Pojam, nastajanje, osobine, upotreba, predstavnici

PLASTIKA

Polimeri su velike molekule sastavljene od dijelova koji se ponavljaju

(monomera) povezanih u dugačke lance.

Iako se pojam polimer često koristi kao sinonim za plastiku, u polimere se u

hemiji ubraja veliki broj prirodnih i umjetnih materijala s različitim svojstvima

i namjenama.

POJAM POLIMERA

Molekule nezasićenih spojeva mogu se međusobno spojiti u makromolekule

(polimere) i taj proces se naziva polimerizacija.

Plastika je opće ime za odreĎene vještačke ili poluvještačke materijale koji

mogu biti oblikovani u kalupima ili ekstrudirani u predmete, trake ili

vlakna.

TakoĎer se mogu koristiti za izradu različitih materijala za pokrivanje,

termoizolaciju, hidroizolaciju, cijevi i opremu, ljepila itd.

U sastav plastičnih masa ulaze C, H, O, Cl, F, N.

PLASTIČNE MASE

Mogu se podijeliti u dvije glavne skupine: termoplastični materijali i

termoreaktivni materijali ili duroplasti.

Termoplastične mase - grijanjem omekšaju, a hlaĎenjem se vraćaju u

prvobitno stanje(npr. polivinilhlorid, polietilen, polistiren). Sastoje se od

vrlo dugih molekula s ravnim lancima (linearni polimeri).

Termoreaktivne plastične mase ili duroplasti - grijanjem ireverzibilno

otvrdnu i kasnije se više ne mogu oblikovati (bakelit, aminoplasti). Imaju

prostornu mrežastu strukturu.

1. Polimerizacija (nezasićeni spojevi)

NAČINI DOBIJANJA PLASTIČNIH

MASA

Polimerizacija je hemijska reakcija pri kojoj se monomeri, uglavnom

nezasićeni organski spojevi , pod utjecajem katalizatora spajaju u lance

obrazujući velike makromolekule.

Pri tom se može razlikovati homo-polimerizacija i ko-polimerizacija.

Homo-polimerizacija je način polimerizacije pri kojoj se vežu samo

istorodni monomeri, dok je kod ko-polimerizacije prisutno spajanje dva ili više

različitih monomera.

2. Kondenzacija (zasićeni spojevi)

Kondenzacija je vrsta hemijske reakcije u kojoj se dvije molekule sa –OH

grupom spajaju eliminirajući molekule vode u njihovim –OH grupama.

Osnovna osobina plastičnih masa je

da se sastoje od polimera. Okosnica

je onaj dio lanca polimera koji se

sastoji od velikog broja određenih

monomera koji se ponavljaju.

Osobine plastike se mijenjaju tako

što se različite funkcionalne grupe

„zakače“ na osnovni lanac

(okosnicu), odnosno na monomere

koji se ponavljaju i te grupe utiču na

strukturu polimera, a samim tim i

plastične mase.

OSOBINE

U sastav plastika ulaze: veziva, punioci, plastifikatori, stabilizatori,

katalizatori, boje, materije za formiranje porozne strukture i drugo.

Specifične mase plastika se kreću od 1000 do 2000 kg/m3

dok zapreminske mase zavise od ostvarene poroznosti.

Plastične folije,linoleum i slični materijali uopće ne sadrže pore, dok je

poroznost pjenoplasta 95-98%.

Najveći broj plastičnih masa je otporan prema djelovanju vode, a takoĎer je

otporan i na djelovanje vodenih rastvora kiselina, baza i soli.

Plastične mase najčešće nisu postojane prema povišenim temperaturama.

Većina plastičnih masa u sebi sadrži druge organske ili neorganske sastojke.

Količina tih sastojaka varira zavisno od proizvoda (npr. plastična folija –

minimalna količina, dok neki elektronski aparati sadrže više od 50%).

Stabilizatori uključuju vatrootporne tvari da bi se smanjila zapaljivost

materijala.

Mnoge plastične mase sadrže materijale koji čine finalni proizvod lakšim.

Obično su takvi materijali mineralnog porijekla (npr. kreda). Neki su više

hemijski aktivni pa su nazvani pojačivačima.

Pošto su mnogi organski polimeri previše kruti, dodaju im se plastifikatori

(najveća grupa aditiva), uljane supstance. Boje su česti aditivi, iako je njihov

doprinos masi mali.

1600tih godina p.n.e, su se koristile prirodne gume za lopte, gumice, i

figurice. Rane plastike su bio-izvedeni materijali, kao što su jaja i

krvni proteini, koji su organski polimeri. ObraĎeni rogovi stoke su

služili kao prozori za fenjere u srednjem vijeku.

1800-ih je ubrzan razvoj plastike sa Charles Goodyear-ovim otkrićem

vulkanizacije kao načinom dobijanja termoplasta iz prirodne gume.

1900-ih, bakelit, prvi potpuno sintetički termoplast otkrio je belgijski

hemičar Leo Baekeland.

HISTORIJA PLASTIČNIH MASA

bakelit

1933, polietilen su otkrili istraživači Reginald Gibson i Eric Fawcett.

Masovna proizvodnja je počela oko 1940-ih i 1950-ih.

Polipropilen je pronaĎen 1954 i počeo se proizvoditi 1957.

MeĎu najranijim primjerima u valu novih polimera su polistiren (PS) i

polivinil hlorid (PVC), otkriven 1872, ali komercijalno proizveden u kasnim

1920-im. 1954, stiropor (koristi se za izgradnju izolaciju, pakiranja i čaše)

je izmislio Dow Chemical.

Razvoj plastike je došao iz korištenja prirodnih plastičnih materijala (npr.,

žvakaće gume) do upotrebe hemijski modificiranih prirodnih materijala (npr.

gume, nitroceluloza, kolagen, galalite) i na kraju do potpuno sintetičkih

molekula (npr., bakelit, epoksi, polivinil hlorid).

Charles Goodyear

Reginald Gibson

Plastični materijal parkezin je patentirao Alexander Parkes, u Birmingham,

UK 1856.] Otkriven je na velikoj međunarodnoj izložbi u londonu 1862.

Napravljen je iz celuloze tretirane azotnom kiselinom kao otapalom.

PARKEZIN

Prva tzv plastika na bazi sintetičkog polimera je napravljena od fenola i

formaldehida, 1907. Baekeland je otkrio da se kombiniranjem fenola

(C6H5OH) i formaldehida (HCOH) formirala ljepljiva masa, a kasnije je

utvrdio da je materijal mogao se miješa s pepelom drva, azbesta.

Bakelit se koristi za električne i mehaničke dijelove od 1920. Bakelit je

čisto sintetičkig materijal, a ne potiče od žive materije.

BAKELIT

Polistiren je aromatski polimer izgraĎen od monomera stirena i predstavlja

jedan od najčešće korištenih plastičnih materijala. Polistiren je

termoplastični materijal koji je u čvrstom stanju pri sobnoj temperaturi i

prelazi u tečno stanje iznad tačke prelaza u staklo, te nakon hlaĎenja opet

prelazi u čvsto stanje.

Čist polistiren je bezbojna, čvrsta plastika sa ograničenom fleksibilnošću.

Može se izljevati u kalupe i proizvesti kao transparentan ili u boji. Može se

reciklirati. Koristi se za proizvodnju plastičnog posuĎa, CD i DVD kućišta,

kućišta za detektore dima, itd.

PREDSTAVNICI PLASTIČNIH

MASA: POLISTIREN

POLISTIREN

Polivinil hlorid ili PVC je jedna od najkorištenijih vrsta plastike koja se

zbog svoje prilagodljivosti i niske cijene koristi u razne svrhe: kao

ambalaža, za izradu namještaja, igračaka, auto dijelova, medicinskih

pomagala i, najčešće, različitih graĎevinskih materijala.

MeĎutim, upravo zbog svoje raširenosti postaje jedan od gorućih ekoloških

problema, čemu pridonosi i njegova toksičnost u svim fazama od

proizvodnje, preko upotrebe do odlaganja. U smislu donesene dobiti, PVC

je jedan od najvrjednijih proizvoda u hemijskoj industriji. Na svijetu je

preko 50% proizvedenog PVC-a korišteno u graĎevinarstvu.

PREDSTAVNICI PLASTIČNIH

MASA: PVC

Posljednjih nekoliko godina PVC je zamjenjivao tradicionalne graĎevinske

materijale kao što su drvo, beton i glina u mnogim područjima. Ipak je od

nedavno više poticano korištenje zamjenskih materijala, zbog zabrinutosti

za okoliš i zbog toksičnih osobina PVC-a. Često se reciklira.

PVC

Polivinil hlorid je slučajno otkriven barem dva puta u 19. vijeku. Prvi put ga je

otkrio Henri Victor Regnault 1835. godine, a drugi put Eugen Baumann1872.

godine.

Nusprodukt proizvodnje PVC-a su dioksini koji spadaju meĎu najtoksičnije

hemijske spojeve. Već u izuzetno malim količinama uzrokuju tumore,

bolesti endokrinih žlijezda, smanjenje imuniteta, dijabetes, kožne probleme,

te ugrožavaju reproduktivnu sposobnost. I drugi toksični spojevi,

nusprodukti proizvodnje PVC-a, poput etilen dihlorida ili vinil hlorida,

takoĎer se u ispušnim plinovima i otpadnim vodama ispuštaju u okoliš.

PVC

PVC se većinom proizvodi postupkom koji se naziva suspenzioni

postupak polimerizacije. Suspenziona polimerizacija je diskontinuiran proces

koji se odvija u zatvorenom proizvodnom sistemu.

Tečni vinilhlorid (monomer) dispergira se u demineralizovanoj vodi i

polimerizira pomoćuinicijatora polimerizacije uz dodatak sredstva za

održavanja stabilnosti suspenzije. Reakcija polimerizacije započinje raspadom

inicijatora.

Ta reakcija se odvija na temperaturi od 55-75 °C i pritisku od 7-13 bara.

Ukupno trajanje tog procesa je oko 4 do 7 sati.

PVC

Reakcija se prekida pri 85%-tnoj pretvorbi monomera u polimer

dodavanjem inhibitora reakcije u polimerizator. Kako je reakcija

polimerizacije egzotermna, mora se odvoditi toplota da bi se mogla

kontrolisati temperatura samog procesa.

Toplota se odvodi posredstvom plašta polimerizatora. Rashladni mediji su

voda (oko 23 °C) i podhlaĎena voda (oko 5 °C).

PVC

Najlon (eng. nylon) skupno je ime za obitelj umjetnih polimera -

poliamida koje je prvi proizveo američki hemičar Wallace Carothers 28.

veljače 1935. dok je radio za kompaniju Du Pont.

PREDSTAVNICI PLASTIČNIH

MASA: NAJLON

PROIZVODI OD NAJLONA

Naziv guma je prvobitno označavao prirodni kaučuk ili kaučuku slične biljne

tekučine koje kroz sušenje polimeriziraju i stvrdnu u elatičnu tvar.

Guma označava u današnjici uglavno vulkanizirani kaučuk. Materijal koji je

proizveden od prirodnog kaučuka ili sintetskih sirovina uz dodatak

odgovarajućih dodataka i podvrgnut postupkom vulkanizacije.

Guma je danas materijal koji se svestrano koristi.Danas se kaučuk uglavnom

proizvodi umjetno.

PREDSTAVNICI PLASTIČNIH

MASA: GUMA

KAUČUK

Prvu potpuno sintetičku gumu je sintetizirao Sergej Lebedev 1910.

Sintetička guma, uvijek polimer, je bilo koji tip umjetnih elastomera uglavnom

sintetizirana iz naftnih nusproizvoda.

Jedan elastomer je materijal sa mehaničkim potencijalom da može proći mnogo

elastične deformacije pod pritiskom i još uvijek se vratiti u svoju prethodnu

veličinu bez trajne deformacije.

PREDSTAVNICI PLASTIČNIH

MASA: UMJETNA GUMA

Oko 15 milijardi kilograma gume se proizvede godišnje, a za taj iznos dvije

trećine je sintetički. Sintetička guma, ima koristi u automobilskoj industriji za

vrata, crijeva, remenje, matiranje, parket i amortizere.

Zbog svoje nerastvorljivost u vodi i relativne hemijske inertnosti, čista

plastika općenito ima nisku toksičnost. Neki plastični proizvodi sadrže

razne aditive, od kojih neki mogu biti otrovni.

Na primjer, plastifikatori adipati i ftalati se često dodaju krtim plastikama

poput polivinil hlorida kako bi bio savitljiv dovoljno za korištenje u

prehrambenoj ambalaži, igračke i mnoge druge stvari.

TOKSIČNOST

• Poliester (PES) - Vlakna, tekstil.

• Polietilentereftalat (PET) – Boce za gazirana pića, plastične folije,

mikrotalasne ambalaže.

• Polietilen (PE) - Veliki izbor jeftine upotrebe uključujući plastočne vrećice,

plastične boce.

• Polietilen visoke gustoće (HDPE) – Boce za deterdžent i sl.

• Polivinil hlorid (PVC) - Vodovodne cijevi, tuš zavjese, prozori, podovi.

• Poliviniliden hlorid (PVDC) – ambalaže za hranu

• Polietilen niske gustoće (LDPE) - Garnitura za sjedenje, podne pločice, tuš

zavjese, preklop ambalaža.

NAJČEŠĆE KORIŠTENE

PLASTIČNE MASE

POLIESTER

POLIETILENTEREFTALAT

POLIETILEN

Šejto Lejla III-f

RADILA