Odzież i opakowania (1 Rodzaje tworzyw sztucznych) nazewnictwo, polimery naturalne i modyfikowane, termoplasty i duroplasty

Tworzywa sztuczne Tworzywa sztuczne – materiały, których głównym składnikiem są związki wielkocząsteczkowe (polimery, polikondensaty), Polimery i polikondensaty zbudowane są z powtarzających się merów Polimeryzacja – reakcja łączenia się prostych cząsteczek związków chemicznych o małych masach cząsteczkowych (monomerów) w związki wielkocząsteczkowe bez wydzielania produktu ubocznego Polikondensacja – proces przebiega podobnie jak reakcje polimeryzacji jednak powstają produkty uboczne, tj. cząsteczki prostych związków nieorganicznych (H2O, NH3)

Tworzywa sztuczne (cd) Monomerami są pojedyncze cząsteczki zw. organicznych – węglowodorów niensyconych (CH2=CH2, CH2=CH- CH3, CH≡CH) oraz ich pochodne Polimeryzacja przebiega w 3-ch etapach: Aktywacja monomeru Wzrost – połączenie następnych cząsteczek monomerów Zakończenie procesu po wyczerpaniu się monomerów

Monomery i mery (mery) CH2 = CH2 ( - CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2- CH2 - ) CH3 - CH= CH2 (- CH – CH2 – CH – CH2 - ) | | CH3 CH3 CHCl = CH2 ( - CH – CH2 – CH – CH2 - ) | | Cl Cl CH ≡ CH (- CH = CH – CH = CH – CH = CH - ) CF2 = CF2 (- CF2 – CF2 – CF2 – CF2 - )

Klasyfikacja polimerów Polimery Naturalne Modyfikowane Syntetyczne Występują w środowisku przyrodniczym: Kauczuk naturalny, Celuloza (bawełna, len), Białka (polipeptydy), jedwab naturalny, wełna, włosy, Kwasy nukleinowe (DNA, RNA) Otrzymane przez modyfikacje polimerów naturalnych: Octan celulozy (sztuczny jedwab), Galalit tworzywo sztuczne otrzymywane z kazeiny, która zostaje poddana procesowi homogenizacji i zahartowana w formalinie Otrzymane ze związków chemicznych w procesach polimeryzacji lub polikondensacji: Polietylen, Polipropylrn, Polistryren (styropian) Poli(chlorek winylu) Żywica fenylowoformaldehydowa Żywica fenylowomocznikowa Dodatki zmieniające właściwości fizyczne i użytkowe: plastyfikatory, utwardzacze, wypełniacze, barwniki

Nazewnictwo Nazwa polska Skrót/ symbol Wzór polimeru Polietylen PE -(CH2-CH2)-n Polipropylen PP -(CH2 – CH)-n | CH3 Poli(chloerek winylu) PVC/PCW, PCV -(CH2- CH)-n Cl Politetrafluoroetylen PTFE -(CF2 – CF2)-n Polistyren (styropian) PS -(CH2 – CH-)n C6H5 Poli(tereftalen etylenu) PET O O // // -(O- CH2 – CH2 – O – C – C6H4 – C-)n

Polimery naturalne i modyfikowane – kauczuk i guma Kauczuk – otrzymywany z soku mlecznego (lateks) kauczukowca brazylijskiego Cząsteczki kauczuku są skręcone i tworzą pętle, stąd jest elastyczny ale mało wytrzymały (cząsteczki nie są ze sobą powiązane) Stosuje się do produkcji jednorazowych rękawic lateksowych CH3 | - [CH2 – CH = CH – CH2 ] – n

Wulkanizacja kauczuku – guma, bakelit Wulkanizacja – proces polegający na ogrzewaniu kauczuku z siarką, efektem reakcji jest powstawanie wiązań miedzy poszczególnym cząsteczkami kauczuku, po dodaniu sadzy guma uzyskuje większą odporność na ścieranie i wysoką temp. CH3 H3C S - | | | -[CH2–CH=CH–CH2]–n -[CH2–CH-CH–CH2]–n T | + S  S -[CH2–CH=CH–CH2]–n | | -[CH2–CH-CH–CH2]–n CH3 | | H3C S -

Polimery naturalne i modyfikowane - celuloza i celuloza modyfikowana Celuloza – naturalny polikondensat glukozy (bawełna, włókna lniane, konopne) Celuloza modyfikowana: Octan celulozy – acetyloceluloza (CH3-COO-): niepalny i bezbarwny, folie stosuje się do produkcji błon fotograficznych i filmowych, produkcja klejów, lakierów, jedwabiu sztucznego, daje się barwić Azotan(V) celulozy – celuloid (NO3-): łatwo palny, stosuje się do produkcji materiałów wybuchowych (proch bezdymny do amunicji snajperskiej), daje barwić, produkcja grzebieni, guzików, zabawek

Polipeptyd – nić pajęcza Naturalny polikondensat białkowy bardzo elastyczny (długość zwiększa do 40%), o wytrzymałości stali kilkadziesiąt razy cieńszy od włosa.

Termoplasty i duroplasty Termoplasty – tworzywa, która w podwyższonej temp. miękną i topią się, po ochłodzeniu twardnieją, mogą być przetwarzane wielokrotnie, łańcuchy polimerów nie są ze sobą połączone Duroplasty – tworzywa, które po uformowaniu nie mogą być ponownie topione i formowane, między łańcuchami polimerów występują wiązania chemiczne, ogrzewane ulegają rozkładowi Termoplasty PE – polietylen, PP – polipropylen, PS – polistyren, PCW- poli(chlorek winylu), PET – poli(tereftalen etylenu), PMMA – poli(metakrylan metylu) PTFE – politetrafluoroetylen, PC – poliwęglany, PU – poliuretany, PA – poliamidy Duroplasty PUR – pianki poliuretanowe, poliestry nienasycone (żywice poliestrowe)