Povratak na popis lekcija - kemija 8
Video

Plastične mase sintetički su polimeri bez kojih je danas teško zamisliti život, a glavna sirovina za njihovu proizvodnju je nafta. Za razliku od prirodnih polimera poput škroba, celuloze, glikogena, proteina i nukleinskih kiselina, sintetički polimeri dobivaju su u kemijskim laboratorijima i kažemo da su umjetnog porijekla. Općenito, polimeri su velike molekule izgrađene od mnogo međusobno povezanih malih molekula – monomera. Nastaju reakcijom polimerizacije tj. sinteze pri kojoj se monomeri povezuju u dugačke lance. Pojednostavljeno, ako A predstavlja monomer, polimer možemo prikazati kao dugački lanac načinjen od međusobno povezanih monomera A.

...A-A-A-A-A-A-A-A...

Polimere koji su izgrađeni od samo jedne vrste monomera nazivamo homopolimeri, a one izgrađene od dvaju ili više različitih vrsta monomera nazivamo kopolimerima.

Kopolimer možemo zamisliti kao dugački lanac, nastao naizmjeničnim povezivanjem dvaju različitih monomera, na primjer A i B.

...A-B-A-B-A-B-A-B-A-B...

Poznato je nekoliko tisuća različitih vrsta polimera, a njihova imena često su vrlo dugačka. Stoga je uobičajeno pisanje kratica, najčešće prema njihovom osnovnom kemijskom sastavu. Te oznake ujedno pomažu kod razvrstavanja plastičnih masa prije njihova recikliranja. Sintetički polimeri danas zamjenjuju materijale poput stakla, keramike, metala, kože, drveta, i koriste se pri izradi gotovo svega čime se danas služimo.

S obzirom na vrstu monomera i načinu njihova povezivanja sintetičke polimere možemo podijeliti u tri velike skupine: plastomere, duromere i elastomere.

Plastomeri tj. termoplasti izgrađeni su od nekoliko stotina do nekoliko tisuća međusobno povezanih monomera. Struktura im je linearna ili razgranata. To su mekani materijali koji zagrijavanjem omekšaju ili se tale, a hlađenjem očvrsnu ne mijenjajući svojstva. Mogu se oblikovati više puta. Nabrojat ćemo nekoliko tipičnih predstavnika plastomera.

Najviše upotrebljavan plastomer je polieten (PE). Dobiva se nakon što se pri određenom tlaku i temperaturi, uz prisutnost katalizatora, međusobno povežu molekule etena. Dakle, polieten je homopolimer jer je izgrađen od samo jedne vrste monomera.

katalizator

n (CH2CH2) → (CH2CH2)n

Ovisno o primjenjenom tlaku tijekom proizvodnje mogu se dobiti dvije vrste polietena:

  1. polieten niske gustoće (PE–LD). Njegova struktura je razgranata i manje je gustoće od vode. Od polietena niske gustoće izrađuju se tanke folije od kojih se proizvode npr. vrećice za zamrzavanje, zatim vrećice za kruh i ostalo.
  2. polieten visoke gustoće (PE–HD), ima linearnu strukturu i veće je gustoće od vode. Od polietena visoke gustoće izrađuje se ambalaža za detergente, boce za mlijeko, lijekove i slično.

Polipropen (PP) je homopolimer koji se dobiva polimerizacijom propena. Koristi se za izradu posuđa, igračaka, tekstila i ostalog.

Polistiren (PS) se koristi za proizvodnju čašica za mliječne proizvode, šalica za kavu iz aparata, pribora za jelo i sl.

Poli(vinil-klorid) (PVC) je krhka čvrsta masa kojoj se dodaju različita sredstva npr. omekšivači, punila, boje, materijali za zaštitu od vatre i slično, kako bi mu se poboljšala svojstva ovisno o namjeni. PVC se tako upotrebljava za izradu kišnih kabanica, ribarskih mreža, užadi za brodove, cijevi, izolaciju električnih vodova, potplata i sl.

Poli(etilen-tetraftalat) (PET) je kopolimer koji se najviše koristi za izradu boca za bezalkoholne napitke poput coca-cole i ostalih.

Duromeri tj. duroplasti su polimeri guste mrežaste strukture. Odlikuju se velikom čvrstoćom, jer se lanci međusobno povezuju poprečenim vezama. Mekani su samo u fazi dok se oblikuju. Ponovnim zagrijavanjem ne omekšavaju, tako da ih nije moguće nanovo taliti i preoblikovati. Nisu osjetljivi na promjenu temperature. Od duroplasta su izrađene npr. utičnice i prekidači za električnu struju, školjke automobila i brodova.

Elastomeri su polimeri s djelomično umreženom strukturom. Daju se savijati i rastezati, a nakon prestanka djelovanja sile poprimaju prvotni oblik. Grijanjem ne mijenjaju svojstva. Mogu omekšati, ali se neće rastaliti. Od elastomera se izrađuju spužve za brisanje, odjevna guma itd. Kaučuk iz kojeg se dobiva guma, tipični je predstavnik prirodnog polimera izgrađenog od nezasićenog ugljikovodika izoprena. Prirodna guma je na sobnoj temperaturi plastična i ljepljiva, a da bi se dobila guma kakvu poznajemo, prirodni kaučuk se zagrijava uz 1 do 2% sumpora. Taj se proces naziva vulkanizacija. Potreba za gumom je prevelika da bi se njena proizvodnja temeljila samo na kaučuku. Stoga je guma kojom se koristimo uglavnom sintetička.

Koje su prednosti, a koji nedostaci sintetičkih polimera?

Prednosti sintetičkih polimera pred prirodnim materijalima koje najčešće zamjenjuju su: otpornost na vodu, kemikalije i koroziju, dobri su toplinski, zvučni i električni izolatori, lagani su i lako se oblikuju uz minimalnu količinu materijala.

Nedostatci sintetičkih polimera su loša mehanička svojstva i osjetljivost na visoku temperaturu. Veliki nedostatak plastitike je i

njezina biološka nerazgradivost. Po zauzimanju prostora ona čini oko 30% svih otpadnih tvari, a budući da nije biološki razgradiva predstavlja veliku opasnost za okoliš. Nekontroliranim spaljivanjem plastike, razvijaju se otrovni plinovi koji zagađuju atmosferu.

Zbog toga se danas plastika sve više reciklira. Recikliranje je izdvajanje i obrada materijala iz otpada poput: plastike, metala, papira i stakla, kojom se dobiju sirovine za ponovnu upotrebu. Ekonomski je isplativije reciklirati otpad, nego te materijale iznova proizvoditi iz prirodnih resursa. Na taj se način čuva okoliš od zagađenja i štede prirodna bogatstva.

Plastične mase:

-sintetički polimeri, dakle dobiveni umjetnim putem

-razlikuju se po vrsti i načinu vezanja monomera

-dobivaju se reakcijom polimerizacije (povezivanje manjih molekula u veliku)

-lagane su i dugotrajne, otporne na vlagu, kemikalije

-mogu se preraditi (jednostavno i učinkovito) ili reciklirati

Polimer je velika molekula izgrađena od puno malih molekula, monomera

Vulkanizacija je postupak kojim se u kaučuk dodaje 1 – 2% sumpora da bi se dobila čvršća struktura koju nazivamo guma.

Plastika je u usporedbi s drugim materijalima, kao što su metali, staklo ili keramika, jako lagana. Upotrebom plastike u izradi automobila, aviona, vlakova, autobusa i kamiona smanjuje se potrošnja goriva. Npr. osobno vozilo koje je zbog upotrebe plastičnih dijelova lakše 100 kg, troši 0,6 litara goriva manje na 100 km.

Kevlar je sintetički kopolimer koji je dobiven polimerizacijom tereftalne kiseline i benzendiamida. Čvrst je kao čelik, ali je od njega puno lakši. Stoga se koristi za izradu pancirnih prsluka koji služe za zaštitu od metaka ili npr. za proizvodnju užadi za brodove.

Bakelit – je prva plastična masa koja se počela industrijski proizvoditi početkom 20 st. Od bakelita su se u početku izrađivale kuglice za bilijar i kućišta za Kodakove kamere. Bakelit je kopolimer izgrađen od dvije vrste monomera: fenola i formaldehida.

Koja se od navedenih skupina sintetičkih polimera može ponovno preraditi:

elastomeri
duromeri
plastomeri

Reakcija dobivanja plastičnih masa naziva se:

karbonizacija
saponifikacija
polimerizacija

U sintetičke polimere ne ubrajamo:

kaučuk
polieten
polistiren

Vrećice za zamrzavanje načinjene su od:

polietena visoke gustoće
polietena niske gustoće
teflona

Vulkanizacija je:

zagrijavanje prirodnog kaučuka s vulkanskim mineralima
zagrijavanje prirodnog kaučuka s ugljenom
zagrijavanje prirodnog kaučuka sa sumporom


Warning: Table './eduvizija/watchdog' is marked as crashed and last (automatic?) repair failed query: INSERT INTO watchdog (uid, type, message, variables, severity, link, location, referer, hostname, timestamp) VALUES (0, 'php', '%message in %file on line %line.', 'a:4:{s:6:\"%error\";s:12:\"user warning\";s:8:\"%message\";s:342:\"Table './eduvizija/accesslog' is marked as crashed and last (automatic?) repair failed\nquery: INSERT INTO accesslog (title, path, url, hostname, uid, sid, timer, timestamp) values('Plastične mase', 'node/1762', '', '3.229.118.253', 0, 'otqh7k687661vbgrajphfcotv2', 138, 1582856070)\";s:5:\"%file\";s:69:\"/var/www/eduvizija/htdocs/portal/modules/statistics/statistics.module\";s:5:\"%line\";i:63;}', 3, '', 'http://www.eduvizija.hr/portal/lekcija/8-razr in /var/www/eduvizija/htdocs/portal/includes/database.mysql.inc on line 135