Materiale Polimerice

Această prezentare necesită JavaScript.

Un polimer este o substanță compusă din molecule cu masă moleculară mare, formate dintr-un număr mare de molecule mici identice, numite monomeri, legate prin legături covalente. Cuvântul provine din limba greacă, πολυ, polu, „mult”; și μέρος, meros, „parte”). Exemple cunoscute de polimeri sunt plasticul, ADN-ul și proteinele. Polimerii se obțin în urma reacției de polimerizare.

Istoric

Cuvântul polimer derivă din grecescul πολυ (poli),însemnând ‘pluri’ și μέρος (meros),însemnând ‘parte’. Termenul a fost adoptat în 1833 de către Jöns Jakob Berzelius, deși definiția polimerului dată de el este destul de diferită față de cea modernă. Începând din anul 1811, chimistul Henri Braconnot s-a axat pe studierea derivatelor celulozei, probabil cea mai importantă parte din știința polimerilor.

Demararea vulcanizării în secolul al XIX-lea a îmbunătățit duritatea latexului sintetic, semnificând popularizarea polimerului semi-sintetic. În 1907,Leo Baekeland a creat primul polimer complet sintetic, bachelita, care a fost făcută publică în 1909.

În afara progreselor semnificative în sintetizarea și caracterizarea polimerilor, o înțelegere corectă a aceastora nu s-a ivit decât în 1920. Înainte de al doilea deceniu al secolului al XIX-lea, oamenii de știință au crezut că polimerii erau grupuri de mici molecule (numite coloide), fără mărimi moleculare bine stabilite, ținute în strânsă legătură de o forță necunoscută, un concept numit ‘teoria asociației’. În 1922, Herman Staudinger a propus teoria lanțurilor atomice de polimeri ținuți alături de legături covalente, o idee care nu a fost acceptată mai bine de un deceniu, dar pentru care Staudinger a primit Premiul Nobel. Lucrările lui Wallance Carothers (1920) au confirmat că polimerii pot fi sintetizați rațional din monomerii care îi constituie. O importantă contribuție în știința polimerilor sintetici a fost adusă de chimistul italian Giulio Natta și de chimistul german Karl Ziegler, care au câștigat Premiul Nobel în chimie, în anul 1963, pentru “catalizatorul Ziegler-Natta”. În ceea ce privește reacția de adiție, un aport important îl are Paul Flory, 1974. Lucrarea sa extinsă în domeniul polimerilor include cinetica polimerizării pas cu pas și a adiției polimerizării, transferul lanțului atomic, volumul inclus ,”Convenția Flory” și “Teorema Flory-Huggins, pentru care i se acordă Premiul Nobel în chimie 1974. Materiale sintetice, precum nylonul,teflonul sau siliconul au format baza pentru o industrie a polimerilor. De asemenea, în acești ani s-a acordat o deosebită importanță sintetizării raționale a polimerilor. Cei mai importanți produși polimeri azi de pe piață sunt sintetici și produși în volume mari. Polimerii sintetici își găsesc astăzi loc în aproape fiecare industrie sau segment de viață.sunt adesea folosiți ca adezivi sau lubrifiante, dar la fel de bine sunt utilizați pentru diverse produse de la jucării până la avioane. Ei au fost implicați într-o mare varietate de aplicații biomedicale, de la dispozitive pentru implanturi, până la droguri.

Domenii de utilizare ale maselor plastice

– Industria de ambalaje este si va ramane si in viitor in lume principalul consumator de materiale plastice. Se estimeaza ca rata de dezvoltare a ambalajelor din plastic va fi in continuare in medie de 10% anual in lume, iar pe tari o dezvoltare proportionala cu produsul national brut. Materialele plastice au patruns adanc in domeniile de utilizare ale sticlei, tablelor si foliilor metalice, extinderea si perfectionarea sistemelor de ambalaje.
– In domeniul materialelor de constructii, masele plastice isi vor continua de asemenea ascensiunea, pe plan mondial atingandu-se ritmuri de crestere a productiei si consumului de 10-15%. Principalele categorii de produse sunt profilele din materiale plastice ca inlocuitor ai tablelor ondulate si profilelor metalice, panourile stratificate, elementele prefabricate cu izolatie termica si fonica din spume poliuretanice, retele sanitare si electice cuprinzand tevi din policlorura de vinil si poliolefine, instalatii sanitare din poliesteri armati, polimeri acrilici sau aliaje din diferite materiale plastice cum ar fi acrilonitrilul, butadiena si stirenul(ABS).
– Electrotehnica si electronica, beneficiari traditionali ai materialelor polimere, au cunoscut o patrundere relativ importanta a maselor plastice, in special polmerii traditionali ca policlorura de vinil, polietilena, polistirenul dar si unele mase plastice speciale cum sunt policarbonatii, poliacetalii, polifenilen oxidul etc.
– Industria constructiilor de masini si autovehicule a inregistrat cel mai inalt ritm de asimilare a mateeialelor plastice: in medie, pe plan mondial, 44% anual. Principalele tipuri de polimeri folositi sunt policlorura de vinil, poliolefinele si polimerii stirenici. Directiile de utilizare a materialelor plastice in constructia de masini se diversifica si se multiplica continuu.
– In agricultura ponderea ce mai mare o detin filmele de polietilena de joasa presiune, folosite pentru mentinerea umiditatii solului, protejarea culturilor in sere si solarii, impermeabilitatea rezervoarelor si canalelor.
– Industria aerospatiala. Conditiile principale impuse materialelor plastice utilizate in acest domeniu sunt: sa reziste la temperaturi ridicate si scazute, sa nu arda, iar daca ard sa nu produca fum. Astfel hublourile avioanelor se confectioneaza din policarbonat rezistent la foc si care are si o exceptionala rezistenta la soc. Pentru cabinele de pasageri se fosesc laminate din rasina epoxidica sau fenolica ranforsate cu fibre de sticla si acoperite cu un strat metalic subtire pentru o cat mai buna rezistenta la foc. La constructia navelor spatiale se utilizeaza placi cu structura sandwich de grafit-rasina epoxidica-bor-aluminiu care rezista la temperaturi ridicate.
– Industria nucleara. Politetrafluoretilena si politriclorfluoretilena, care rezista la compusii fluorurati agresivi cum este si hexaflurura de uraniu, se utilizeaza la instalatiile industriale destinate separarii izotopice a uraniului, ca elemente de legatura pentru pompe si compresoare, conducte, clape de vane etc. Pentru imbunatatirea rezistentei fata de radiatiile beta sau de amestecurile de radiatii si neutroni provenite de la pilele nucleare se utilizeaza polimeri fluorurati (fluoroplaste) grefati radiochimic cu monomeri de stiren, metil-metacrilat etc.

Avantajele maselor plastice:

1. Proprietăţi optice superioare
2. rezistenţă la acţiunea agenţilor chimici
3. rezistenţă mecanică
4. izolatori chimici şi termici
5. preţ de cost redus
6. elasticitate.