Poli(eter-eter-keton) P SAN Poli(stiren/akrilonitril) P,K

PET Poli(etilen-tereftalat) P SBR Stiren-butadien kauçuk E,K

PF Rrëshirë

Fenol-formaldehidi(bakeliti)

D TPUR Poliuretan

(elastoplastomer)

EP

PI Poliimid P UP Rrëshirë e poliesterit D

P-plastomer, D-duromer, E-elastomer, EP-elastoplastomer, K-kopolimer



9. Përfitimi i materialeve polimere

Përfitimi i materialeve polimere është i bazuar në sintezën e makromolekulave e cila do të kryhej

me veprimet e mëposhtme:

- polimerizim,

- polikondenzim dhe

- poliadicionim.

9.1. Polimerizimi

Polimerizimi është një proces kimik i cili konsiston në lidhjen e një numri të madh të molekulave

të vogla të pangopura (monomere) në makoromolekula të mëdha nën veprimin e nxehtësisë,

presionit dhe disa katalizatorëve. Polimerizimi fillon me prodhimin e zinxhirëve të gjatë, në të

cilët atomet janë të lidhura fort me lidhje kovalente. Për fillimin e polimerizimit nevojitet një

energji shumë e vogël aktivizuese. Përbërja procentuale e elementeve në monomer dhe polimere

është e njëjtë, nuk lirohet kurrfarë nus-produkti (lidhje e thjeshtë). Kur reaksioni ndërpritet

njëherë, nuk mund të vazhdohet.

Shumica e polimereve të fituara me polimerizim adicional radhiten në grupin e termoplasteve.

Polimerizimi: nA → A – A – A – A − ... – A – A

Shembëll : Polietileni - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 – Polimerizimi.avi

Dallohen dy mënyra të polimerizimit: - Polimerizimi adicional ose poliadicionimi dhe - Polimerizimi supstitucional ose polikondenzimi

9.1.1. Polimerizimi adicional

Kur më shumë monomer të njejtë ose të ngjajshëm lidhen ashtu që të formojnë zingjirë, procesi

quhet adicion.

Polimerizimi me adicionim bëhet nëpërmjet të reaksioneve të monomerëve-molekulave me lidhje

dyfishe dhe quhet poliadicion.

Shembëll i adicionit është fitimi i polietilenit nga etileni.



Figura 9.1: Polimerizimi adicional i etilenit, duke përdorur Ziegler-Natta katalizatorin

Etileni në gjendje të gazët është hedhur nën presion në një reaktor, ku polimerizohet nën ndikimin e një katalizatori Ziegler-Natta në prani të një tretësi. Nga suspenzioni polietilen, etilen jo reaktiv, katalizator dhe tretës që dalin nga reaktori. etileni jo reaktiv ndahet dhe kthehet në reaktor, ndërsa katalizatori është neutralizuar nga një lavazh alkooli dhe filtruar jashtë. Tretësi është rikuperuar(rigjeneruar) nga një dush me ujë të nxehtë dhe riciklohet. Ndërsa polietileni pasi të ndahet nga uji në tharëse del i terur në formë të thërmiave.

Poliadicionimi është një reaksion kimik që bashkon një numër të madh të molekulave të ndryshme

(monomereve) në polimer pa produkte anësore për dallim nga polikondenzimi. Reakcioni mund të

ndodhë vetëm te monomeret të cilat përmbajnë lidhje të pangopura, të tilla si për shembull

lidhjet e dyfishta. Molekulat e polimereve kanë të njëjtën përbërje si të molekulave të vogla

(monomereve). Me këtë rast dukshëm rritet gjatësia e zinxhirëve dhe masa e molekulës.

Poliadicionimi: nA + nB → A – B – A – B – A ... – B

Reaksionet e poimerizimit me adicionim zhvillohen me ndihmën e mekanizmave të ndryshëm, siç

janë:

Polimerizimi radikal

Polimerizimi kationik dhe

Polimerizimi anionik

Polimerizimi katalitik Ziegler-Natta, etj



Monomeri i etilenit është i ndërtuar nga dy mere të lidhur me lidhje të dyfisht. Nën veprimin e

nxehtësisë dhe presionit hapet një lidhje e monomereve, ato lidhen në zingjirë dhe kështu

formohet polietileni. Nga gjatësia e zingjirëve varet dendësia e polietilenit.

polimerizimi i etilenit.avi Fig 9.2– Polimerizimi i etilenit

Me polimerizim adicional të monomerit të vinil-klorurit fitohet një zingjirë i gjatë i polivinil-klorurit

(PVC).

vinil-kloruri polivinil-kloruri (PVC)



Procesi i polimerizimit të PVC.avi Fig 9.3– Polimerizimi i vinil-klorurit

9.1.1.1. Polimerizimi radikal

Zhvillohet nëpër disa faza:

a) Formimi i radikalit:

b) Atakimi i molekulës monomereve nga radikali:

c) Fillimi i zgjerimit të vargut:

d) Përfundimi i reaksionit:

**)

Fig 9.4– Polimerizimi radikal i etilenit



9.1.1.2. Polimerizimi kationik

Shembull i polimerizimit kationik është sinteza e poliizobutilenit. Nismëtar i këtij reaksioni është

kationi. Zakonisht për këtë qëllim përdoret kompleksi ujor i klorurit të aluminit. Kationi lidhet me

atomin e karbonit të metil-2-propenit në lidhjen dyfishe, me ç rast formohet karbokationi reaktiv i

cili e zhvillon reaksionin:

Fig 9.5– Polimerizimi kationik i izobutilenit

Poliizobutileni ka veçori elastomeri: është gomë sintetike, nuk e lëshon ajrin, përdoret si gomë e

brendshme e topave sportiv dhe artikujve tjerë. **)

**) - M.Bicaj, R.Hoti, S.Jusufi – Kimia, gjimnazi i shkencave natyrore,...Prishtinë, 2011



9.1.1.3. Polimerizimi anionik

Polimerizimi anionik zhvillohet me inicimin e anionit që del nga butil litiumi, i cili zakonisht është i

jonizuar në kation të litiumit dhe në anion butilik. Gjatë reaksionit të anionit, çifti elektronik i

anionit butilik lidhet me njërin atom të etenit, me ç rast çifti elektronik i lidhjes dyfishe zhvendoset

në karbonin tjetër të etenit. Në këtë rast formohet karbanioni i ri i cili e vazhdon reaksionin më tej.

Në fund, reaksioni vargor ndërpritet duke e ç aktivizuar me ndonjë komponim që reagon me

karbanion. Për këtë qëllim, zakonisht përdoret uji. **)

Fig 9.6– Polimerizimi kationik i etilenit

**) - M.Bicaj, R.Hoti, S.Jusufi – Kimia, gjimnazi i shkencave natyrore,...Prishtinë, 2011



9.1.1.4. Polimerizimi katalitik Ziegler-Natta

Një nga zbulimet më të mëdha në kiminë e polimereve ndodhi në fillim të viteve 1950 kur kimisti

gjerman Karl Ziegler zbuloi një grup të katalizatorëve që në mënyrë efikase mund të polimerizojnë

etilenin. Në të njejtën kohë, italiani Giulio Natta e prodhoi për herë të parë polietilenin izotaktik

(dhe të kristaltë). Zieglar-Natta katalizatorët, revolucionarizuan kiminë e polimereve duke bërë të

mundur kontrollimin e këtyre molekulave gjigante. Të dy këta, në vitin 1963 muarën Çmimin

Nobel për Kimi.

Ziegler-Natta katalizatorët - një përzierje e komponimeve kimike të ndryshme të përdorura si

katalizatorë për polimerizim.

Të dy katalizatorët më të popullarizuara janë: TiCl3 x [AlCl (C2H5) 2]2 dhe (CP) 2TiCl2 x AlCl3

Fig 9.7– Polimerizimi katalitik Ziegler-Natta



Nga monomeri i cili përmban unazën e benzenit (C6H5) me polimerizim adicional formohet

polistireni, i cili në gjendje shkume është i njohur si stiropen.

Prodhimet e fituara me polimerizim adicional bijnë në grupën e termoplasteve.

Fig 9.8– Polimerizimi adicional i stirenit

9.2. Kopolimerizimi

Është proces i lidhjes së dy apo më shumë monomereve të ndryshme në makromolekula. Shumë

monomere nuk munden të pavarura me u lidhë në molekula të mëdha, por munden së bashku me

monomeret tjerë, duke formua në këtë rast kopolimeret. Kështu për shembull, monomeret e vinil-

acetatit dhe vinil-kloridit shkëmbejnë elektronet valente dhe formojnë polimerin zingjiror.

Produktet e kopolimerizimit dallohen për nga vetitë e tyre nga vetitë e substancave nga të cilat

janë fituar.

Vinil-acetati vinil-kloruri kopolimeri i tyre

Fig 9.9 – Kopolimerizimi i vinil acetatit dhe vinil klorurit



Fig 9.10 - Shumë goma sintetike janë kopolimere

9.3. Polikondenzimi

Polikondenzimi është përgjithësisht procesi kimik i lidhjes i së paku dy molekulave të ndryshme në

zinxhirin polimer të rrjetëzuar dhe krijimit të mëtejshëm të disa produkteve anësore (uji, alkooli,

etj). Zakonisht reagimi është i ngadalshëm, bëhet gradualisht, mund të ndërpritet sipas dëshirës

dhe të vazhdoj përsëri, kështu që veprimi i polikondenzimit është i përshtatshëm për fitimin e

ngjitësve, ngjyrave dhe llakeve. Produktet e polikondenzimit (rrëshirat sintetike) janë komponentet

kryesore (lidhëse) te materialet për trajtim sipërfaqësor të drurit. Procesi i polikondenzimit

vazhdon me tharje, nxehje ose me shtimin e katalizatorëve.

Me polikondenzim mund të fitohen poliamidet (najloni), aminoplastet, fenolplastet, rrëshirat

karbamide dhe llaket, poliesteret, etj.

Varësisht nga vetitë fizike shumica e polimereve të fituara me polikondenzim radhiten në grupin

e duroplasteve.

Polikondenzimi: nA + nB → A – B – A – B – A ... – B + H2O

Shembëll: Fenolplasti

fenol + formaldehid = rrëshirë e fenolit + uji

Një nga produktet më të vjetra të kondenzimit është galaliti- plastikë e fituar nga kazeini i qumshtit

duke i shtuar edhe disa kemikale dhe ngjyra. Detalet e punuara më përpara mbahen një kohë të

gjatë në tretje të formaldehidit, thahen dhe eventualisht edhe një herë presohen në temperaturë

1000C.



Etini ose acetileni

Etini ose acetileni dhe produktet e tij përdoren për qëllime praktike. Reaksion praktik dhe i

leverdishëm, është reaksioni i polimerizimit:

Me acid klorhidrik dhe me katalizator fitohet kloreteni (kloruri i vinilit), i cili kur të polimerizohet na

jep poliklorur vinilin (PVC):

Fig 9.11- Përfitimi i klorurit të vinilit dhe poliklorur vinilit

Prej këtij polimeri prodhohen shumë lloje të artikujve plastik duke fillua nga fletët, linoleumi,

tubat, veshja e telave të kabllove elektrike, etj..., deri te lodrat për fëmijë.

Etini, me reaksione të adicionimit, formon edhe shumë produkte të tjera të rëndësishme për

industrinë dhe për sinteza organike.**)

**)M.Bicaj,R.Hoti, S.Jusufi ,,KIMIA”



Fig 9.12 - Lëndët e vlefshme industriale që përfitohen nga etini **)



Fig 9.13 - Eteni dhe produktet nga reaksionet e tij **)

**)M.Bicaj,R.Hoti, S.Jusufi ,,KIMIA”



10. Produktet e polimerizimit

Veti të përbashkëta të plastomereve janë:

Janë të ndërtuara nga molekulat lineare dhe të degëzuara, të lidhura ndërmjet vedi me

forca të dobëta të Van der Waals-it.

Ndërtim amorf (kristalor),

Formësohen lehtë me presim në produkte të ndryshme, me ekstrudim ( fibra, tuba, pllaka,

foli, profile) dhe me derdhje.

Me nxehje zbuten ashtu që marrin forma të reja, ndërsa pas ftohjes e ruajnë formën e re,

Janë të rezistueshme ndaj ndikimit të një numri të madh të kemikalieve, por mund të

shkrihen në tretës të ndryshëm.

• Në vend të komponentëve metalike dhe makinave, pjesë instaluese të automobilave,... Si plastomere më të rëndësishme mund të numërohen:

Polieteni, polietileni (PE)

Për foli, për sende shtëpiake, shishe, tuba, izolim të kabllove,..

Polipropileni (PP)

Për foli, lëndë e parë për fibra sintetike, tuba,...

Poliizobutileni (PIB)

Vaj izolues, material izolues,...

Polistireni (PS) /stiropor/

Material izolues në inxhinieri elektrike, produkte shtëpiake, lodra, mbushje për

paketim dhe për izolim të ngrohjes,...

Polivinilkloridi (PVC)

Për tuba, pajisje, sende shtëpiake, izoluese elektrike, parket, lloj pëlhurash,

tavolinë, mbrojtëse për rroba, lodra, lëkurë, ngjitëse, fibra sintetike,...

Politetrafluoretilen (PTFE) /teflon/

Vula, fytëza speciale, pjesë përbërëse të qëndrueshme ndaj korrozionit dhe

temperaturës, sende shtëpiake,...

Polimetilmetakrilat (PMMA) /pleksiglas/

Xhama, syze, orë të xhamit, për objekte që përdoren në mjekësi, materiale për

veshje,...

Poliakrilnitril (PAN)

Tekstil, kauçuk sintetik, trikotazh, ngjitës,...

Polioksimetilen (POM)

Poliuretani linear (PUR)



10.1. Polietileni – PE

Polietileni (PE), është materiali polimer më i thjesht. Homopolimeri fitohet me polimerizimin e

monomerit të etenit (emërtimi i vjetër i etenit ,,etilen”), duke i shkëputë lidhjet dyfishe të atomit

të karbonit:

Makromolekula e polietilenit ka formulë të përgjithshme:

Tg = –78°C, Tm = 100°C.

Prodhimi i PE

Prodhimi i PE bëhet në presione të larta dhe presione të ulëta.

Me zgjedhjen e metodës së prodhimit, presionit, temperaturës, si dhe iniciatorëve dhe

katalizatorëve përcaktohet masa molekulare, ndarja e tyre, degëzimi i makromolekulës dhe shkalla

e kristalitetit.

Me polimerizim në presion të lartë gjatë presionit 100 – 300 MPa dhe temperaturës 180 – 300 0C

fitohet PE-LD. Rritja e presionit përcakton rritjen e vargut, ndërsa rritja e temperaturës përcakton

formimin e vargjeve anësor më të shkurtë apo më të gjatë.

Mekanizmi i polimerizimit është mekanizmi i radikaleve të lira. Iniciatorët e polimerizimit janë:

• Peroksidi organik

• Oksigjeni atomik

Etileni nuk është kimikisht shumë i fortë, ashtu që për të shpejtua polimerizimin nevojitet presion

dhe temperaturë e lartë. Në fillim, reaksioni është shumë egzoterm. Reaktorët për polimerizimin e

etilenit mund të jenë:

- autokllavë ( kazanorë) dhe

- tubular (gypor).

Në një kalim nëpër reaktor polimerizohen 25% përzierje reaktive. Për një ton PE nevojiten 1,2 –

1,3 ton etilen.



Etapat e polimerizimit me presion të lartë CH2=CH2 janë:

1) komprimimi

2) dozimi i iniciatorit

3) ngrohja e përzierjes reaktive

4) ndarja e polimerit nga monomeret e pareaguara

5) granulimi dhe homogjenizimi

Monomeret e pareaguara duhet ftohë dhe kthye në procesin e polimerizimit.

Me polimerizim në presion të ulët gjatë presionit 20 MPa fitohet PE-HD, shkalla e kristalitetit të të

cilit është 80 – 90%. Polimerizimi kryhet me ndihmën e katalizatorëve organometalik. Me rritjen e

temperaturës zvogëlohet madhësia e makromolekulave, ndërsa shpërndarja e masave molekulare

varet nga lloji i katalizatorit.

Llojet e polietilenit

Varësisht nga dallimi në dendësi, gjegjësisht masës molekulare mesatare, polietileni si material

teknik radhitet në disa tipe.

1. Polietilen i dendësisë së ulët (angl. Low density polyethylene, LDPE)

2. Polietilen linear i dendësisë së ulët (angl. Linear low density polyethylene, LLDPE)

3. Polietilen i dendësisë së lartë (angl. High density polyethylene, HDPE)

4. Polietilen me masë molekulare ultra të lartë (angl. Ultra high molekular weight

polyethylene, UHMWPE)



Fig 10.1 –Shpenzimi botëror (milion ton/vit)

10.1.1. LDPE (Low-density polyethylene)

Është një termoplastikë e fituar nga nafta. Kjo ishte klasa e parë e polietilenit, të prodhuar në vitin

1933 nga Imperial Chemical Industries (ICI) duke përdorur një proces të presionit të lartë

nëpërmjet të polimerizimit të lirë radikal. Edhe sot prodhohet me të njëjtën metodë. LDPE

zakonisht riciklohet [duhet theksohet] dhe ka numrin "4", si simbol të tij të riciklimit. Pavarësisht

konkurrencës nga polimeret më moderne, LDPE vazhdon të jetë një lëndë plastike e rëndësishme.

Në vitin 2009 në mbarë botën tregu i LDPE ka arritur një vëllim prej 15.9 miliardë euro.

Fig 10.2 - LDPE , granulat



Fig 10.3 - Struktura kimike e LDPE

Karakteristikat

LDPE është përcaktuar nga një dendësi 0.910-0.940 g/cm3. Nuk është reaktive në temperaturë të

dhomës, përveç nga agjentë të fortë oksidues. Ky mund të përballojë temperaturën 80°C pa

ndërpre dhe 95°C për një kohë të shkurtër. Punohet në variacione të tejdukshëm ose i errët, është

mjaft fleksibil, i fortë por i thyeshëm.

LDPE ka më shumë degëzime (në rreth 2 për qind të atomeve të karbonit) se HDPE, ashtu që

forcat e tij ndër molekulare janë më të dobëta, fuqia e tij elastike është më e ulët dhe viskoziteti

më i lartë. Gjithashtu, për shkak se molekulat e tij janë më pak të mbushura dhe më pak të

kristaltë për shkak të degëve anësore, dendësia e tij është më e ulët. LDPE përmban si elemente

kimike karbonin dhe hidrogjenin.

Fig 10.4 – Forma e strukturës së LDPE

Rrezistenca kimike

Rezistencë të shkëlqyer ndaj acideve të përqendruara, alkooleve, bazave dhe estereve

Rezistencë të mirë ndaj aldehideve, ketoneve dhe vajrave bimore



Rezistencë të kufizuar ndaj hidrokarbureve, vajrave minerale, dhe agjentëve oksidues,

Rezistencë të dobët, dhe nuk rekomandohet për përdorim me hidrokarbure halogjene.

Përdorimi

LDPE përdoret gjerësisht për prodhimin e:

- kontejnerëve të ndryshëm,

- shisheve,

- tubave,

- qeseve plastike,

- komponentët e kompjuterit,

- pajisjet e ndryshme laboratorike.

Përdorimi i tij më i zakonshëm është në qese plastike.

Produktet e tjera të bëra prej tij përfshijnë:

- Tabaka dhe konteinerë me qëllim të përgjithshëm,

- Sipërfaqe punuese- rezistente ndaj korrozionit,

- Pjesë që mund të saldohen dhe të përpunohen me makina,

- Pjesë që kërkojnë fleksibilitet,

- Pjesë të pajisjeve kompjuterike, të tilla si hard disqet, kartelat grafike, dhe disqet optike.

Fig 10.5 - Produkte nga LDPE



10.1.2. HDPE (High-density polyethylene)

ose polyethylene high-density (PEHD) është një termoplastikë polietileni gjithashtu e fituar

nga nafta.

Fig 10.6 – Struktura e HDPE

Nevoitet 1.75 kilogram naftë (në aspektin e energjisë dhe të lëndëve të para) për tu fitua një

kilogram i HDPE. Edhe HDPE zakonisht riciklohet, dhe ka numrin "2", si simbol të tij të riciklimit. Në

vitin 2007, tregu global i HDPE ka arritur një vëllim prej më shumë se 30 milion ton.

Fig 10.7 - Granulati i HDPE



Fig 10.8 - Struktura kimike e HDPE

Karakteristikat

Dendësia në masë e polietilenit me densitet të lartë mund të sillet nga 0.93 - 0.97 g/cm3.

Megjithëse densiteti i HDPE është vetëm pak më i lartë se ai i polietilenit me densitet të ulët,

HDPE ka pak degëzime, duke i dhënë më të forta forcat ndër molekulare dhe forcën elastike më të

lartë se LDPE.

Fig 10.9 – Forma e strukturës së HDPE

Dallimi në forcën e tejkalon dallimin në dendësinë, duke i dhënë HDPE një forcë më të lartë të

veçantë. Ky është edhe më i fortë dhe më i padepërtueshëm dhe mund të përballojë disi

temperaturat e larta (120 ° C për periudha të shkurtra dhe 110 ° C pa ndërpre). Polietileni me

densitet të lartë, ndryshe nga polipropileni, nuk mund të përballojë kushtet normalisht të

kërkuara-në kazan. Mungesa e degëzimit sigurohet nga një zgjedhje e duhur e katalizatorit (p.sh.,

Ziegler-Natta katalizatorë) dhe kushtet e reagimit. HDPE gjithashtu përmban si elemente kimike

karbonin dhe hidrogjenin.



Përdorimi

HDPE është rezistent ndaj tretësve të ndryshëm dhe ka një shumëllojshmëri të gjerë të kërkesave,

duke përfshirë:

- Pllaka balistike

- Kapak për shishe

- Shishe, të përshtatshme për përdorim si shishe ri mbushëse

- Sistemet e tubacioneve kimikisht rezistent

- Kontejnerët

- Kanta të karburantit për automjete

- Shishe për detergjent

- Mbrojtës nga korrozioni për tubacione çeliku

- Karrigë palosëse

- Tavolina palosëse

- Sisteme të tubacioneve për transferimin e ngrohjes gjeotermale

- Sisteme të tubave të shpërndarjes së gazit natyror

- Qese plastike

- Aplikime të kirurgjisë plastike (rekonstruime skeletore dhe të fytyrës)

- Kanalet e telekomit

- Gypat e ujit, për furnizimin me ujë të brendshëm

Një nga përdorimet më të mëdha për HDPE janë kompozitet dru - plastikë dhe kompozitet e drurit

me polimere që riciklohen.

Shishet e qumështit dhe mallrat e tjera prodhuar përmes derdhjes me injektim janë zona më e

rëndësishme e aplikimit për HDPE - Më shumë se 8 milion ton, ose gati një e treta e prodhimit në

mbarë botën, u aplikua këtu.





Fig 10.10 - Produkte nga HDPE

10.1.3. LLDPE (Linear low density polyethylene)

Polietileni linear i dendësisë së ulët (LLDPE) fitohet me kopolimerizimin e etilenit dhe shtuesit 5

deri në 10% i ndonjërit nga alfa olefinët. Të shumtën këto janë1- buteni, 1-hekseni dhe 1-okteni.

Kështu fitohet polietileni linear makromolekular me shumë degëzime të vogla anësore.

Fig 10.11 – Forma e strukturës së LLDPE

Edhe pse dendësia e këtij tipi të polietilenit është e ulët (nga 0,917 deri në 0,925 g/cm3),

megjithatë ai për shkak të strukturës lineare është më i ngjashëm me polietilenin e dendësisë së

lartë. Makromolekulat e tij kanë shkallë më të lartë të kristalitetit prej nga rritet edhe pika e

shkrirjes, ndërsa dallohen edhe disa veti të mira të polietilenit të dendësisë së ulët dhe atij të

dendësisë së lartë, si p.sh. zhdërvjelltësi e mirë pa iu zvogëlua fortësia.



Fig 10.12 - LLDPE në formë granule

LDPE dhe LLDPE kanë veti unike reologjike dhe të indeksit të shkrirjes. LLDPE është më pak i

ndjeshëm në këputje për shkak të shpërndarjes më të ngushtë të masës molekulare dhe

degëzimeve më të shkurta zingjirore. Gjatë përzierjes në procesin e ekstrudimit, LLDPE mbetet më

shumë viskoz, ashtu që përpunohet më vështirë se sa LDPE me indeks ekuivalent të shkrirjes.

Përdorimi

- Gradualisht është duke zëvendësua LDPE, kryesisht në ambalazhim

- Për shkak të fortësisë më të madhe mundësohet punimi i filmave të hollë

- Përdoret për qese plastike dhe foli ku mundësohet shfrytëzimi i trashësive më të vogla në

krahasim me ato nga LDPE,

- Punimin e thasëve, lodrave, mbulesave, kapakëve, tubave, mbështjelljen e kabllove dhe

kryesisht për punimin e tubave fleksibil.



Fig 10.13 – Produkte nga LLDPE

10.1.4. UHMWPE (Ultra-high-molecular-weight polyethylene)

Polietileni me peshë molekulare ekstreme të lartë (UHMWPE ose ndonjëherë me shkurtesë

UHMW), gjithashtu i njohur si polietilen me modul të lartë (HMPE), është nën grup i polietilenit

termoplastik. Ka vargje shumë të gjata, me peshë molekulare me numër milionëshe, zakonisht në

mes 2 dhe 6 milionave. Më shumë vargje shërbejnë për transmetimin e ngarkesave më të mëdha.

Kjo e bënë materialin shumë të rëndë, me fuqinë më të lartë nga të gjitha termoplastet e punuara

sot. Ky material është shumë rezistues në kemikalijet korrozive në veçanti në thartirat oksiduese.

Ka absorbim shumë të ulët të lagështirës dhe koeficient shumë të ulët të fërkimit, është vet

lubrifikues, prej nga del shumë rezistues ndaj konsumit, në disa forma është deri në 15 herë më

rezistues ndaj konsumit nga çeliku karbonik. Koeficienti i tij i fërkimit është dukshëm më i ulët se

sa najloni dhe acetalet, ashtu që krahasohet me teflonin, por ka rezistencë më të mirë ndaj

konsumit.

Është pa erë, pa shije dhe nuk është helmues.

Pikën e shkrirjes e ka 144 deri në 1520C, ndërsa nuk preferohet të shfrytëzohet në temperaturë

më të lartë se 80 deri në 1000C për kohë të gjatë.

Në temperaturën nën – 1500C ngurtësohet

Para kalitja

Kur UHMWPE të kalitet, materiali nxehet 135 deri në 1380C në furrë ose në vaskë me lëng në vaj

silikoni ose glicerinë. Materiali pastaj ftohet nga 50C/h deri në 650C ose më pak. Në fund, materiali

mbështillet në një batanije izoluese për 24 orë për ta sjellë në temperaturën e dhomës.

Referencat .

1. Stein, H. L. (1998). Ultrahigh molecular weight polyethylenes (uhmwpe). Engineered Materials Handbook,

2, 167–171.



2. Tong, J., Ma, Y., Arnell, R. D., & Ren, L. (2006). Free abrasive wear behavior of uhmwpe composites filled with wollastonite fibers. Composites: Part A, 37, 38-45. doi: 10.1016/j.compositesa.2005.05.023

3. Hoechst: Annealing (Stress Relief) of Hostalen GUR

Përdorimi

Fig 10.14 - Produkte nga UHMWPE

Përdorimi i polietilenit

PE-LD – tuba, shishe, lodra, kontejnerë, topa, vula, rezistencë kimike nuk plotësojnë.

PE-HD – tuba, foli, qese, lodra, enë, shishe, cisterna, kontejnerë, topa.

PE-LLD – rezervuar për ujë të pijshëm, thasë, lodra, mbulesa, kapakë, tuba, mbështjellje të

kabllove dhe kryesisht për punimi i tubave fleksibil.



PE-UHMW – pllaka për nevoja të industrisë kimike dhe industrisë së letrës, pjesë për

nevoja të industrisë ushqimore (pjesë të pompave, pjesë të filtrave, dhëmbëzor), pjesë të

automjeteve dhe mekanizmave bujqësorë.



Fig 10.15 - Produkte të polietilenit



Tab 3 - Vetitë e polietilenit

VETITË

POLIETILENI

ME DENDËSI

TË ULËT –

LDPE

POLIETILENI

LINEAR ME

DENDËSI TË

ULËT – LLDPE

POLIETILEN

I ME

DENDËSI TË

MESME –

MDPE

POLIETILENI

ME DENDËSI

TË LARTË –

HDPE

Dendësia g/cm3 0,91 – 0,935 0,93 – 0,94 0,93 – 0,94 0,94 – 0,97

Qëndrueshmëria në tërheqje MPa 4 - 16 8 - 20 8,8 - 25 21,5 – 28,5

Zgjatimi gjatë këputjes % 90 – 800 500 – 900 20 – 130

Qëndrueshmëria në shtypje MPa – 19 – 25

Shtalbësia në goditje (Izod) J/m2 Nuk thehet 27 – 86 27 –108

Moduli i elasticitetit GPa 0,09 – 0,25 0,17 – 0,35 0,42 – 1,26

Moduli në prerje GPa 0,15 – 0,35 –

Fortësia (Rockwell) D 41 – D 46 D 50 – D 60 D 60 –D 70

Indeksi i thyerjes 1,51 1,54

Kapaciteti specifik i nxehtësisë JK-1

g-1

2,1 – 2,7 2,0 – 2,3 2,1 – 2,5

Transmetimi i nxehtësisë WK-1

m-1

0,38 – 0,51 0,35 – 0,42 0,32 – 0,40

Koeficienti i zgjerimit termik K-1

(10 – 22) ∙ 10-5

20 ∙ 10-5

(11 – 13) ∙ 10-5

Temperatura e përdorimit të

përhershëm

0C 60 – 75 70 – 80

Temperatura maximale e përdorimit 0C

50

Temperatura e zbutjes apo shkrirjes 0C 110 - 120 122 - 127 130 - 140

Temperatura qelqore 0C

-110 - 125 – (-70) -100

Absorbimi i ujit në 3 mm % 0,015 0,01 0,01 0,01



10.2. Polipropileni – PP

Polipropileni është plastomer me makromolekula lineare me formulë të përgjithshme

Tg = –10°C, Tm = 173°C.

Në bazë të renditjes së atomeve të supstituentëve në raport me vargun themelor mund të

dallohen tre tipe të polipropilenit:

a)

PP izotaktik (kristalor)

b)

PP sindiotaktik

c)

PP ataktik (amorf)

Fig 10.16 - Tipet e polipropilenit



PP homopolimer PP kopolimer

Fig 10.17 - Lënda e parë në formë granulat e polipropilenit

Polipropileni është ndër materialet polimere më të lehtë me dendësi 0,90 deri 0,91 g/cm3. Pika e

shkrirjes e lartë mundëson përdorimin e polipropilenit në një hapësirë më të gjerë temperature

(tab.). Kështu pika e shkrirjes së polipropilenit të pastër është 176 0C, ndërsa polipropileni teknik

shkrihet në intervalin mes 160 dhe 170 0C. Masa molekulare mesatare e tipave standarde të

polipropilenit është nga 200 000 deri 500 000. Polipropileni dallohet me stabilitet të mirë të vetive

të tij mekanike, termike dhe elektrike. Shumë veti i ka të ngjashme me vetitë e polietilenit me

dendësi të ulët. Megjithatë, polipropileni ka fortësi dhe qëndrueshmëri në tërheqje më të madhe,

është më elastik, është më poroz dhe ka shkëlqim më të madh me rrjedhje të njëjtë të gazrave

dhe avujve. E metë e polipropilenit është shtalbësia e vogël në goditje, sidomos në temperatura

më të ulëta se të dhomës. Kjo e metë mund të zbutet me kopolimerizim me elemente tjerë, më së

shumti me etilenin, i cili i shtohet në sasi nga 5 deri në 20%. Polipropileni i pastër është izolator i

shkëlqyer.

Si edhe shumica e poliolefinëve kristalor, polipropileni është shumë stabil ndaj ndikimit të ujit,

tretësve organik, lyerësve dhe reagjentëve tjerë të ngjashëm, por edhe kemikaliet inorganike nuk

ia ndryshojnë vetitë deri në 120 0C. Mirëpo, është jo rezistues ndaj oksidantëve të fortë, kështu që

i nënshtrohet degradimit nga oksidet, sidomos në temperatura të larta nëpër të cilat kalon gjatë

përpunimit.

Prodhimi dhe përdorimi i polipropilenit

Në praktikë përdoren afër 100 lloje të polipropileneve të cilët në mes vedi dallohen sipas masës

molekulare, llojit dhe sasisë së monomereve, shtuesve dhe mbushësve, aftësisë për ngjyrosje,

metalizim e tj.

Me presim injektues fitohen shumë lloje të produkteve, nga më të voglat dhe precize e deri te ato

të mëdhatë siç është trupi i ndonjë barkeje.



Me ekstrudim polipropileni më së shumti përpunohet në material teknik të formave të ndryshme

si pllaka, foli, fije sintetike dhe tuba. Folitë janë të tejdukshme dhe fiziologjikisht të sigurta kështu

që përdoren si ambalazhë e shkëlqyer në shumë lëmi, e edhe për paketimin e ushqimit.

Tab. 4 - Vetitë e PP

VETITË POLIPROPILENI

Dendësia g/cm3 0,90 – 0,91

Qëndrueshmëria në tërheqje MPa 31 – 41

Zgjatimi gjatë këputjes % 100 – 600

Qëndrueshmëria në shtypje MPa 38 – 55

Shtalbësia në goditje (Izod) J/m 21 – 53

Moduli i elasticitetit GPa 1,1 – 1,5

Moduli në prerje GPa 0,8

Fortësia (Rockwell) R 80 – 100

Indeksi i thyerjes 1,49


g-1

2


cm-1

12∙10-4


(8,1 – 10) ∙ 10-5

Temperatura e përdorimit të përhershëm 0C 120 – 160

Temperatura e zbutjes ose shkrirjes 0C 175


-10

1MPa = 1N/mm2



Fig 10.18 - Produkte nga PP












10.3. Poliizobutileni – PIB

ose Butil Goma

C4H8 Fig 10.22 - Struktura kimike e poliizobutilenit

Fig 10.23 - Modeli molekular për izoprenin amorf

Poliizobutileni është një gomë sintetike, ose elastomer. Është e veçantë sepse është gomë e

vetme që mund të mbajë ajër të ngjeshur për periudha të gjata kohore. Pasi që poliizobutileni do

të mbajë ajrin, përdoret për të punua gjëra të tilla si goma të brendshme të automobilave dhe

pjesën e brendshme të topave.

Poliizobutileni, i quajtur nganjëherë butil gomë, dhe herave të tjera PIB, është një polimer vinil.

Është shumë i ngjashëm me polietilenin dhe polipropilenin në strukturë, me përjashtim që çdo i

dyti karbon zëvendësohet me dy grupe metil. Poliizobutileni fitohet nga monomerët e izobutilenit

me polimerizim vinil kationik.

Fig 10.24 – Polimerizimi i izobutilenit

Izobutileni kishte qenë shpikur shumë kohë para luftës nga Kimistë në Gjermani. Por ky nuk ishte shumë i dobishëm deri sa kimistët amerikanë dolën me një mënyrë për të rrjetëzua atë. Atë që



bënë ata ishte kopolimerizimi i izobutilenit me pak, të themi, rreth një për qind, izopren. Ky është izopreni:

Kur izopreni të polimerizohet me izobutilenin fitojmë një polimer që duket kështu:

Rreth një ose dy nga çdo njëqind njësi të përsëritur është një njësi izopren, shfaqen në ngjyrë blu.

Këto kanë lidhje të dyfishtë, që do të thotë polimeri mund të rrjetëzohet, mu sikur vullkanizimi i

gomës natyrale.

Karakteristikat

Temperatura qelqore: -75 0C

Temperatura e shkrirjes: 2 0C

Dendësia në gjendje amorfe në 250C: 0,84 g/cm3

Dendësia në gjendje kristalore në 250C: 0,94 g/cm3

Pesha molekulare: 56,11 g/mol

Fig 10.25 – Produkte nga poliizobutileni



10.4. Polistireni – PS

Fig 10.26 – Përfitimi i polistirenit me polimerizimin e stirenit

Tg = 95°C, Tm = 240°C.

Polistireni është plastomer me molekula lineare dhe ka formulën:

10.27 - Formula strukturale e polistirenit



Fig 10.28 – Format e strukturës së polistirenit

Polistireni është polimer shumë i rëndësishëm për shkak të vetive shumë të mira dhe çmimit të

ulët. Përpunohet shumë lehtë dhe ka shumë veti të mira të rëndësishme për përdorim praktik.

Molekulat e PS-it industrial janë me konfigurim linear ataktik, që d.m.th. janë të shpërndara në

hapsirë në makromolekula dhe të vendosura në mënyrë statike, prej nga PS ataktik është amorf.

PS amorf, ataktik (PS-GP, polystyrene general purpose) është i fortë, i tejdukshëm, i ngjashëm me

qelqin, material me indeks të lartë të thyerjes. Për shkak të tejdukshmërisë kristalore, edhe pse ka

strukturë amorfe, shpeshë quhet edhe PS kristalor (PS-GP ka temperaturën e qelqit Tg 80 – 1000C

dhe dendësinë 1,05 – 1,07 g/cm3).

PS-GP përdoret në temperatura deri në 700C, ndërsa në temperaturë më të lartë se 3000C vie deri

te depolimerizimi i shpejtë dhe shkatrrimi i polimerit. Është i varur nga degradimi fotokimik për

shkak të absorbimit të rrezeve UV: në fillim merrë ngjyrë të verdhë pas së cilës zvoglohet vlera e

vetive mekanike.

Qëndrueshmëria e PS-GP-së nga dekompozimi termik dhe fotokimik rritet me shtimin e

antioksiduesve.

PS-GP është me karakter jopolar ashtu që është plotësisht stabil në ujë dhe izolator shumë i mirë

elektrik.



PS – Prodhimi dhe përdorimi

Polistireni fitohet me polimerizim radikal të stirenit të pastër si homopolimer të cilit sipas nevoje i

shtohen antistatik, stabilizues ndaj dritës, ngjyra dhe pigmente, mjete kundër djegies e tj.

Prodhohet kryesisht me proceset në masë dhe suspension, dhe më pak me proceset në tretje dhe

emulsion. Me polimerizim të stirenit në masë fitohet PS-GP me pastërti të madhe, tejdukshmëri

dhe veti të shkëlqyeshme elektrike.

Polimerizimi në masë është i vështirë për shkak të nxehtësisë reaktive (reaksioni është shumë

ekzoterm) dhe për shkak të viskozitetit të madh. Zhvillohet me ose pa inicues radikal në

temperatura të larta dhe me sasi të vogël të tretësve neutral, që zakonisht është etil-benzeni. Në

veprimet në vazhdim përzierja e stirenit dhe etilen-benzenit (5 – 15%) kalon nëpër nxehjet

graduale. Masa polimere e shkrirë përcillet në aparatin me avull-vakum, ku gjatë temperaturës

230 – 2500C avullohen tretësit dhe monomeret që nuk kanë reaguar, të cilët pastaj kthehen në

procesin e polimerizimit, ndërsa PS-GP i pastër shtrydhet nëpër ekstruder, ftohet dhe granulohet.

Me modifikimin e polistirenit me kauçuk krijohet sistemi dyfazor dhe kështu përfitohet kopolimeri

me shumë monomere në mes të cilëve më i rëndësishmi është stiren-akrilonitrili (SAN) i cili

gjithashtu mund të modifikohet me kauçuk dhe të jep një termopolimer shumë të përdorshëm

akrilonitril-butadien-stirenin (ABS).

SAN-i është kimikisht më rezistent nga polistireni dhe ka disa veti mekanike më të mira, ndërsa

ABS-i posedon ngurtësi dhe fortësi më të madhe si dhe përpunueshmëri më të lehtë.



Fig 10.29 - konfigurime të ndryshme të stirenit, të butadienit dhe Akrilonitrilit

në strukturat kopolimere të ndryshme



10.4.1. Stiren akrilo nitril – SAN

Stiren Akrilonitril kopolimer (SAN) ka transparencë të shkëlqyer dhe rezistencë kimike. SAN

përdoret kryesisht si lëndë e parë e ABS. Për më tepër, SAN përdoret për dorëzat e furçave të

dhëmbëve, pjesë për enë shtrydhëse frutash e perimesh dhe mikser, etj.

Tab 5-.Vetitë e SAN-it dhe aplikimi



10.4.2. Akrilo nitril butadien stiren – ABS

Fig 10.30 – Lloje të ndryshme të lëndës së parë të ABS

Fig 10.31 – Struktura tre dimensionale e ABS

Akrilonitril butadien stiren (ABS) është një termoplast i zakonshëm. Tranzicioni i tij në

temperaturën e qelqit (ABS është amorf dhe për këtë arsye nuk ka asnjë pikë të vërtetë të

shkrirjes) është afërsisht 105 ° C.

Ky është një kopolimer i fituar nga polimerizimi i stirenit dhe akrilonitrilit në prani të

polibutadienit. Raportet mund të variojnë nga 15 deri 35% akrilonitril, 5-30% butadien dhe 40

deri 60% të stirenit. Rezultati është një zinxhir i gjatë i polibutadienit në kombinim me zinxhirë të

shkurtër të (stirenit bashkë me akrilonitrilin). Grupet nitrile nga zinxhirët fqinje, duke qenë polare,

të tërhequr njëri me tjetrin dhe të lidhur së bashku, e bëjnë më të fortë lidhjen se ABS plastik i

pastër. Stireni i jep plastikës një sipërfaqe me shkëlqim. Butadieni, një substancë gome, siguron

elasticitetin edhe në temperatura të ulëta. Për shumicën e kërkesave, ABS mund të përdoret midis

-20 dhe 80 ° C.



Fig 10.32 – Përfitimi i ABS Fig 10.33 – Produkte nga ABS

-Vetitë e tij mekanike ndryshojnë varësisht nga temperatura.

-Prodhimi i 1 kg ABS kërkon rreth 2 kg naftë si lëndë të parë dhe energji.

-Ky gjithashtu mund të riciklohet.

-ABS plastike është i paqëndrueshëm nga rrezet e diellit.

ABS e ka prejardhjen nga akrilonitrili, butadieni dhe stireni. Akrilonitrili është një monomer

sintetik i prodhuar nga propileni dhe amoniaku. Butadieni është një hidrokarbur i naftës;

monomeri i stirenit është fitua nga dehidrogjenizimi i benzenit etilik, një hidrokarbur i fituar me

reagimin e etilenit dhe benzinës.

Avantazhi i ABS është se ky material kombinon forcën dhe ngurtësinë e polimereve të akrilonitrilit

dhe stirenit me rezistencën e gomës polibutadiene.

Polimeret ABS janë rezistente ndaj acideve ujore, acidit klorhidrik të koncentruar dhe acidit

fosforik, alkooleve dhe vajrave bimore, shtazore dhe minerale. Ato janë të tretshme në estere,

ketone, në diklorid etilen dhe aceton.



Tab 6 – Vetitë dhe aplikimi i ABS



Fig 10.34– Produkte nga ABS

10.4.3. Polistireni me rrezistencë të lartë në goditje (HI-PS)

HI-PS (High Impact Polystyrene) është polistiren i modifikuar. Ky është një përbërës dy

komponentësh polistirenit – si plastomer dhe polibutadienit – si elastomer. Polibutadieni (3 –

12%) ia përcakton përbërjes elasticitetin dhe rezistencën në goditje. PS-GP pëlcet gjatë zgjatjes

deri në 1% të gjatësisë fillestare, gjersa HI-PS pëlcet vetëm gjatë zgjatjes deri në 60% nga gjatësia

fillestare.

Rrezistenca në goditje e HI-PS varet nga:

a) Përqindja e elastomerit

b) Forma, madhësia dhe shpërndarja e grimcave të elastomerit brenda bazës së PS

Madhësia optimale e grimcave të elastomereve është 1-5 μm. Polistireni komercial i modifikuar

përmban nga 3-12% elastomer të polibutadienit (gomës sintetike).

HI-PS prodhohet:

- Me përzierjen e polistirenit dhe butadienit në shkrirje ose

- Me kopolimerizim coptues të polibutadienit në stiren.



Përzierja teknologjikisht e thjesht, mirëpo HI-PS i prodhuar në këtë mënyrë ka veti të dobëta

fizike(Fig 10.35).

Fig 10.35 – Karakteristikat fizike të llojeve të HI-PS

Tab 7 – Karakteristikat e HI-PS dhe aplikimi

Fig 10.36 - Produkte nga HI-PS



10.4.4. Polistireni shkumor, celular ose i ekspanduar (EPS)

Polistireni i ekspanduar (EPS) i cili është më i njohur si styropor është material termoizolues me

veti karakteristike fiziko-kimike.

Është prodhua për herë të parë në Gjermani në vitin 1954 me emrin mbrojtës ,,Styropor”.

Arkitektët në këtë mënyrë fituan një material ndërtimor me përcjellshmëri të ulët termike dhe

masë të vogël, gjë që ka mundësua punimin e konstruksioneve të holla dhe të lehta.

EPS është material me veti shumë të mira termo-izoluese (λ=0,041 deri në 0,035 W/mK) dhe

mekanike, çmime të ulëta dhe përdorim të lehtë dhe të shpejtë, kështu që shumë shpejtë ka

pushtuar tregun botëror dhe deri më sot ka ngelur në pozitë të parë me pjesëmarrje më të madhe

se 40%.

Prodhimi i EPS-së ndahet në tre faza:

Lënda e parë duket në formë të kokrrizave të sheqerit të madhësisë 0,2-1,5 mm dhe në përbërje

ka afër 94% elemente hidrokarbure dhe 4-6% pentan. Pentani është hidrokarbur i cili gjendet në

natyrë dhe nuk është i dëmshëm për rrethinë.

Në fazën e parë granulati i polistirenit i nënshtrohet avullit të ujit të quajtur paraekspandues;

struktura e granulatit zbutet, ndërsa hidrokarburi pentani kalon në gjendje të gazët. Gjatë kësaj

kokrrat e granulatit ekspandojnë duke rritur vëllimin e vet 20 deri në 50 herë duke zvoglua të

njejtën kohë dendësinë nga 600 kg/m3 në 15 deri 30 kg/m3 (40 kg/m3).

Në fazën e dytë kokrrizat e paraekspanduara transportohen me transporter pneumatik në sillos

me avull lëshues ku nxehen 6-24 orë dhe stabilizohen. Me këtë veprim zhvillohet difuzioni i

tepricës së pentanit nga kokrrat e paraekspanduara.

Në fazën e tretë kokrrat e rritura transportohen në kallëpet metalike, të quajtura bllok forma

speciale të aluminit, në të cilat, nga veprimi i avullit të thatë të ngjeshur të ujit të tejnxehur (120-

130 0C), vjen deri te ekspandimi përfundimtar i kokrrave të EPS-nit.

Këto kokrra sërish zbuten, e pasi që rritja e mëtejme e vëllimit në kallëpet e mbyllura metalike nuk

është e mundur, bëhet ngjitja në mes tyre, duke formua material kompakt të qelive të mbyllura.

Blloqet e prodhuar në mënyrën e përshkruar, pas periudhës së stabilizimit të dimensioneve, me

anë të telave të nxehtë priten në pllaka.



Fig 10.37 – Prerja e bllokut të EPS në pllaka

Përfitimi i styroporit.avi Fig 10.38 – Dalja e bllokut të EPS nga forma

Dendësia (kg/m3) më së tepërmi ndikon në vetitë e styroporit. Prodhohet në 6 dendësi të

ndryshme nga 12 kg/m3 deri në 30 kg/m3 (edhe deri në 40 kg/m3), ashtu që sipas dendësive edhe

deklarohet, ndërsa sot në bazë të EN deklarohet më së shpeshti sipas qëndrueshmërisë në shtypje

(kPa). Çdonjëri prej këtyre tipave ka fushën e vet të përdorimit, që është shumë me rëndësi.

Thithja e ujit te styropori është shumë e vogël, gjë e cila i ka mundësua përdorim aq të madh. Në

1m3 ka përmbajtje 98% të ajrit dhe 3 – 6 milion qeli të mbyllura, gjë e cila e bënë izolator të

shkëlqyeshëm të nxehtësisë.

Gjatë ngarkesave të vazhdueshme është rezistues deri në +750C, ndërsa gjatë ngarkesave në kohë

më të shkurtë iu qëndron temperaturave deri rreth 1000C.

Polistireni i ekspanduar (EPS) është kimikisht jo stabil në prezencë të mbetjeve organike të cilat e

shkatërrojnë strukturën, gjegjësisht e tretin polistirenin (PS). Tretësit organik janë prezent në

përzierësit e ngjyrave, në disa tipe të ngjitësve dhe në disa tipe të ngjyrave.

14052010088.mp4



EPS nuk vihet mbi bitumen të nxehtë, por duhet pritë që të ftohet pak.

Tab 8 - Vetitë mekanike dhe fizike të polistirenit

VETITË NJËSIA PS HIPS SAN ABS

Dendësia g/cm3 1,05 – 1,06 1,05 – 1,07 1,08 1,03 – 1,06

Qëndrueshmëria në tërheqje MPa 35 – 55 22 – 34 50 41 – 56

Zgjatimi gjatë këputjes % 1 – 2 13 – 60 – 5 – 35

Qëndrueshmëria në shtypje MPa 80 – 110 28 – 62 – 75 – 85

Shtalbësia në goditje (Izod) J/m2 13 – 20 25 – 600 18 160 – 320

Moduli i elasticitetit GPa 2,4 – 3,3 1,8 – 3,2 3,6 – 3,8 2 – 2,8

Fortësia (Rockwell) M 65 – 80 M 20 – 80 – R 107 – 115

Indeksi i thyerjes 1,59 – – –


g-1

1,3 1,3 – 1,3 – 1,7


cm-1

(10 – 14) ∙ 10-4

(4 – 13) ∙ 10-4

32 ∙ 10-4

(19 – 33) ∙ 10-4


(6 – 8) ∙ 10-5

(8 – 10) ∙ 10-5

(6 – 8) ∙ 10-5

(8 – 10) ∙ 10-5

Temperatura e përdorimit të

përhershëm 0C 70 65 85 70 – 90

Temperatura e zbutjes ose shkr. 0C 175 85 - 90 110 90 - 100


90

Fig 10.39– Produkte nga styropori(polystyreni EPS)



Fig 10.40– Produkte nga polistireni



10.5. Poli(vinil-kloruri) – PVC

Poli(vinil-kloruri), PVC (emërtimi i vjetër i etenit pa një atom të H ,,vinil”=vinil-klorur). Vinil-

kloruri është gaz i cili në 80C kalon në gjendje të lëngët. Polimerizohet duke shkëputë lidhjen C=C:

Polimeri prodhohet në formë të pluhurit të imët. Ka ndërtim amorf (është transparent).

Tg = 85°C, Tm = 240°C.

Dallohen dy lloje:

Fig 10.41 – Molekula e PVC

Poli(vinil-kloruri)i fortë (pluhuri+stabilizatori+ngjyra) është i ngurtë dhe i fortë, ndërsa nën

temperaturën nga – 5 deri në – 250C bëhet i thyeshëm. Është i ndjeshëm nga gërvishtjet.

Poli(vinil-kloruri) i butë fitohet me shtimin e zbutësve.



Të gjithë llojeve të PVC duhet shtua stabilizues, të cilët i bëjnë të rezistueshëm ndaj rrezeve UV dhe

nxehtësisë. Gjithashtu bëhet edhe shtimi i mbushësve dhe përforcuesve me qëllim të arritjes së

vetive të dëshiruara. PVC mund ta ngjyrosim.

Karakteristikat e PVC së fortë janë paraqitë në tab. më poshtë (karakteristikat e PVC-së

elastik varen në masë të madhe nga sasia e zbutësve që i shtojmë):

Poli(vinil-kloruri) është polimeri më i përhapur dhe për nga sasia më i shfrytëzuari..

Kimikisht është rezistues (acidet, bazat dhe numër i madh i tretësve organik), ka veti vetëfikëse,

është rezistues ndaj konsumit, nuk e thithë ujin dhe nuk i rrjedhë gazrat. Vetitë e PVC mund të iu

përshtaten kërkesave me kopolimerizim dhe duke e përzier me polimerët tjerë.

PVC i fortë shfrytëzohet për punimin e:

Tubave të ujë sjellësit (p = 6, 10, 16, etj. bar), tubave të kanalizimit, ulluqeve, pjesëve lidhëse për

tuba, pjesë të pompave, kontejnerëve, pjesëve izoluese elektrike, folive, shisheve, ambalazheve

për industrinë ushqimore.

PVC i butë shfrytëzohet për punimin e:

Shtresave të dyshemesë, lëkurave sintetike - ,,skajit”, tubave për ujitjen e kopshteve, izolimin e

kabllove elektrike, folive filmike, lodrave, profileve të ndryshme, veshjeve të metaleve.

Prodhimet e PVC-s mund përpunohen dhe ripërpunohen me metoda të ndryshme, për

shembull:

Me presim injektues, me ekstrudim,

Me ripërpunim në të nxehtë, me ngjitje dhe saldim,

Me përpunim me heqje ashkle.

Tab 9 - Vetitë mekanike dhe fizike të polivinil klorurit

VETITË PVC I FORTË PVC I BUTË

Dendësia g/cm3 1,38 – 1,55 1,16 – 1,35

Qëndrueshmëria në tërheqje MPa 40 – 60 10 – 25

Zgjatimi gjatë këputjes % 30 – 70 250 – 450

Qëndrueshmëria në shtypje MPa 55 –90 6 – 12

Shtalbësia në goditje (Izod) J/m – 25 –1000

Moduli i elasticitetit GPa 3,32 –

Fortësia (Shore) D 65 – 85 A 40 – 100

Indeksi i thyerjes 1,52 – 1,55 –


g-1

0,8 – 1,1 1,3 – 2


cm-1

(15 – 20) ∙10-4

(13 – 17) ∙10-4


(5 – 10) ∙ 10-5

(7 – 25) ∙ 10-5

Temperatura e përdorimit të përhershëm 0C 65 - 85 50 – 70

Temperatura e shkrirjes 0C

75 – 90 75 – 90


85 80



Fig 10.42 – Struktura kimike e PVC dhe dukja tredimensionale

Fig 10.43 – Produkte nga PVC



Fig 10.44 – Produkte nga PVC



10.6. Politetrafluoretileni (tefloni) – PTFE

atomi i karbonit

atomi i fluorit

Fig 10.45 – Dukja e strukturës tredimensionale e PTFE

Fig 10.46– Lënda e parë nga PTFE

,,Teflon” është emërtim i zakonshëm për polimerin poli(tetrafluoretilen), PTFE. Është kombinim i

shkëlqyer i vetive të përshtatshme. Në temperaturë të dhomës është i butë, mjaft viskoz dhe me



zgjatueshmëri të madhe (shiriti për mbështjelljen e filetave te gypat e ujësjellësit). Ka faktor

shumë të vogël të fërkimit, është mjaft rezistues ndaj lëndëve kimike (rezistues më i mirë nga të

gjithë polimeret) dhe ndaj rrezeve UV. Pikën e shkrirjes e ka mjaft të lartë, temperaturë maksimale

punuese në 260 0C, dhe mbetet duktil deri në 0 K.

Shumica e vetive të PTFE është rezultat i përbërjes kimike të tij – lidhjet kimike të karbonit dhe

fluorit, si dhe karbonit me karbon janë ndër lidhjet më të forta në kiminë organike.

PTFE përdoret për punimin e kushinetave rrëshqitëse vetë lyerëse, unazave të pistonave,

kontejnerëve, tubave dhe valvolave për kemikalie të rrezikshme, izolator të kabllove elektrike të

ekspozuar veprimit të temperaturave të larta, mbështjellës të pjesëve të brendshme të enëve të

kuzhinës dhe pjesëve të makinave për larjen e enëve, si dhe për rroba të njerëzve.

Tab10 - Vetitë mekanike dhe fizike të PTFE

VETITË POLITETRAFLUORETILEN



Zgjatimi gjatë këputjes % 300


Shtalbësia në goditje (Izod) J/m 21 – 53

Moduli i elasticitetit GPa 0,49

Moduli në prerje GPa 800

Fortësia (Rockwell) R 80 – 100

Indeksi i thyerjes 1,49


g-1

2

Transmetimi i nxehtësisë W/(mK) 0,25


135 ∙ 10-6

Temperatura e përdorimit të përhershëm 0C 120 – 160

Temperatura e zbutjes ose shkrirjes 0C 320 – 340


-110



Fig 10.47– Produkte nga PTFE



Fig 10.48– Produkte nga PTFE



10.7. Polimetilmetakrilat - (PMMA) /pleksiglas/

Lucite, Perspex

Fig 10.49– Struktura e PMMA dhe dukja tre dimensionale

Tg = 114°C, Tm = 120-160°C

Fig 10.50– Granulati i PTFE dhe struktura

Poli(metil-metakrilat) –PMMA është material amorf polimerik nga grupi i plastomereve, është i

njohur si xham organik ose akril. Ky material është zbulua në vitin 1872, ndërsa është përdorë për

herë të parë më 1933. Përdorimi i parë i rëndësishëm ka qenë për punimin e xhamave te

aeroplanët luftarak gjatë luftës së dytë botërore. Qëndrueshmëria në ujë të detit ka bë që të

punohen dritaret në nëndetëse, si dhe për punimin e akuariumeve dhe mureve të tejdukshme te

hotelet nënujor. Kompania kimike Rohm dhe Haas bën dritaret nga PMMA dhe e quajtën atë

Plexiglas. INEOS Acrylics gjithashtu e bën atë dhe e quan atë lucite.

Kur është fjala për të bërë dritaret, PMMA ka një tjetër përparësi nga qelqi sepse është më

transparent se qelqi. Nëse dritaret prej qelqi bëhen shumë të trashë, ata bëhen të vështira për të

parë përtej. Ndërsa PMMA dritaret mund të bëhen edhe më të trashë se 13 inç (33 cm), dhe ato

mbesin ende krejtësisht transparente. Kjo e bën PMMA një material të mrekullueshëm për të

bërë akuariume të mëdha, dritaret e të cilëve duhet të jenë të trashë në mënyrë që të durojnë

presion të lartë miliona galon të ujit. Në fakt, dritarja e madhe e vetme në botë, një dritare

vëzhgimi në Monterrey Aquarium Kalifornia Bay, është punua nga një copë e madhe e PMMA e

cila është 54 metra e gjatë, 18 metra e lartë dhe 33 cm e trashë.

PMMA është polimer i pangjyrë dhe përdoret gjerësisht në vend të qelqit. Rezistenca e madhe

dhe pesha e lehtë i japin shumë përparësi. PMMA kopolimerizohet normalisht me substanca të



tjera për të përmirësuar vetitë e veta. Dritaret për aeroplanë, shenjat plastike, dhe panelet e

ndriçimit janë aplikime shumë të zakonshme. Pajtueshmëria e saj me indet njerëzore ka çuar në

aplikacione të ndryshme mjekësore, të tilla si pjesë zëvendësime për gjymtyrët ashtore te

pacientët katarakt.

Akril, PMMA, është relativisht i fortë dhe i thyeshëm në krahasim me polimeret tjerë, ka mundësi

të polirohet, por është i ndjeshëm në koncentrimin e sforcimeve. Gjithashtu mund të laminohet

me PVC-në me qëllim të rritjes së viskozitetit. Si gjysmë produkt mund të blihet në formë të

pllakave, shufrave ose tubave.

Ka mundësi të prodhohen panele të tejdukshme ose me ngjyra me trashësi edhe deri në 10 cm.

Pllakat e tejdukshme dhe me ngjyra të PMMA është e mundur të përpunohen edhe më tutje

relativisht lehtë me anë të veprimit të nxehtësisë.

Fig 10.51– Polimerizimi i PTFE

Fig 10.52– Aplikimi i PTFE për proteza në trupin e njeriut

Fiksimi i protezës me çimento

Gjatë operacionit përzihen dy komponente: një pluhur (methacrylate polymethyl) dhe një e

lëngshme (monomeri i saj në gjendje të lëngshme). Nga kjo përzierje formohet një pastë-si

substancë (çimento) e cila vihet në mes protezës dhe të kockave. Pastaj, për rreth 10 minuta kohë

ajo bëhet e qëndrueshme ashtu që formon një fiksim të shkëlqyer të protezës dhe të kockave.



Kjo metodë e fiksimit protezë mbetet "standardi i artë" dhe është e preferuar nga ortopedistët në

shumicën e rasteve. Varësisht nga dendësia e këtyre kockave, njerëzit mbi 60 vjeç e aplikojnë këtë

metodë të fiksimit.

Përbërja kimike:

Termoplastik

Monomeri: metil metakrilati

Polimerizimi: polimerizimi radikal i lirë i vinilit

Morfologjia: amorf 1MPa = 1N/mm2

Tab 11 - Vetitë mekanike dhe fizike të PMMA

VETITË Polimetilmetakrilat


Qëndrueshmëria në tërheqje MPa 48,3 – 79,6

Kufiri i rrjedhshmërisë MPa 53,8 – 72,4


Qëndrueshmëria në shtypje MPa 72,4 – 131

Shtalbësia në goditje (Izod) J/m2 0,7 – 1,6

Moduli i elasticitetit GPa 2,24 – 3,8

Moduli në prerje GPa 0,803 – 1,37

Fortësia (Vikersit) HV 16,1 – 21,9

Indeksi i thyerjes optike 1,49 – 1,56

Kapaciteti specifik i nxehtësisë J/kgK (1,49– 1,61) x 103

Transmetimi i nxehtësisë W/mK 0,0837 – 0,251


72 – 162

Temperatura maksimale punuese 0C 62

Temperatura minimale punuese 0C

- 73,2


105

Temperatura e zbutjes ose shkrirjes 0C 120 - 160

Rrezistenca elektrike μΩ/cm

3,3 x 1023

– 3 x 1024

Izolimi elektrik Izolator i mirë

Vetitë optike

Transparenca tejdukshmëria optike

Indeksi i thyerjes 1,49 – 1,56

Qëndrueshmëria

Në ujë deti shumë e mirë

Në rrezet UV shumë e mirë

Emrat komercial:

Acrile, Acrylite, Acrytex, Altuglas, Cyrolite, Diakon, Glasflex, Goldrex, Lucite, Lucryl, Optix, Oroglas,

Plexiglas, Plexit, Sumiplex.



Fig 10.53 - Elemente të punuara nga xhami i akrilatit



Fig 10.54 – Produkte nga PMMA



10.8. Poliakrilnitril– PAN


Tm = 318 (oC) Tg = 85 (oC)



Fig 10.56 – Pjesë e molekulës së PAN

Polyacrylonitrile (PAN) është një material sintetik, rrëshirë polimere organike, me formulën lineare (C3H3N)n. Edhe pse është termoplastike, kjo nuk shkrihet në kushte normale. Degradon para shkrirjes. Ajo shkrihet mbi 300 gradë Celsius vetëm nëse normat e ngrohjes janë 50 gradë për minutë ose më shumë. Pothuajse të gjitha rrëshirat poliakrilonitrile janë kopolimerë të fituara nga përzierjet e monomereve me acrilonitrilin si komponent kryesor. Ky polimer është i gjithanshëm, përdoret për të prodhuar lloje të ndryshme të produkteve përfshirë fibrat për tekstile, fibrat e karbonit, etj. Fibrat PAN janë ndihmesë kimike të cilësisë së lartë të fibrave të karbonit. PAN oksidohet termikisht në ajër në 230 gradë për të formuar PANOX dhe pastaj për tu karbonizuar mbi 1000 gradë në atmosferë inerte për të fitua fibra të karbonit që gjenden në shumë aplikacione të teknologjisë së lartë dhe në përdorime të zakonshme të përditshme të tilla si strukturat e aeroplanëve civil dhe ushtarak, raketa, enëve nën presion, shufra të peshkimit, të teknologjisë së lartë të biçikletave, etj. Ajo është një përsëritje e komponenteve njësi në disa kopolimerë të rëndësishëm plastik, si Stiren Akrilonitril (San) dhe Akrilonitril Butadien stirenit (ABS). Homopolimerët e poliakrilonitrilit përdoren edhe si fibra në sistemet e filtrimit të gazit. Por kryesisht kopolimerët që përmbajnë poliakrilonitrile përdoren si fibra për të thurur veshje, si çorape dhe xhempera, si dhe produkteve në natyrë si tenda dhe të tilla. Nëse në etiketën e ndonjë pjese të veshjeve shkruan "akrilik", atëherë ajo është punuar nga disa kopolimerë e poliakrilonitrile. Zakonisht ata janë kopolimerët e akrilonitrilit dhe metil akrilatit, ose akrilonitrilit dhe metil metakrilatit:

Gjithashtu, nganjëherë punohen kopolimerët e akrilonitrilit dhe vinil kloridit. Këto janë

kopolimerët flakë-zjarrdurues, ndërsa fibrat e bëra prej tyre quhen fibra modacrylic.



Poliakrilonitrili është një polimer vinil, dhe një derivat i familjes acrylate të polimereve. Është

fituar nga monomeret e akrilonitrilit me polimerizimin radikal të lirë të vinilit.

Fig 10.57 – Produkte nga PAN



Fig 10.58 – Produkte nga PAN



10.9. Polioksimetilen – POM


Polyoxymethylene (POM), i njohur gjithashtu si acetal, poliacetal, dhe poliformaldehide, është një

termoplast inxhinierik që përdoret në pjesë precize që kërkojnë ngurtësi të lartë, fërkim të ulët

dhe stabilitet të shkëlqyer dimensional.

Është zbulua nga Hermann Staudinger, një kimist gjerman i cili ka marrë më 1953 Çmimin Nobel

në Kimi. Ai studioi polimerizimin dhe strukturën e POM në vitin 1920 gjatë hulumtimit në teorinë e

makromolekulës, të cilën ai e karakterizoi si polimere. Për shkak të problemeve fillestare me

stabilitet termik, POM nuk ishte komercializuar.

POM POM me ndikim të lartë

Fig 10.60– Granulati i polioksimetilenit (POM)



Karakteristikat

POM karakterizohet me fortësi të lartë dhe ngurtësi deri në -40 ° C. POM duket në thelb e bardhë,

për shkak të përbërjes së lartë kristalore, por ajo është në dispozicion në të gjitha ngjyrat.

POMH homopolimeri është një polimer gjysmë-kristalor (75-85% kristal) me një pikë të shkrirjes

175 °C.

Kopolimeri i POM ka një pikë pak më të ulët të shkrirjes 162 - 173 ° C.

POM dekompozohet në temperatura të larta (mbi 2380C).

- Stabilitet të lartë

- Ngurtësi të lartë

- Fortësi të lartë

- Rezistencë të lartë në konsumim

- Koeficient të ulët të fërkimit

- Rezistencë të lartë nga nxehtësia

- Veti të mira elektrike dhe dielektrike dhe

- Niveli i ulët i absorbimit të lagështisë (të ngopjes 0.8%)

- Stabilitet të lartë dimensional

- Fiziologjikisht i sigurt

Fushat e përdorimit

- Inxhinieri të përgjithshme të makinave

- ndërtimin e automjeteve

- mekanikë precize

- industri elektrike

- teknologji të informacionit

Efektet klimatike

POM nuk është rezistuese ndaj rrezeve UV. Rrezet UV, në kombinim me oksigjenin atmosferik, i

oksidojnë sipërfaqet dhe dëmtohet koloriteti i sipërfaqes. Nëse materiali është subjekt i pasojave

të rrezeve UV për një kohë të gjatë, ai tenton të bëhet i brishtë.

Rezistenca kimike

POM është rezistues ndaj acideve të dobëta, lidhjeve të dobëta dhe të forta alkaline, të tretësirave

organike të tilla si nafta, benzina, vajrat dhe alkoolet.

POM-C nuk është rezistues ndaj acideve të forta (pH <4) ose materialeve oksiduese.



Sjellja në zjarr

POM-C është vlerësuar si normalisht i ndezshëm. Kur burimi i ndezjes hiqet, POM vazhdon të

digjet, duke formuar pikat. Gjatë dekompozimit termik, mund të krijohen formaldehidet. Indeksi i

oksigjenit (= koncentrimin e oksigjenit të nevojshëm për djegie) në 15 për qind është shumë i ulët

në krahasim me masat plastke tjera.

Përpunimi

Injektimi në kallëpe duke përdorur një temperaturë të shkrirjes prej 180°C deri max. 230 ° C.

Temperatura e kallëpit duhet të jetë midis 50°C dhe 120°C.

POM ka një tkurrje relativisht të lartë (rreth 2 për qind) për shkak të kristalitetit të lartë.

POM mund të pikturohet dhe të ngjitet me metoda të ndryshme.

Tab 12 - Vetitë mekanike dhe fizike të POM

VETITË POMH POM

Dendësia g/cm3 1,42 1,41

Qëndrueshmëria në tërheqje MPa 70 73

Zgjatimi gjatë këputjes % 40 – 75 65

Qëndrueshmëria në shtypje MPa 31 – 90 31 – 90

Shtalbësia në goditje (Izod) J/m 75 – 130 69

Moduli i elasticitetit GPa 2,9 – 3,1 2,58

Moduli në prerje GPa - -

Fortësia (Rockwell) 92 – 94 RR117

Indeksi i thyerjes J/cm 0,53 – 1,2 0,53 – 1,2


kg-1

1500 -


m-1

0,22 – 0,24 0,23 – 0,37

Koeficienti i zgjerimit termik X10-6

K-1

122 122

Temperatura e përdorimit të përhershëm 0C 80 – 120 80 – 120

Temperatura e zbutjes ose shkrirjes 0C 175 162 - 173

Zgjërimi linear (/0Cx10

-5) 11



Fig 10.61– Produkte nga polioksimetileni (POM)



Fig 10.62– Produkte nga polioksimetileni (POM)



11. Produktet e polikondenzimit

Aminoplastet (rrëshirat melamine dhe karbamidet)

Materiale të fortë, me qëndrueshmëri mekanike, jo të qëndrueshëm në lagështi dhe në ujë, për ngjyra dhe llake.

Fenoplastet (rrëshirat fenole dhe resorcinole) Mekanikisht të fortë, materiale të rezistueshëm në ujë dhe ndaj elementeve

kimike, për ngjitës dhe veshje speciale,...

Poliamidet (PA) /perlon, najlon/ Tuba, pajisje, foli për ambalazhe, orendi shtëpiake, fibra sintetike,...(materiale

shumë të rezishtueshëm mekanikisht),...

Polietilen tereftalati (PET)

Shishe për lëngje, shishe për kozmetikë , foli të ndryshme,..

Poliesteret (PES) Ngjitës(zamka), materiale nivelizuese, elemente bartës dhe ndërtues, lëndë e

parë për fibra sintetike,...

Polikarbonatet (PC) Pjesë me saktësi precize, për orendi shtëpiake, foli, mobile, tuba,...

Poliuretanet e rrjetëzuara (PUR)

11.1. Aminoplastet (rrëshirat melamine,..)

Fig 11.1 - Struktura e rrëshirave melanine

Rrëshirat melamine fitohen me kondensimin e melamineve dhe aldehideve. Për tu bërë më të

qëndrueshme ndaj dëmtimeve mekanike shfrytëzohen në prodhimin e laminateve, enëve dhe

izolatorëve elektrik.

Polikondenzimi i formaldehid diaminit është

2 llojesh:



Rrëshirat melamine

o Polikondenzimi i melamineve me formaldehid

o Rezistuese ndaj temperaturave të ngritura dhe elementeve të ndryshme kimike

o Pa erë, punimi i enëve, kutive të ndryshme për produktet ushqimore, detaleve të

ndryshme të nevojshme në elektroteknikë

Përzierjet e rrëshirave melamine dhe alkide përdoren te llaket të cilat fortësohen në temperatura

të larta.

Këto rrëshira kryesisht nuk përdoren të vetme, por modifikohen me rrëshirat tjera sintetike.

Përzierjet e rrëshirave melamine dhe alkide, të cilat aplikohen te llaket, japin shtresa të holla të

cilat kanë elasticitet të mirë (duke iu falënderua rrëshirave alkide) dhe rezistencë të shkëlqyeshme

dhe fortësi (për shkak të prezencës së rrëshirave melamine). Rrëshira melamine paraqet lëndën

rrjetëzuese në përzierje dhe shtohet në sasi më të vogla se rrëshira alkide.

Tharja e shtresës lyerëse me bazë të përzierjeve të rrëshirave alkide dhe melamine kryhet me

rrjetëzim përmes grupeve funksionale në rrëshira, në temperatura të larta.

Fig 11.2 - Rrëshirat melamine të gatshme për përpunim



Fig 11.3 - Aparatura për përfitimin e rrëshirave melamine



Fig 11.4 - Sipërfaqe dekoruese nga rrëshira të impregnuara melamine

Fig 11.5 - Dru bredhi i dekoruar me rrëshirë të përzier me rërë

Fig 11.6 - Sipërfaqet melanine të përforcuara Fig 11.7 - Rrëshirë melamine 99,8% min



Rrëshirat karbamide

Fig 11.8 - Strukturat e karbamid peroksidit

• Polikondenzimi i karbamidit dhe formaldehidit duke ndarë amoniakun (katalizator

acidik ose bazik)

• Të qëndrueshme ndaj dritës dhe rezistuese në nxehtësi

• Punimi i pjesëve dekorative, impregnimi i letrës dhe pëlhurës, ngjitësve për

shperpllaka

Karbamid peroksidi, i quajtur edhe si peroksid ure, është një agjent oksidues, i përbërë nga

peroksidi i hidrogjenit i përzier me ure. Formula molekulare është CH6N2O3, ose CH4N2O.H2O2.

Është material i bardhë kristalor që lëshon oksigjen në kontakt me ujin.

Kjo përzierje kimike haset shpesh në kozmetikën stomatologjike, ku përdoret si "zbardhues" i

dhëmbëve. Përbërës aktiv është peroksid hidrogjeni, i cili vepron në errësirë brenda smaltit të

dhëmbit.

Fig 11.9 – Aplikimi i karbamid peroksidit për zbardhimin e dhëmbëve



11.2. Fenoplastet (rrëshirat fenole,...)

Dendësia: 1,26 – 1,28 g/cm3

Fig 11.10 - Strukturat e rrëshirave fenole Fig.11.11 – Fenoplastet (granulat)- Në kohën e sotme

renditen me metalet e zeza dhe me ngjyra

Përfitohen me polikondenzim të fenolit dhe formaldehideve me katalizator (ndahet uji)

Fenoli : formaldehidi = 1 : 1,

Katalizator bazik – rrëshira resole (,,Bakeliti”)

o Me nxehje të sërishme forcohet

Katalizator acidik – rrëshirë fenolformaldehide (,,novolak”)

o Nuk forcohet me nxehje

Përdoren për prodhimin e laminateve, ngjitësve, pjesëve për motora dhe në industrinë elektrike. Vetitë e fenoplasteve - Fenoplastet kanë veti të vlefshme fizike, mekanike dhe kimike të cilat përcaktojnë përdorimin e tyre në ekonomi. - Kanë peshë të ulët specifike 1,0-1,8 g/cm3 dhe një mesatare prej 1.4 g/cm3. Nëse kemi parasysh se pesha specifike e duraluminit është 2.8, çelikut – 7,8 g/cm3, Cu - 8 g/cm3, atëherë pesha e fenoplasteve është 5 herë më e vogël se mesatarja e përqindjes së metaleve me ngjyra, dhe sa gjysma e peshës së aluminit. - Kanë rezistencë të lartë ndaj korrozionit. Është e njohur se fenoplastet nuk i nënshtrohen korrozionit elektrokimik. - Produktet nga fenoplastet kanë rezistencë të mirë ndaj lagështisë, vajit dhe benzinës si dhe rezistencë mjaft të lartë ndaj acideve dhe kimikalieve të tjera. Këto përdoren gjerësisht si dielektrik kualitativ dhe në këtë aspekt janë materiale shumë të mira të cilat shfrytëzohen në radio komunikacion, etj.

Ngjyra Fenoplastet mund të ngjyrosen me çfarëdo ngjyre. Te përdorimi i vazhdueshëm i ngjyrave, ato mund të mbajnë atë për një kohë të gjatë. Në sipërfaqe të fenoplasteve mund të bëhen vizatime, në të cilat prodhime produkti mbulohet nga një film transparent dhe i qëndrueshëm. Kjo mundëson të bëhen jo vetëm imitime të cilësisë së lartë të llojeve të vlefshme të drurit, ose të



mineraleve, por gjithashtu të krijojë materiale të reja dekorative. Fenoplastet i lëshojnë rrezet e dritës në gjatësi valore të ndryshme dhe, në veçanti, pjesë të spektrit ultravjollcë, duke i bërë ato shumë më të mëdha se xhami silikat. Vetitë mekanike Fenoplastet, si të gjitha masat plastike, kanë veti të mira mekanike. Në varësi të përbërjes dhe mbushësve mund të fitohen në formë të materialeve të ngurta dhe të qëndrueshme, ose filma fleksibël, shumë fleksibël dhe të fibrave. Ka një numër fenoplastesh të cilat, për nga forca e tyre krahasohen me hekur dhe çelik. P.sh. raporti i rezistencës në tërheqje të gravitetit të veçantë, për çeliqet strukturore, është rreth 1.600 kg, si dhe për fenoplaste - 1650kg. Kështu, pothuajse e njëjta peshë në strukturën e fenoplasteve do të përputhet me forcën e çelikut. Vetitë kundër fërkimit Shumë prej fenoplasteve e kanë të lartë vetinë kundër fërkimit. Rezistenca ndaj konsumit e disa fenoplasteve në ngarkesa të larta të veçanta është disa herë më e lartë se rezistenca e bronzit antifriksion. Ka fenoplaste që mund të veprojnë pa vajosje për një periudhë të gjatë kohore. Veti të padiskutueshme termo izoluese Të gjitha fenoplastet zakonisht janë përcjellës të dobët të ngrohjes. Përçueshmëria termike e tyre është 0.3 W/mK.



11.3. Bakeliti

Fig 11.12 – Bakeliti i gatshëm pluhur dhe struktura e tij

Fig 11.13 – Reaksionet e përfitimit të bakelitit



Produktet sintetike rrëshinore të fituara me reaksionin e fenolit dhe formaldehidit me ndihmën e

katalizatorëve kanë qenë të njohura qysh në vitet e shtatëdhjeta të shekullit të kaluar. Atëherë

shkencëtari A.von Bayer, duke hulumtua mundësinë e sintezës së ngjyrave me bazë fenoli, fitoi një

produkt rrëshire pa ngjyrë. Megjithatë kaluan 20 vite dhe nuk u vërejt kurrfarë mundësie e

aplikimit praktik të këtyre rrëshirave.

Në vitin 1907 dr. Leo Hendrik Baekeland, pas hulumtimit tre vjeçar të reaksionit të

polikondenzimit, paraqiti patentën për mënyrën e përfitimit të produkteve të kondensimit nga

fenoli dhe formaldehidi. Nga produktet e tilla rrëshinore të përfituara duke përdorë presionin e

lartë dhe temperaturën, mund të punoheshin detale të ndryshme, të cilat për shkak të vetive të

tyre siç janë fortësia, pa shkrishmëria dhe patretshmëria, mundën me zëvendësua materialet e

shfrytëzuara deri atëherë, drurin dhe metalin, për të punua detale të njohura dhe të reja.

Fabrika e parë që shfrytëzoi zbulimet e një pas njëshme të Baekelandit ishte Rutgers-werke

Aktiengesellschaft, e cila në atë kohë kishte përvojë 60 vjeçare në distilimin e qymyr gurit. Ata e

vërejtën se patenti i Baekelandit mund të aplikohej për shfrytëzimin e fenolit, i cili zhvillohej gjatë

fitimit të koksit. Kështu filloi punën fabrika e parë komerciale e këtyre rrëshirave sintetike,

Bakelite GmbH, e cila filloi së punuari në pranverën e vitit 1910 në kuadër të Rutgerswerkte AG në

rrethinën e Berlinit, ndërsa në vjeshtën e atij viti u themelua edhe në SHBA Bakelite Comp.

Rrëshira me qëndrueshmëri të madhe, rezistencë në nxehtësi dhe veti të mira elektrike

Punimi i tubave, kutive për radioaparate, dëgjueseve të telefonave, ndërprerësve të

pjesëve të ndryshme elektroteknike, ambalazhet në industrinë kimike dhe kozmetike

Fig 11.14 – Produkte nga bakeliti



Fig 11.15 – Produkte nga bakeliti



11.4. Poliamidet– PA / perlon, najlon/

o Polikondenzimi i acideve adipine dhe heksametildiamineve

o Nylon (fije të tekstilit) – produkti më i njohur

o Masë shumë viskoze, shkrihet vrullshëm në T = 150 – 2700C

o Me shtrydhjen e masës së nxehtë nëpër grykë fitohen fije të cilat njëkohësisht

shtrihen në gjatësi

Aplikimi në industrinë e tekstilit

Nëse i shtohen fije qelqi, prodhohen pjesë për aparate shtëpiake, zorrë për benzinë, pulexha,

unaza shtrënguese, tuba, fibra, foli për ambalazh,

Sot është arrijtë që të prodhohen numër shumë i madh (mbi 3000)i poliamideve të ndryshme (PA),

ndërsa më së shumti shfrytëzohen: PA 6, PA 66, PA 610, PA 11 dhe PA 12.

Fig 11.16 - Strukturat e poliamidit

Me numrat prapa shenjës së poliamidit (PA) shënohet numri i atomeve të karbonit në monomer,

për shembull, atomi N te monomeri PA 66 gjendet në mes dy vargjeve me nga 6 atome të C,

ndërsa monomeri PA 12 përfshinë vargun nga 12 atome të C.



Nylon (polyamide)

Tg = 50°C, Tm = 255°C

Fig 11.17 – Produkte nga Nylon (Polyamide 6/66)



Fig 11.18 – Produkte nga poliamidi

PA shumë herë quhet ,,najlon”. Ka viskozitet të lartë dhe qëndrueshmëri në konsum.

Qëndrueshmërinë në tërheqje ka mundësi me rritë me tërheqje, gjegjësisht duke i drejtua fijet e

PA.

Në masë të konsiderueshme PA e thithë ujin, për këtë nuk përdoret për punimin e pjesëve

izoluese-elektrike. Përmirësimi i rezistencës ndaj rrezeve UV dhe nxehtësisë arrihet me shtimin e

stabilizuesve. Është i qëndrueshëm ndaj veprimit të shumicës së shkrirësve organik dhe acideve të

dobëta.



Shfrytëzohet për prodhimin e pjesëve të ndryshme makinerike: rrotave, dhëmbëzorëve, rrotëve

për zingjirë, pjesë të reduktorëve dhe xhuntove për automobila, kushinetave rrëshqitëse (nuk

nevojitet mirëmbajtje), pajisje shtëpiake.

Tab 13 - Vetitë mekanike dhe fizike të PA

VETITË NJËSIA PA 6 PA 66 PA 12

Dendësia g/cm3 1,12 – 1,14 1,13 – 1,15 1,01 – 1,02

Qëndrueshmëria në tërheqje MPa 90 – 165 90 – 99 35 – 69

Zgjatimi gjatë këputjes % 30 – 100 15 – 80 250 – 390

Qëndrueshmëria në shtypje MPa 89 – 110 66 – 99 25 – 51

Moduli i elasticitetit GPa 2,6 – 3,2 1,7 – 3,8 1,2 – 1,4

Fortësia (Vikersi) HV 26 – 28 17 – 25 6 – 13


g-1

1,6 – 1,67 2,18 – 2,22 1,73 – 1,79


cm-1

(23 – 25) ∙ 10-4

(23 – 25) ∙ 10-4

(22 – 31) ∙ 10-4


(14,4 – 14,9) ∙ 10-5

(14,1 – 14,7) ∙ 10-5

(11 – 18) ∙ 10-5

Temperatura e zbutjes ose shkr. 0C 210 - 220 255 - 265 160 – 209

Temperatura e lartë punuese 0C 73 - 87 73 – 87 63 – 77

Temperatura e ulët punuese 0C

(-125) ÷ (-75) (-125) ÷ (-75) (-125) ÷ (-75)

Temperatura qelqore

11.5. Poli(etilen-teraftalat) – PET

(C10H8O4)n Tg = 76°C, Tm = 250°C.

Fig 11.19 – Struktura e PET dhe dukja tredimensionale

Fitohet nga reakcioni i polikondenzimit të acidit tereftalik ose të di-metil tereftalatit dhe etilen

glikozës:



Fig 11.20 – Skema e përfitimit të PET-it

Fig 11.21 – Lënda e parë për përfitimin e PET

Fig 11.22 – Vargu i polimerizuar i PET

I përket grupit të poliestereve të ngopura alifatiko-aromatike

Polimerizimi kryhet zakonisht mbi pikën e shkrirjes të poliesterit, dhe shkrirja e fituar

ekstrudohet në fije (Terilen, Dacron) ose në formë granulat për prodhimin e filmave dhe

pllakave

Struktura molekulare e polyethyleneterephthalate mund të prodhohet ose si një termoplastik

amorf apo gjysmë-kristal.

Lloji amorf është kristal i pastër me stabilitet më të ulët të vetive mekanike dhe veti të mira në

tërheqje.

Struktura gjysmë-kristalore, nga ana tjetër, ka një nivel të lartë të fortësisë, ngurtësi dhe stabilitet

të shkëlqyer në rrëshqitje dhe veti të ulëta ndaj konsumimit gjatë fërkimit. Për shkak të



rezistencës së saj të mirë në rrëshqitje, nivelit të ulët të absorbimit të lagështisë dhe stabilitetit të

shkëlqyer dimensional, materiali është i përshtatshëm në mënyrë ideale për pjesë komplekse me

kërkesat më të larta në stabilitetin dimensional dhe sipërfaqet përfundimtare.

Për arsyet e përmendura më sipër, vetëm lloji gjysmë-kristalor është i përshtatshëm për aplikime

rrëshqitëse.

Tab 14 - Vetitë mekanike dhe fizike të polietilentereftalatit

VETITË POLIETILENTEREFTALAT





Shtalbësia në goditje (Izod) J/m2 13-35

Moduli i elasticitetit GPa 1,35

Moduli në prerje GPa 0,8

Fortësia (Rockwell) M94-101

Indeksi i thyerjes optike 1,57 – 1,58

Kapaciteti specifik i nxehtësisë kJ/(kg∙K) 1


m-1

0,15 – 0,4

Koeficienti i zgjerimit termik (α) K-1

7 x 10−5

Temperatura e përdorimit 0C 120 – 220 (folitë për pjekje)

Temperatura qelqore 0C 75

Temperatura e zbutjes ose shkrirjes 0C Rreth 265

Absorbimi i ujit ASTM 0,16



Fig 11.23 – Produkte nga PET-i

Fig 11.24 – Produkte nga PET-i



11.6. Poliesteret – PES

o Polikondenzimi I alkooleve shum valentësh dhe acideve organike të pangopura

Poliestere të ngopura dhe të pa ngopura

o Poliesteret e pangopura = duroplastet

Përdorimi: lidhëset, impregnuesit dhe masat për presim, ngjitës, masa

rrafshuese, lëndë e parë për fije artificiale,…

Me shtimin e mbushësve (fije qelqi) = trupi I automobilave dhe anijeve

Industria e llakeve

Fig 11.25 – Produkte nga PES

11.7. Polikarbonatet – PC

Tg = 145°C, Tm = 225°C. Ky polimer u zbulua në mënyrë të pavarur në Gjermani dhe në SHBA në vitin 1953. Lexani është jashtëzakonisht i qëndrueshëm dhe i fortë, ne e shohim atë më së shpeshti në formën e kompakt disqeve. Ai përdorej më parë gjerësisht në shishe të ujit, por shqetësimet për kullimin e monomerit të paredaktuar ka bë që të mos përdoret për këtë qëllim. Përdorimi:

- Pjesë precize për instrumentet matëse, pjesë për orendi shtëpiake, foli, mobile, tuba,... Vetitë fizike

- Densiteti (ρ) 1,20 – 1,22 g/cm3 - Absorbimi i ujit 0.16 – 0,35 % Vetitë mekanike

- Moduli i Yongut (E) 2,0 – 2,4 GPa



- Sforcimi në zgjatje (σt) 55 – 75 MPa - Sforcimi në shtypje (σc) >80 MPa - Zgjatimi (ε) 80 – 150% - Fortësia – Rockwell M70 - Sforcimi në thyerje – Izod 600 – 850 J/m - Koeficienti i fërkimit (μ) 0,31 - Shpejtësia e zërimit 2270 m/s Vetitë termike - temperatura e shkrirjes (Tm) 267 oC - temperatura e kalimit në qelq (Tg) 150 oC - temperatura e lartë punuese 115 – 130 oC - temperatura e ulët punuese - 40 0C - koeficienti i zgjerimi linear 65 – 70 x 10-6/K

termik (α) - kapaciteti specifik i nxehtësisë (c) 1,2 – 1,3 kJ/(kg∙K) - Transmetimi i nxehtësisë (k) 0,19 – 0,22 W/(m∙K) Vetitë elektrike - Konstanta dielektrike 2,9 MHz - Sforcimi dielektrik 15 – 67 kV/mm - Rezistenca sipërfaqësore 1015 Ω/sq - Rezistenca vëllimore 1012 – 1014 Ω∙m



12. Produktet e poliadicionimit

Poliuretanet (PUR) Masë shkumore plastike e butë dhe e fortë, mobilieri, rrëshirë për spërkatje,

llake,...

12.1. Poliuretanet – PUR

Fig 12.1 – Produkte nga PUR



13. Polimerët tjerë natyror përpunues

Polimere natyrale konsiderohen lidhjet makromolekulare, masat molekulare nga disa mijëra deri

në disa qindra mijëra, të cilat në natyrë gjenden si pjesë të mbetjeve bimore apo shtazore. Ndryshe

quhen edhe biopolimere. Për këto materiale thuhet se kanë prejardhje nga burime regjeneruese.

Këto janë lidhje shumë të ndryshme ndërmjet veti dhe të përbëra. Duke u bazua në njësitë që

përsëriten në makromolekula mund të klasifikohen në disa grupe:

1. Polisaharide

2. Lignin

3. Proteine

4. Kauçuk natyral

5. Rrëshira natyrale

Shumica e polimereve natyrale janë degraduese (polimere biodegraduese) d.m.th mund të

degradohen nga veprimi i mikroorganizmave(baktereve, kërpudhave, algjeve) deri te dyoksidi i

karbonit dhe ujit në kushte aerobe, gjegjësisht dyoksidit të karbonit dhe metanit në kushte

anaerobe për një periudhë të caktuar kohore (e cila dallohet nga polimeri në polimer). Në

shpejtësinë e biodegrabilitetit ndikojnë faktorët e ambientit si dhe nga materiali polimer

(struktura, morfologjia, kristaliteti, funksionaliteti, shkrishmëria dhe masa molekulare).

13.1. Polisaharidet

Polisaharidet janë hidrokarbure natyrale polimere të ndërtuara nga 10 e më shumë njësi

monosaharide (sheqer). Monosaharidet varësisht nga numri i atomeve të karbonit ndahen në

pentoze (5 atome) dhe heksoze (6 atome), e varësisht nga grupet funksionale në aldoze (grupet

aldehide) dhe në ketoze (keto grupe).

Polisaharidet më të njohura janë niseshteja, celuloza, etj.

13.1.1. Niseshtja (amidoni)

Burimet bazë të niseshtes janë drithërat e ndryshëm dhe patatet. Fitimi i niseshtes nga materialet

bimore fillon me imtësimin e masës bimore në ujë. Kjo masë filtrohet që të fitohet suspensioni i

granulatit të niseshtes, vihet në centrifugë dhe thahet. Nëse ky suspenzion i amidonit ngrohet në

60-800C, kokrrat bymehen dhe pëlcasin, që rezulton krijimin e disperzionit viskoz koloidal. Me

ftohjen e disperzionit fitohet një gell.



Amidoni përdoret në industrinë e letrës dhe tekstilit (ngjitësi, përpunimi sipërfaqësor), industri

ushqimore si dhe si shtues te shumë polimere sintetike ku si polimer biodegradues provokon

dezintegrimin e materialit polimer dhe mundëson degradim më të lehtë nga drita dhe nxehtësia të

polimereve sintetike.

Struktura morfologjike e granulatit të niseshtes varet nga origjina. Kështu, p.sh. granulati i

niseshtes së patateve ka sipërfaqe të lëmuet të rrumbullakët, deri sa sipërfaqja e granulatit të

niseshtes së misrit është e parregullt dhe me zbrazëtira. Pikërisht këto zbrazëtira mundësojnë

shkapërderdhje më të shpejtë (hidrolizë) të niseshtes së misrit.

Si material polimer niseshteja në vete nuk ka veti mekanike të kënaqshme, nëse më parë nuk

zbutet, modifikohet kimikisht ose të kombinohet me ndonjë material tjetër.

Niseshteja me ekstrudim, gjegjs. me procesin e përpunimit nën ndikimin e nxehtësisë dhe energjisë

mekanike, duke iu shtua zbutës shndërrohet në material termoplastik. Në prodhimin e niseshtes

termoplastike zbutësit kanë për detyrë me zvogëlua ndikimin e lidhjeve intramolekulare të

hidrogjenit duke formua lidhje intramolekulare të hidrogjenit niseshte-zbutës për të kontribua në

stabilitetin e vetive të prodhimit.

13.1.2. Celuloza

Fig. 13.1-Struktura e celulozës Fig.13.2- Celuloza-e papërpunuar



Fig.13.3- Molekula e celulozës

Celuloza është polisaharid strukturën e së cilës e përbën, ashtu si te niseshteja, vargu i njësive të

glukozës të lidhura me lidhje glukozike. Por, për dallim nga niseshteja, celuloza ka konfigurim poli-

β-glukozike. Shkalla e polimerizimit të glukozës mund të jetë nga 2000 deri në 6700. Me analizë

rentgenologjike është vërtetua se celuloza përbëhet nga zingjirë të gjatë paralel të lidhur me lidhje

hidrogjene, pasojë e së cilës është struktura kristalin e celulozës.

Fig 13.4- Struktura e celulozës

Fig 13.5- Përfitimi i celulozës



Dendësia e celulozës kristalin është rreth 1,63 g/cm3 , e asaj amorfe 1,47 g/cm3 . Druri përmban 40

– 50% celulozë, ndërsa pambuku dhe fijet e lirit mbi 90%.

Tërësitë e fijeve të celulozës quhen fibrile. Rezistenca kimike e celulozës është në lidhje pikërisht

me strukturën e saj fibrile. Shumica e reagensëve thjesht nuk mund të depërtojnë nëpër

sipërfaqen e fijeve. Me acetolizimin e celulozës fitohet disaharidi i celobiozës, fig 13.6. Siç po shihet

celuloza në të vërtetë është e përbërë nga vargu i njësive celobioze.

Fig. 13.6- Struktura e celobiozës

Fig 13.7- Struktura e celulozës Fig 13.8- Nitroceluloza



Fig 13.9- Produkte nga celuloza

Fig. 13.10-Acetati i celulozës

Me hidrolizë të plotë të celulozës fitohet D-glukoza. Hidroliza e celulozës (saharifikimi) është me

interes gjatë prodhimit të bioetanolit dhe prodhimit të ushqimit për kafshë. Kjo mund të bëhet në

tri mënyra:

- Në një shkallë, me thartirë të koncentruar (HCl, H2SO4, HF)

- Në dy shkallë, në thartirë të holluar

- Enzimatik

Lignini, i cili fitohet si nusprodukt i hidrolizës së celulozës, mund të shërbej si burim energjie për

procesin e hidrolizës ashtu që bënë procesin më ekonomik.



Dekompozimi enzimatik i celulozës bëhet në prezencë të enzimave të ndryshme me emërtimin

celulozë, të cilët janë prezentë në disa baktere dhe kërpudha të cilat mund të shkëpusin lidhjen β-

glukozike.

Në masën drunore gjendet edhe 5 – 16% celulozë me shkallë të polimerizimit më të vogël se 200.

Ky polisaharid quhet hemicelulozë.

13.1.2.1. Fijet natyrale celuloide

Qysh nga parahistoria njeriu përdoroi fijet nga celuloza të cilat i gjeti në natyrë:

pambuku, liri, konopi, …

Pambuku

Pambuku është bimë nga familja Gossypium e cila kultivohet kryesisht në SHBA, Indi, Pakistan,

Brazil, Egjipt, Turqi, Rusi, ...Gjatësia e fijeve është 2 – 5 cm, ndërsa trashësia 5 – 20 μm. Pas

mugullimit pambukut i duhen 3 – 4 muaj për të lulëzua, ndërsa pas lulëzimit duhen 2 – 3 muaj që

të piqet fara. Një të treten e masës e përbëjnë fijet e pambukut, pjesën tjetër fara.

Fig. 13.11-Molekulat e pambukut Fig. 13.12-Bima e pambukut

Mbledhja e pambukut bëhet me dorë ose me makinë, pastaj pambuku ndahet nga fara dhe

përpunohet mëtutje. Pambuku i mbledhur me dorë është më i pastër se sa ai i mbledhur me

makinë. Një fije pambuku jep deri në 1250 g pambuk.

Fijet e pambukut me trajtime dhe përpunime të posaçme kimike, shndërrohen në tekstil për të

fitua produkte tekstile, pëlhura, etj. të cilat vlerësohen si më të çmuarat.



Fig. 13.13- Mbledhja me dorë e pambukut



Fig. 13.14- Produkte nga pambuku

Fijet e lirit

Nuk fitohen nga frutet por nga lëvorja e një lloji të bimëve Linum usitatissimum. Nga farat fitohet

vaji i lirit që shërben për impregnimin e drurit dherave dhe llakeve. Kërcellët e këtyre bimëve

zhyten në ujë 3 – 6 ditë, gjë e cila shkakton dekompozimin oksidik të ligninit. Pjesa drunore ndahet

nga fijet celuloze të cilat përpunohen. Nga 100 kg kërcell i tharë fitohen rreth 12 kg fije të lirit. Liri

kultivohet në Rusi, Ukrainë, Poloni, Gjermani, Francë, Belgjikë,...

Kërcelli është i lartë (30 – 80 cm), i drejtë, me prerje rrethore, me fletë, në pjesën e sipërme është

e degëzuar. Fletët janë të shpërndara alternativisht, të gjata 2 – 3 cm, të gjëra 2 – 4 mm. Lulet i ka

në maje të degëve më të larta.

Liri kositet ose nduket, ndërsa fara ndahet me të rrahura.

Përdorimi

Fara e lirit është një nga burimet më të rëndësishme të vajrave. Ekzistojnë të dhëna, që liri në këtë

aspekt është kultivua qysh para 6000 viteve. Përmbajtja e vajit në far është nga 32% deri në 43%.

Vaji i lirit kryesisht përdoret për prodhimin e ngjyrave, llakut, sapunit të butë dhe ngjyrave të

shtypit. Vaji i lirit gjithashtu përdoret për prodhimin e disa preparateve farmaceutike. Rusia është

prodhuesi më i madh i fijeve tekstile të lirit me 70% të pjesëmarrjes në tregun botëror.

Fijet e lirit janë jashtëzakonisht të forta, të qëndrueshme dhe zgjatuese. Përdoren për punimin e

rrobave prej liri, penjve, letrës kualitative, materialit izolues.

Histori

Liri dikur ka qenë bima kryesore për tekstil, ndërsa sot vjen pas pambukut.

Origjina e lirit nuk është plotësisht e qartë, nga se është i njohur si bimë kulturore qysh nga

parahistoria. Egjiptianët e vjetër kanë bartë veshjet nga liri, i kanë mbështjellë mumiet me pëlhurë

të lirit, ndërsa fotot e bimës së lirit mund të shihen në muret e varreve. Grekët e vjetër e kanë

sjellë lirin herët para paraqitjes së krishterimit.



Fig 13.15 -Vaji i lirit dhe farat e tij

Fig 13.16 -Liri Fig 13.17 - pëlhura prej liri

Fijet e konopit

(Cannabis sativa) kultivohet përafërsisht në viset e njëjta si edhe liri, por edhe në Italinë veriore, në

Lindjen e afërt dhe të mesme. Kultivimi i konopit po bie shpejt sepse po e zëvendësojnë fijet

sintetike.

Tekstili, rrobat, mbathjet, pëlhura, konopi, letra, materiali ndërtimor janë vetëm disa nga

produktet të cilat mund të prodhohen nga fijet e konopit, deri sa nga farat mund të fitohet vaj i

shkëlqyer.



Fig 13.18 -Farat e konopit

Fig 13.19 -Vaji i konopit nga farat

Fig 13.20 – Produkte nga konopi



Fig 13.21 - Bimët e konopit

13.2. Fijet nga proteinat

Duke marrë parasysh formën proteinat mund të ndahen në dy grupe:

Proteinat globulare dhe proteinat fijore.

Proteinat globulare janë të lidhura me lidhje të forta hidrogjene intramolekulare në forma sferike

ose eliptike (enzime, hormone, albumine nga vezët, hemoglobine). Forcat intermolekulare të tyre

janë më të dobëta, janë të shkrishme në ujë dhe disa tretës kripërash.

Proteinat fijore janë molekula të gjata që përbëjnë strukturën e indeve shtazore. Këtij grupi i

takojnë fibroini (mëndafshi), keratini (leshi, flokët, thonjtë, brirët, pendlat), kolagjeni (lëkura) dhe

miozin (muskujt).

13.2.1. Mëndafshi

Fig. 13.22 - Struktura primare e fibroin mëndafshit Fig. 13.23 - Struktura molekulare e mëndafshit



Mëndafshi natyral është proteinë fijore të cilën e prodhon krimbi i mëndafshit. Mëndafshi

zakonisht është i përbërë nga më tepër se 70% të aminoacideve. Mëndafshi përdoret për

prodhimin e pëlhurave të çmuara dhe luksoze.

Varësisht nga lloji i aminoacideve, gjegjësisht nga lloji i bubave të mëndafshit, ndërron edhe shkalla

e kristalitetit të fibroinit.

Në mënyrë që të fitohet mëndafshi, lavrat mbyten me avull ose me ajër të nxehtë. Me zhytjen e

predhave ngjitësi i mëndafshit zbutet. Brushat rrotulluese kapin fundin e fijeve të mëndafshit dhe

mbështjellin 4 – 10 fije së bashku. Nga 3000 – 4000 m fije për predhë, vetëm rreth 90 m mbetet e

padëmtuar dhe për tu shfrytëzuar.

Fijet e mëndafshit zbuten duke i futë në vaj, e pastaj pastrohen me sapun me sa më pak përbërje

alkalike. Me këto veprime mëndafshi humbë në peshë rreth 25%, kështu që duhet të përforcohet

(me mbushës). Mbushja bëhet duke i trajtua fijet me tretjet ujore SnCl4 dhe Na2HPO4, të cilat iu

japin fijeve Sn – fosfat. Sn- fosfati me ndihmën e Na-silikateve kthehet në Sn-silikat.

Kjo mënyrë e përpunimit të mëndafshit përmirëson butësinë në prekje dhe shkëlqimin. Trajtimi me

tanin bëhet vetëm në rastet kur mëndafshi duhet të ngjyroset me të zezë.

Përmbajtja e zakonshme e lagështirës në mëndafsh është rreth 11%, ndërsa aftësia e thithjes së

lagështirës është deri në 30%. Mëndafshi gjithashtu dallohet me aftësi të madhe të ënjturit gjatë

së cilës prerja tërthore e fijeve rritet 30 – 40%. Për shkak të karakterit të theksuar acidik ka afinitet

ndaj ngjyrave bazike.

Fig. 13.24 - Produkte nga mëndafshi



Fig. 13.25- Produkte nga mëndafshi



13.2.2. Leshi

Fig. 13.26- Struktura e keratinës dhe karakteristikat

Leshi është keratinë me strukturë fijore, proteinë shtazore e patretshme që përmban kopolimer

me rreth 17 monomer të ndryshëm amino-acid. Ka strukturë keratine α – spirale. Këto peptide

helikoidale janë të lidhura në bashkësi me nga tre zingjirë dhe formojnë protofibrile. Njëmbëdhjetë

protofibrile formojnë mikrofibrilin nga të cilët nëntë protofibrile rrethojnë dy. Në hapësirën në mes

protofibrileve në mikrofibril gjendet matrica proteine me pjesëmarrje të lartë të squfurit (6%). Më

shumë mikrofibrile formojnë një makrofibril të ngjashëm me fijet në konop, fig. 13.27.

Produktet prej fijeve të leshit, të pambukut, të mëndafshit janë shumë të shëndetshme për

njeriun. Për rritjen e cilësisë këtyre fijeve shpeshherë u shtohen edhe fije sintetike, siç janë ato

poliesterike.



Fig. 13.27- Skema e fijeve të leshit

Një nga karakteristikat e cilësisë së leshit është trashësia e fijeve dhe pastërtia. Trashësia e fijeve

është specifikuar me mikrona. Fibrat e leshit kanë trashësi të ndryshme, edhe nëse ato vijnë nga

delja e njëjtë. Leshi i deleve merino ka një trashësi prej 15 – 25 mikron, kurse i deleve normale

shkon nga 30 – 50 mikron. Për krahasim një fije floku i njeriut është 50 – 100 mikron.



Fig. 13.28 - Produkte të leshit



13.2.3. Vetitë e fibrave natyrale

Me qëllim të përmirësimit të qëndrueshmërisë fijet i nënshtrohen procesit të tërheqjes së ftohtë.

Në temperaturë të caktuar fijet nga veprimi i forcës tërhiqen dhe në këtë mënyrë zingjirët polimer

të tërhequr në një masë të caktuar orientohen. Në këtë mënyrë morfologjia fizikale e orientuar

bëhet stabile dhe ruhet edhe në produktin përfundimtar ( e pakthyeshme, deformim ireversibil).

Qëndrueshmëria e fibrave matet me dinamometër (këputëse), gjatë së cilës përcaktohet forca

gjatë së cilës fijet e gjatësive të caktuara këputen (qëndrueshmëria këputëse). Njësia për

qëndrueshmërinë këputëse të fijeve është cN/dtex (cN = e qinta pjesë e Njutonit, centi njuton).

Për punimin e produkteve përdoruese fijet duhet të kenë qëndrueshmërinë këputëse më së paku

2,5 cN/dtex.

Qëndrueshmëria këputëse e disa fijeve është tregua në tab. më poshtë

Tab. 15 – Qëndrueshmëria këputëse e fibrave natyrale

Fibrat Qëndrueshmëria këputëse cN/dtex

Pambuku 3,0 – 4,9

Liri 2,6 – 7,7

konopi 5,8 – 6,8

leshi 1,0 – 1,7

mëndafshi 2,4 – 5,2

Transmetimi i nxehtësisë dhe temperatura e degradimit të këtyre fijeve natyrale më të

rëndësishme janë tregua në tab. më poshtë. Transmetimi i nxehtësisë shprehet me sasinë e

nxehtësisë në kJ për minutë që e bënë shtresa e materialit me trashësi 0,5 mm gjatë 200C.

Tab. 16 – Transmetimi i nxehtësisë dhe temperatura e degradimit

Fibrat Trans,nxeh. kJ/min Temper. e degrad. 0C

Pambuku 0,255 150

Leshi 0,197 135

Mëndafshi 0,180 150

Fijet, në mes tjerash, duhet të kenë veti që të marrin mirë ngjyrën. Pas ngjyrosjes vetitë e fijeve

nuk guxojnë të ndryshojnë dukshëm.

Fijet natyrale në mes veti mund të dallohen sipas shpejtësisë dhe mënyrës së djegies, erës dhe

mbetjes pas djegies. Fijet e celulozës digjen shpejtë dhe vazhdojnë të digjen edhe pas largimit të

flakës. Gjatë kësaj ndihet erë e letrës së djegur.



Fijet proteine (leshi dhe mëndafshi) digjen ngadalë dhe pas largimit nga flaka pushojnë së djeguri.

Ndihet aromë e flokëve dhe pendlave të djegura.

Fig. 13.29 - Testimi i fibrave

13.3. Kazeini

Kazeini (nga lat. Caseus = djathë) është proteina kryesore në qumështin e bagëtive (p.sh. në qumështin e

lopës). Kazeini jep një qëndrueshmëri të fortë pas koagulimit në gjizë, djathë e produkte tjera.

Fig. 13.30 - Kazeini pluhur Fig. 13.31 - Struktura e kazeinit

Paraqet 80% nga të gjitha proteinat e qumështit dhe i përbërë nga 21 amino thartira të ndryshme.

Përzierja e kazeinit dhe formaldehideve është patentua në vitin 1899 dhe paraqet një prej

materialeve të para polimere sintetike të quajtur galalit. Është përdorë për punimin e ndërprerësve

elektrik të tensionit të ulët, të pendave të shkrimit dhe pullave. Materialet moderne polimere plotësisht e

kanë zëvendësua galalitin i cili sot përdoret kryesisht për punimin e pullave speciale. Kazeini ka aplikim në



kozmetikë, në industrinë e ngjitësve, ngjyrave dhe tekstilit. Ngjitësit nga kazeini përveç kazeinit përmbajnë

zbutës (p.sh. glicerol) dhe shtues kundër prishjes. Këta ngjitës bëjnë pjesë në grupin e ngjitësve ekologjik.

Shërbejnë për ngjitjen e tiketave prej letre në ambalazhet plastike dhe prej xhami.

Fig. 13.32 - Pulla nga galaliti /kazeini

Fig. 13.33 - Produkte plastike - të kazeinit Fig. 13.34 - Fije të kazeinit

Fig. 13.35 - Alfa struktura e kazeinit



14. Gjendjet fizike të materialeve polimere

Gjendjet agregate (fazore) të materieve, në përgjithësi janë:

- E ngurtë

- E lëngët

- E gaztë

- Plazmatike

Lidhjet makromolekulare nuk është e mundur plotësisht me i përshkrua me gjendjet e mësipërme.

Polimeret në gjendje të ngurtë janë pjesërisht kristalore ose plotësisht amorfe, ndërsa në gjendje

të lëngët janë në lëng shumë të trashë (shumica amorfe, por mund të jenë edhe struktura të

rregulluara.

Polimeret nuk kalojnë në gjendje të gaztë, por në temperatura shumë të larta dekompozohen.

Për shkak të madhësive të makromolekulave, konfiguracionit, simetrisë dhe lidhjeve sekondare,

varësisht nga temperatura e me te edhe fleksibilitetit të segmenteve dhe tërë makromolekulave,

polimeret mund të hasen në katër gjendje fizike ose deformuese (1 kristalore dhe tre amorfe):

- Kristalore

- Qelqore

- Gjendje gome

- Lëngu të trashë (amorfe)

Janë të definuara tri gjendje të veçante agregate të masave plastike:

1. Qelqore – sikur edhe te qelqi, deformimet janë relativisht të vogla, të cilat për një moment

ndodhin, mund të përshkruhen përafërsisht me ligjin e Hookut dhe janë të kthyeshme,

2. Gome – deformimet janë relativisht të mëdha, nevojitet një kohë e caktuar për paraqitjen

dhe zhdukjen e tyre (përfundimi i ngarkesës) dhe janë të kthyeshme,

3. Gjendje e rrjedhjes – masa rrëshqet në drejtim të veprimit të ngarkesave duke u deformua

pa kthim(rrjedhje).

Temperatura e kristalizimit, Tg – kalimi nga gjendja qelqore në gjendje gome

Temperatura e shkrirjes, Tm – kalimi nga gjendja kristalore në amorfe

Temperatura e rrjedhjes, Tf – kalimi nga gjendja e gomës në gjendje rrjedhëse

Kalimet karakteristike shihen më së miri me lakoret termo mekanike

- tregojnë varshmërinë e deformimeve ose vëllimit specifik nga temperatura.



Fig. 14.1 – Varësia e deformimeve dhe temperaturave kalimtare për polimere

Nëse gjendja qelqore është nën temperaturë të dhomës (temp. e përdorimit) thuhet se materiali

ka fazën amorfe gomore (PE, PP).

Nëse gjendja qelqore është mbi temperaturë të dhomës (temp. e përdorimit) thuhet se materiali

ka fazë amorfe qelqore (PMMA, PS).



14.1. Vetitë mekanike

- sjellja e materialit nën ndikimin e sforcimeve mekanike

- te materialet polimere varen nga natyra dhe struktura e makromolekulave lloji dhe sasia e

shtuesve

- për shkak të molekulave të mëdha të polimereve këto veti varen nga koha

Më së shpeshti përcaktojnë vetitë sforcim – deformim.

DEFORMIMET – ndryshimi i formës ose madhësisë së kampionit të materialit nga veprimi i forcës

Deformimet elastike – tipi i deformimeve kthyese: pas ndërprerjes së veprimit të forcës trupi

kthehet në formën e mëparshme (elastomeret).

Deformimet plastike – deformimet e pakthyeshme: pas ndërprerjes së veprimit të forcës trupi nuk

kthehet në formën e mëparshme. Në zonën e deformimeve plastike janë prezentë edhe

deformimet elastike ashtu që trupi për këtë vlerë (pjesërisht) kthehet në formën e parë.



Thyerjet – tip i deformimeve të pakthyeshme pasi që materiali të kalojë nëpër deformimin elastik

(ose elastik dhe plastik). Në pikën e thyerjes forcat e akumuluara janë të mjaftueshme për të

shkaktua ndarjen e makromolekulave dhe thyerjen.

Forca e sforcimit (σ) përcaktohet duke marrë parasysh zgjatimin e tërë (ε):

00 /)( lll

l – gjatësia e kampionit gjatë një sforcimi të caktuar

l0 – gjatësia fillestare e kampionit

σ = E∙ε

E-moduli i elasticitetit

Format kryesore të lakoreve sforcimi – zgjatimi

Fig. 14.2 – Diagrami sforcimi-zgjatimi për polimere të ndryshme



Fig 14.3- Lakoret tipike sforcimi-deformimi për tipa të ndryshme të polimereve

PMMA-Polimetilmetakrilat, PA6-Poliamide/Nylon, ABS- Akrilonitril Butadien Stiren PP-Polipropilen, HDPE- Polietilen i dendësisë së lartë, LDPE- Polietilen i dendësisë së ulët

Fig 14.4- Trekëndësh i ndarjes së materialeve polimere në kristalore dhe amorfe



15. Shtuesit te polimeret

Polimerët një komponentësh rrallë përdoren në teknikë. Në të vërtetë, me qëllim që vetitë e

polimereve të iu përshtaten sa më mirë kërkesave si dhe zvogëlimit të çmimit dhe zgjatjes së afat

shërbimit të produktit, komponenti kryesor përzihet me shtues të përshtatshëm.

Për shembull, për të përmirësuar lakueshmërinë komponentit themelor i shtohen plastifikatorët - tretës

organik shumë të paqëndrueshëm.

polimerët + shtuesit = masat plastike

Sipas natyrës së shtuesit dallohen këto grupe të shtuesve:

Emri i grupit të shtuesëve Qëllimi

Materie aktive kimike Rrjetëzues, shkumëzues, shtues për zvogëlimin e djegshmërisë

Modifikues të vetive kimike Shtues për rritjen e: Rm, E dhe zbutjes

Modifikues të vetive sipërfaqësore Shtues për zvogëlimin e parrafshirave, rregullues të athezionit, antistatik

Modifikues të vetive të përgjithshme Ngjyrë, pigmente

Përmirësues të formësimit Rregullator të viskozitetit, stabilizues termik, ndarës

Përmirësues të qëndresës Stabilizator të dritës, antioksidues, biocide

Shtues për zvogëlimin e çmimit Mbushës (pluhur druri dhe guri)

Shtues tjerë Aromë, dezodorant

15.1. Mbushësit

Janë elemente organike ose inorganike që iu shtohen masave plastike me qëllim të përmirësimit

të vetive mekanike dhe të formësimit – zvogëlimit të çmimit të produktit

Mbushësit inorganik

Pluhurat: lidhjet inorganike pluhur (CaCO3, MgCO3, CaO dhe ZnO),

Fibra: minerale, të xhamit

Gëlqerja, etj.

Mbushësit organik

Pluhurat: dru, mbetje plastike, letra e grimcuar,

Fibra: natyrale, sintetike,

Celuloza, etj.

Te përdorimi i mbushësve shtrohen kërkesat që ato të iu qëndrojnë ngarkesave termike dhe

mekanike të cilat paraqiten gjatë përpunimit të masave plastike. Mbushësit inorganik shtohen në

formë të pluhurit gjatë kohës së përzierjes me shtuesit tjerë si: zbutësit, stabilizatorët, ngjyrat, që

të homogjenizohen mirë me to.



Mbushësit, masës plastike ia rrisin rezistencën ndaj fërkimit, ia rrisin peshën vëllimore, absorbojnë

ujin, e në shumicën e rasteve ia rrisin fortësinë. Zakonisht sasia e mbushësve që u shtohen masave

plastike sillet prej 10 deri 20 %.

15.2. Stabilizatorët

Ngadalësimi i vjetrimit – dekompozimit të polimerit me kalimin e kohës.

Stabilizatorët janë substanca të cilat sigurojnë qëndrueshmërinë e polimereve në rast të veprimit

të faktorëve të jashtëm siç janë temperatura, rrezatimi ultraviolet etj.

Mbrojtja e PVC nga ndikimi i veprimit të temperaturave të larta dhe rrezatimit ultraviolet arrihet

me sapunë, me kompozime organike të kallajit ose të metaleve të rënda.

Mbrojtja e materieve me bazë të butadienit (gomës) nga vet oksidimi në ajër arrihet me shtimin e

kompozimeve fenole.

UV stabilizatorët – pengojnë ndikimin e dëmshëm të rrezatimit ultraviolet (Dielli),

Antioksiduesit – pengojnë ndikimin e dëmshëm të oksigjenit (atmosfera).

Masat plastike kanë prirje të oksidohen në temperatura të larta, kjo d.m.th më së shumti gjatë

kohës së përpunimit. Oksidimi i masave plastike është shumë i padëshirueshëm, sepse ndikon

negativisht në vetitë mekanike të prodhimeve. Oksidimin e shkakton prezenca e oksigjenit në

ambient. Me qëllim që të pengohet procesi i oksidimit të masave plastike gjatë kohës së

përpunimit përdoren elemente të përshtatshme, të cilat duhet shtua para fillimit të përpunimit të

plastmasave. Në shumicën e rasteve lënda e parë vjen me antioksidues, por varësisht nga kushtet

e përpunimit, nëse paraqitet nevoja përpunuesi mund ti shtojë vet në sasi më të mëdha. Këto

elemente janë konsumues të fortë të oksigjenit dhe për këtë nuk lejojnë që ai të harxhohet në

oksidim të plastmasave, por e harxhojnë për nevoja të veta dhe kështu e mbrojnë masën plastike

nga oksidimi. Meqenëse pengojnë oksidimin e masave plastike quhen antioksidues. Përdorimi i

antioksiduesve në sasi prej 0,2 deri 0,3 % është e mjaftueshme për të mbrojt çfarëdo materiali

plastik nga çdo oksidim termik. Sot ekzistojnë tipa të caktuara të antioksiduesve për mbrojtjen e

masave plastike të caktuara.

15.3. Akceleratorët

Akceleratorët (përshpejtuesit) iu shtohen materialeve polimere me qëllim të shpejtimit të

fortësimit të tyre gjatë përpunimit. Zakonisht shtohen gjatë prodhimit të ngjyrave dhe ngjitësve.

15.4. Ngjyrat

Përmirësimi i pamjes vizuale të produktit (e tërë masa e materialit ose sipërfaqja e produktit).

Ngjyrosja e masave plastike nga aspekti dekorativ ka rëndësi të thellë dhe në të shumtën e

rasteve është lëmi e dizainerëve. Procesi i ngjyrosjes mund të kryhet ose gjatë prodhimit ose gjatë

përpunimit të masave plastike.



Teknika e ngjyrosjes së masave plastike mund të kryhet në dy forma:

a)ngjyrosja masive dhe

b)ngjyrosja sipërfaqësore

Teknika e fundit e ngjyrosjes përdoret më rrallë, zakonisht në rastet kur temperaturat e

përpunimit të masave plastike janë aq të larta sa që ngjyra nuk mund të mbetet e pa ndryshuar.

Ngjyrosja masive është teknikë e cila më së shumti përdoret, ku ngjyrat në formë pluhuri ose në

formë kokrrizash, si koncentrat, i shtohen masës plastike gjatë kohës së përpunimit.

Ngjyrat të cilat përdoren për ngjyrosje të masave plastike, me teknikën e ngjyrosjes në masë, mund

të jenë të tretshme ose transparente dhe zakonisht janë me prejardhje organike, por mund të jenë

edhe të patretshme(pigmentet). Ngjyrat transparente përdoren për ngjyrosjen e masave plastike

nëse edhe ato janë transparente dhe kur nga prodhimi i gatshëm kërkohet tejdukshmëri.

Ngjyrat për ngjyrosjen e masave plastike në treg gjenden në formë pluhuri, të pastave dhe si

koncentrat. Për zgjedhjen e ngjyrave, në praktikë zakonisht vendosin kërkesat për gjallëri dhe

qëndrueshmëri të ngjyrosjes ndaj dritës, ujit, kemikalieve, nxehtësisë etj. Kështu që duhet pasur

kujdes në to. Rrjedhimisht, ngjyrat që do të përdoren, duhet të mos jenë toksike, të kenë një

granulometri të përshtatshme dhe të mos thithin lagështirën.

15.5. Pigmentet

Pigmentet shtohen me qëllim që produkti të merr ngjyrën e duhur dhe në princip nuk ndikon në

vetitë fizike të tij.

15.6. Lubrifikuesit

Pengojnë ngjitjen e produktit për sipërfaqe të veglës që përdoret për punimin e tij (vaji dhe dylli).

Gjatë përpunimit të masave plastike në temperatura të larta vjen deri te një fazë kur masa plastike

bëhet viskoze, kështu që fillon të ngjitet për sipërfaqet metalike të makinës për përpunim. Kjo

dukuri e vështirëson punën normale. Që të mënjanohen shkaktarët e ngjitjes së masës për

sipërfaqet metalike, përdoren mjetet për lubrifikim, të cilat i shtohen masës në sasi të vogël. Këto

mjete zakonisht nuk përzihen me masën plastike, por e lehtësojnë rrjedhjen dhe përcjelljen më të

mirë të masës nëpër makinë. Si lubrifikues kryesisht përdoren rrëshirat polietilene, pastaj parafina

dhe sapunët e ndryshëm metalik.

Një lloj special i mjeteve lubrifikuese përdoret për lyerjen e sipërfaqeve të zbrazëtirave në

kallëpe me qëllim që më lehtë të ndahen pjesët e fituara plastike. Këso mjetesh janë: sapuni,

detergjentet, vajrat minerale, etj.

Lubrifikuesit mund të jenë:

Mineral (të prodhuar me përpunimin e naftës), dhe

Natyral ( me origjinë bimore dhe shtazore)



15.7. Plastifikatorët -(zbutësit)

Janë kompozime kimike, kimikisht aktive, të cilat nganjëherë shtohen në sasi shumë të mëdha me

qëllim të rritjes së plasticitetit të produktit dhe të lehtësojnë shkallën e përpunueshmërisë.

Përdorimi i kësaj lënde ndihmëse në sasi të tepruara jo vetëm që do të rrisë shpenzimet materiale,

por edhe mund të shkaktojë reduktim të rrezikshëm të karakteristikave mekanike të masave

plastike.

Si plastifikatorë kryesisht përdoren thartirat organike, amoniaku, alkooli.

15.8. Antistatikët

Masat plastike janë izolator të fuqishëm elektrik, që d t th. nuk e përcjellin rrymën

elektrike. Për këtë arsye gjatë kohës së përpunimit të tyre, gjatë fërkimit, orientimit dhe proceseve

të ngjashme vjen deri te grumbullimi i elektricitetit në sipërfaqet e prodhimit të gatshëm. Ky është

elektriciteti statik i cili pengon prodhimin normal, e krahas kësaj shkakton tërheqjen e grimcave të

pluhurit në sipërfaqet e pjesës prodhuese, që i jep pamje estetike të keqe prodhimit.

Që fenomeni i elektricitetit statik të mënjanohet duhet që sipërfaqen e masës plastike ta

bëjmë të rrjedhshme. Kjo mund të arrihet në dy mënyra dhe atë: ose ta lyejmë sipërfaqen me

tretje kripërash ose në vet masën të shtojmë substanca të caktuara që ia rrisin përcjellshmërinë

masës plastike. Elementet të cilat përdoren për këtë qëllim quhen antistatik. Zakonisht këto janë

kripërat amonjake të thartirave me shumë yndyrë. Njihen me emrat komercial si: antistatikum,

stateksan etj.

15.9. Elementet për shkumëzim

Në shumicën e rasteve të përdorimit kërkohet që prodhimi të ketë strukturë me zbrazëtira

ose siç thuhet strukturë celulare. Me fjalë tjera, prerja e pjesës prodhuese duhet të duket me

zbrazëtira sikur sungjeri. Veprimi me të cilin fitohet kjo strukturë njihet me emrin ekspandim ose

shkumëzim, ndërsa elementet që e mundësojnë ekspandimin –shkumëzues. Ekzistojnë elemente

fizike dhe kimike për shkumëzim. Industria e materialeve ndihmëse prodhon lëndë kimike për

shkumëzim në formë të pluhurit të cilat posedojnë vetinë që nën ndikimin e nxehtësisë, gjegjësisht

në temperatura të caktuara, kalojnë gati përnjëherë nga gjendja e ngurtë në gjendje të gaztë. Këto

lëndë termikisht shndërrohen në gaze, kështu bëjnë zgjërimin, gjegjësisht fryerjen e masës

plastike.

Procesi i shkumëzimit fillon në cilindër të makinës, por ekspandimi i përfundimtar dhe më i

madhi bëhet në kallëp. Kur tretja e ekspanduar e masës plastike të ftohet dhe të ngurtësohet ajo e

ruan strukturën e tillë të zgjeruar. Me anë të shkumëzimit arrihet që prodhimi i gatshëm të



zvogëlojë peshën e vet dhe të kursehet material. Në treg gjenden shumë preparate për shkumëzim

ndër të cilët janë të njohura Genitron dhe Porofor. Produktet gazore të lëndëve të mësipërme

ekspanduese janë: azoti, dyoksidi i karbonit, amoniaku dhe një sasi e monoksidit të karbonit.

Shkumëzuesit janë materie në formë pluhuri të cilat u shtohen granulateve të masës plastike në

fazën e përzierjes me aditivët tjerë në sasi prej 0,2 deri 2 %, varësisht nga efekti që dëshirohet të

arrihet. Me këto lëndë mund të ekspandohen: polietileni, polistireni, PVC, polipropileni etj.

Reduktimi i peshës së prodhimit të gatshëm mund të shkojë edhe deri në 60 %.

16. Vjetrimi i materialeve polimere

Ashtu siç korrodohen metalet nga ndikimi i ambientit, ashtu edhe materialet polimere vjetrohen

gjatë kohës së shfrytëzimit të produkteve, gjatë veprimit të agjentëve degradues, vjen deri te

ndryshimet e padëshiruara të vetive të materialeve polimere.

Vjetrimi i materialeve polimere përfshinë procese të ndryshme fizike dhe kimike:

a) Dekompozimi i polimereve duke iu ndryshua struktura e tyre,

b) Deformimet dhe lajmërimi i plasaritjeve të imëta,

c) Nxjerrja e pigmenteve dhe ndryshimi i ngjyrës,

d) Turbullimi i tejdukshmërisë së materialeve polimere,

e) Grimcimi dhe shkrirja.

Për shkak të ndërtimit të komplikuar të polimereve dhe numrit të madh të agjentëve degradues,

mekanizmat e vjetrimit nuk mund të sqarohen plotësisht.

Në vjetrimin e elastomereve ndikojnë: rrezet e diellit, lagështia, oksigjeni, ozoni dhe agjentët e

ndryshëm kimik.

Gjatë vjetrimit:

• Përkeqësohen vetitë mekanike dhe lajmërohen deformimet,

• Sipërfaqet e lëmueta e humbin shkëlqimin, ndërsa elastomeret e ngjyrosura e

humbin ngjyrën,

• Produktet deformohen dhe lajmërohen plasaritjet e vogla.

Procesi i vjetrimit të elastomereve mund të ngadalësohet me magazinim adekuat. Depoja duhet të

jetë e ftohtë, e thatë, pa pluhur dhe e ajrosur si duhet. Temperaturën në deponi duhet mbajtur në

kufijtë -100C ˂ T ˂ 200C, ndërsa produktet duhet të jenë të larguara nga trupat ngrohës më shumë

se një metër. Lagështia e ajrit duhet të jetë rreth 650C. Me qëllim që të zvogëlohet ndikimi i

dëmshëm i rrezeve të dritës dritaret e deponisë duhet të ngjyrosen me ngjyrë portokalli ose të

kuqe. Në të njëjtën hapësirë nuk lejohet të ruhet lëndë djegëse, shkrirës e as kemikalie të

ndryshme.



16.1. Ndryshimi i vetive mekanike me kalimin e kohës

Gjatë përdorimit ndryshojnë vetitë mekanike të polimereve, ndërsa dinamika e ndryshimit varet

nga lloji dhe tipi i materialit.

Polietileni HD-PE Poli (vinilkloruri) PVC i fortë

Fig 16.1- Ngarkesa e lejuar në varësi nga koha e përdorimit dhe temperatura punuese

16.2. Ruajtja e ambientit

Shfrytëzimi optimal i resurseve natyrore nënkupton afat shërbimin më të gjatë të materialeve

(materiali i njejtë polimer të shfrytëzohet më shumë herë).

Masat që duhet ndërmarrë janë:



Kur depozitimi i materialeve polimere është i pashmangshëm, kjo nuk guxon të shkaktojë

ndryshime të dukshme të ambientit. Në këso raste duhet dallua tre lloje të polimereve

degraduese:

Fig 16.2- Një ndarje e polimereve degraduese

16.2.1. Polimeret degraduese

Në natyrë nën ndikimin fiziko-kimik të ambientit (rrezatimi i diellit, oksigjeni, nxehtësia,

lagështia) dekompozohen deri në grimca të imëta të cilat pak a shumë e ndotin ambientin.

16.2.2. Polimeret biodegraduese

Në kushtet natyrale nën ndikimin biokimik të mikroorganizmave pak ose shumë plotësisht

dekompozohen. Dekompozimi është i ngadalshëm, për 60-180 ditë dekompozohen 60-90%.

16.2.3. Polimeret kompostibil

Për kohën prej 2-3 muajve dekompozohen në komposto.

Masat plastike kanë fuqi termike të madhe kështu që prodhimet nga masat plastike pas kalimit të

afat qëndrueshmërisë së tyre, nëse nuk janë biodegraduese dhe as kompostibile, mund të

shfrytëzohen edhe si lëndë djegëse për ngrohje.

POLIMERET DEGRADUESE

degraduese biodegraduese kompostibile



Fig 16.3 - Fuqia ngrohëse e disa lëndëve plastike

Mirëpo, duhet pasur kujdes. Produktet e djegies të vet hidrokarbureve të disa polimereve (p.sh.

PE,PP) janë të parrezikshme (CO2 + H2O), por ndikimi i shtuesve (gjatë prodhimit të masave

plastike) është vështirë me u konstatua. Produktet e djegies të vet polimereve të cilat përveç C dhe

H përmbajnë edhe elemente tjerë mund të jenë mjaft helmuese, siç është një pjesë e dioksineve

(është fjala për grupin prej rreth 250 lidhjesh) të cilat formohen gjatë djegies së PVC-së.



Literatura:

[1] Čatić I.: Proizvodnja polimernih tvorevina, BIBLIOTEKA POLIMERSTVO –

SERIJA ZELENA, Zagreb, 2006.

[2] Andričić B.: Prirodni polimerni materijali (Priručnik), Split, 2009

[3] M.Nadj: Polimerni materijali, Zagreb.

[4] Strong A.B: Plastics, materials and processing, Prentice Hall, Ohio, 2000.

[5 ] M.Bicaj, R.Hoti, S.Jusufi.:Kimia”, gjimnazi i shkencave natyrore, gjimnazi matematikë dhe

informatikë, gjimnazi i përgjithshëm, Libri Shkollor, Prishtinë, 2011

[6] Rapajić B.: Prerada plastičnih masa ekstrudiranjem, Privredni pregled, Beograd, 1976.

[7] N.Qehaja.:Polimeret I(Ligjerata të autorizuara), Prishtinë, 2011

[8] F.Çerkini,:Teknika e përpunimit të materialeve polimere (Ligjerata të autorizuara), Ferizaj, 2005

[9] Interneti,

Documents

MATERIALET POLIMERE