Tworzywa Sztuczne i naturalne: Właściwości, Zastosowanie I ich wpływ na środowisko naturalne.

Geneza nazw tworzyw Tworzywa sztuczne to ogólnie przyjęta nazwa materiałów, których podstawowym składnikiem są substancje wielkocząsteczkowe. Ich dawną nazwą jest masa plastyczna, ale i obecnie stosowany plastik jest nieprawidłowy, nie budzi natomiast zastrzeżeń zestawienie konkretnej grupy tworzyw sztucznych z końcówką -plast np. fenoplasty, aminoplasty, fluoroplasty czy duroplasty.

Definicja tworzywa sztucznego Materiały, których podstawowym składnikiem są naturalne lub syntetyczne polimery; tworzywa sztuczne mogą być otrzymywane z czystego polimeru z kopolimerów lub z mieszanek polimerów. Często otrzymuje się je z polimerów modyfikowanych metodami chemicznymi, fizykochemicznymi lub przez dodatek takich substancji, jak: plastyfikatory, wypełniacze , stabilizatory oraz barwniki i pigmenty. Tworzywa sztuczne są potocznie zwane plastikami lub masami plastycznymi.

Historia tworzyw sztucznych na świecie Pierwsze w skali przemysłowej próby chemiczne modyfikowania związków wielkocząsteczkowych rozpoczęto 1850–75. W 1872 w USA otrzymano celuloid, w Niemczech — 1897 uruchomiono produkcję galalitu, a 1904 acetylocelulozy. Pierwszymi syntetycznymi tworzywami sztucznymi były żywice fenolowo-formaldehydowe otrzymane 1872. W 1928–31 rozpoczęto produkcję większości tworzyw poliwinylowych. Pierwsze tworzywa poliamidowe wyprodukowano 1937 w USA, polietylen wysokociśnieniowy w 1939 w Wielkiej Brytanii.

Próby chemiczne USA- otrzymano celuloid i poliformaldehydu. Niemcy- uruchomiono produkcję galalitu. Wielka Brytania- polietylen wysokociśnieniowy. Szwajcaria- wyprodukowanie żywic epoksydowych. Włochy- wyprodukowanie polipropylenu.

Początek przetwórstwa w Polsce W Polsce początek przetwórstwa tworzyw sztucznych nastąpił w 1931 rozpoczęto produkcję folii na opakowania. Szybki rozwój produkcji tworzyw sztucznych w Polsce nastąpił po II wojnie światowej. Są produkowane m.in. tworzywa fenolowo-formaldehydowe, tłoczywa mocznikowe i melaminowe, polimetakrylan metylu, polichlorek winylu, polistyren, polikaprolaktam, poliakrylonitryl, poliuretany, żywice poliestrowe, epoksydowe, silikonowe, polietylen i polipropylen.

Cechy tworzyw sztucznych Tworzywa sztuczne są na ogół : lekkie (gęstość najczęściej ok. 1 g/cm3), mają małą przewodność cieplną, małą wytrzymałość na rozciąganie, mały moduł elastyczności, odporne są na czynniki chemiczne, wilgoć. Wadą większości tworzyw sztucznych jest ich wrażliwość na podwyższoną temperaturę (powyżej 100°C)

Podział tworzyw sztucznych. Tworzywa sztuczne ze względu na własności fizyczne i technologiczne dzielimy na trzy grupy: termoplastyczne, termoutwardzalne elastomery.

Do najważniejszych tworzyw termoplastycznych zaliczamy: Polistyren produkt polimeryzacji styrenu, bezbarwne, przezroczyste ciało stałe, kruche, odporne na działanie kwasów (z wyjątkiem kwasu azotowego HNO3), zasad, alkoholi, olejów, ma dobre właściwości dielektryczne, małą odporność cieplną, jest palny. Stosowany jest do wyrobu materiałów elektroizolacyjnych, części samochodów, rowerów, lodówek, naczyń, pojemników, zabawek, galanterii. Z polistyrenu można także otrzymać styropian.

Poliamidy są w znacznym stopniu krystaliczne, bezbarwne lub kremowe, dają się łatwo barwić, są trudno ścieralne, wytrzymałe mechanicznie, są termoplastami, mają wysoką temp. topnienia (180- 270°C). Nie są odporne na działanie kwasów i stężonych zasad. Z poliamidów produkuje się: koła zębate, łożyska, części maszyn, rury ciśnieniowe do cieczy, folie opakowaniowe, żyłki wędkarskie, sztuczne kości i ścięgna, włókna itp.

Polimetakrylan metylu doskonale przeźroczyste tworzywo, łatwo daje się kształtować, polerować i obrabiać mechanicznie, wytwarzany jest w postaci płyt, bloków, prętów i rur, stosowany jest na szyby lotnicze i samochodowe, soczewki, reflektory, artykuły gospodarstwa domowego, elementy maszyn biurowych i instrumentów muzycznych, elementy dekoracyjne itp.

Polichlorek winylu produkt polimeryzacji chlorku winyl, czysty PVC jest twardy, niepalny, odporny na działanie rozcieńczonych kwasów i zasad, alkoholi, benzyny, rozpuszcza się w wielu rozpuszczalnikach organicznych, ma dobre właściwości dielektryczne, małą odporność cieplną, ulega rozkładowi pod wpływem ciepła i światła. Znajduje zastosowanie w produkcji rur, armatury sanitarnej, elementów budowlanych, przyborów kreślarskich, opakowań, uszczelek, wykładzin podłogowych i tapicerskich, powłok ochronnych, folii ubraniowych i galanteryjnych, sztucznej skóry, cewników, drenów.

Polietylen jest tworzywem o doskonałych właściwościach dielektrycznych, znacznej elastyczności i udarności, dobrych właściwościach mechanicznych, dużej odporności na działanie kwasów, zasad, soli i większości związków organicznych. Stosuje się głównie do produkcji folii, powłok kablowych do prądów dużej częstotliwości, płyt, rur do wody pitnej, ścieków i dla przemysłu chemicznego, elementów sprzętu gospodarstwa domowego, zabawek. Główną wadą jest kruchość i niemożność powtórnego formowania.

Aminoplasty są tworzywami termoutwardzalnymi, wyroby z nich cechuje twardość, sztywność, odporność na działanie wody i rozpuszczalników, odporność cieplna (100-120°C), bezwonność i bezbarwność, możliwość dowolnego barwienia. Stosowane są w postaci tłoczyw, laminatów, tworzyw piankowych, klejów do drewna, wyrobów lakierniczych i żywic technicznych do uszlachetniania w papiernictwie, włókiennictwie i garbarstwie.

Żywice silikonowe wielkocząsteczkowe związki krzemu, o bardzo zróżnicowanych własnościach (elastyczne, twarde i bardzo twarde), stosowane w postaci tłoczyw (na kształtki elektroizolacyjne), laminatów na nośniku z włókien szklanych lub azbestowych (elementy transformatorów i maszyn elektrycznych) oraz lakierów. Elastomery - tworzywa o dobrych właściwościach sprężystych. W skład tej grupy wchodzi guma oraz sztuczny i naturalny kauczuk.

Guma jest produktem wulkanizacji kauczuku naturalnego lub sztucznego z siarką, przyspieszaczami i aktywatorami. Dobierając odpowiednie składniki można produkować gumę miękką i twardą, odporną na ścieranie, odporną na działanie paliw i smarów, kwasów i gazów. Zastosowanie gumy jest olbrzymie: opony, dętki, węże gumowe, uszczelki, odzież i obuwie wodoodporne, rękawice gumowe itp.

Zastosowanie tworzyw materiały opakowaniowe: Są to różne folie, np. worki samonośne, różne torby i torebki, folia do pakowania mleka w budownictwie: wykładziny podłogowe, ramy okienne i drzwiowe, płyty z laminatów poliestrowych w gospodarstwie: sprzęt kuchenny, wyroby toaletowe w okulistyce: szkła kontaktowe w chirurgii: nici

Tworzywa sztuczne jako materiał opakowaniowy Tradycyjne materiały opakowaniowe (drewno, szkło i metale) wypierane są przez tworzywa sztuczne, z których wytwarza się 20 - 25% opakowań. Są to różne folie, np. worki samonośne, torebki, folia do pakowania mleka, kubki, tacki, sztućce, butelki i opakowania na leki, taśmy samoprzylepne, kolorowe sznurki, zatrzaski i spinacze.

Tworzywa sztuczne w budownictwie Tworzywa sztuczne nie są dotychczas podstawowym materiałem konstrukcyjnym. Natomiast domeną tworzyw sztucznych w budownictwie jest wyposażenie wnętrz - wykładziny podłogowe, ramy okienne i drzwiowe oraz pokrycia dachowe - płyty z laminatów poliestrowych, płyty PCW i PMM jako świetliki. Nowością są tapety samoprzylepne z warstwą pianki. Podobne funkcje spełniają płyty styropianowe.

Tworzywa sztuczne w gospodarstwie domowym Podobnie jak w medycynie podlegają ścisłej kontroli władz sanitarnych. Dotyczy to nie tylko sprzętu kuchennego, ale i wyrobów toaletowych oraz materiałów będących jedynie wyposażeniem mieszkaniowym. Są to urządzenia funkcjonalne, ułatwiające przygotowanie posiłków i ich spożywanie.

Tworzywa sztuczne w medycynie Specjalną pozycję zajmują włókna sztuczne w medycynie. Cewniki, dreny, a z najbardziej skomplikowanych wyrobów sztuczna nerka. Z tworzyw sztucznych wykonane są pojemniki ułatwiające dozowanie leku. Z innych zastosowań tworzyw sztucznych w medycynie wymienić należy ortopedię, protetykę, chirurgię plastyczną, transport ciężko chorych

Tworzywa sztuczne w rolnictwie Tworzywa sztuczne w rolnictwie spełniają różnorodne funkcje np. folia z polietylenu (PE) zwiększyła możliwości upraw cieplarnianych. Do wykładania silosów z kiszonkami, zabezpieczania przed wilgocią stoków i kopców z produktami rolnymi stosuje się folię z polichlorku winylu (PCW). Rury zwłaszcza z PE służą do doprowadzania wody.

Tworzywa naturalne to grupa materiałów pozyskiwanych ze źródeł naturalnych, których nie otrzymuje się na drodze syntezy chemicznej, czy innych, bardzo złożonych procesów technologicznych. Materiały naturalne przystosowuje się do praktycznego użycia tylko poprzez proste procesy fizyczne - takie jak ciecie, skrawanie, miażdżenie, mielenie, mieszanie itp.

Do materiałów naturalnych zalicza się m.in.: Materiały mineralne: azbest gips cement beton szkło wata szklana

Materiały drewnopochodne: papier lignina

Włókna naturalne: jedwab bawełna len wełna

Źródło informacji Internet Wyk. Klaudia Ngo Ngoc Źródło informacji Internet