Definice

Historický odkaz

Věda o polymerech

Polymerizace

Typy polymerace

Historická data

Syntetický polymery. Umělé polymerní materiály

Polyethylen

Polystyren

Polyvinyl chlorid

Plasty

Klasifikace polymery

Vlastnosti polymerů

Biopolymery

Nukleové kyseliny

Polysacharidy

Celulóza

Škrob

Polykondenzace

Lineární a trojrozměrná polykondenzace

Hlavní průmyslové skupiny polymerů syntetizovaných polykondenzací

Polykondenzace v chemii přírodních látek

Polyamidy

Polykarbonáty

Polyestery

Polymerázová řetězová reakce

Příběh

Provádění PCR

Reakční složky

Kopolymery

Polyuretany

Účtenka

Vlastnosti

Polymer z tekutých krystalů

Elastomer

Termoplasty

Polymer je(z řeckého πολύ- - „mnoho“ a μέρος - „část“) - vysokomolekulární sloučenina, látka s velkou molekulovou hmotností (od několika tisíc do několika milionů), sestává z velkého počtu opakujících se atomových skupin stejná nebo odlišná struktura - základní jednotky, propojené chemickými nebo koordinačními vazbami do dlouhých lineárních (například celulóza) nebo rozvětvených (například amylopektin) řetězců, stejně jako prostorové trojrozměrné struktury.

Často ve své struktuře lze rozlišit monomer - opakující se strukturní fragment, který obsahuje několik atomů. Polymery se skládají z velkého počtu opakujících se skupin (jednotek) stejné struktury, např. polyvinylchlorid (-CH2-CHCl-)n, přírodní kaučuk atd. Vysokomolekulární sloučeniny, jejichž molekuly obsahují několik typů opakujících se skupin , se nazývají kopolymery.

Polymer se tvoří z monomerů jako výsledek polymeračních nebo polykondenzačních reakcí. Polymery zahrnují četné přírodní sloučeniny: proteiny, nukleové kyseliny, polysacharidy, kaučuk a další organické látky. Ve většině případů se tento pojem týká organických sloučenin, ale existuje také mnoho anorganických polymerů. Velké množství polymerů se získává synteticky na základě nejjednodušších sloučenin prvků přírodního původu pomocí polymeračních reakcí, polykondenzace a chemických přeměn. Názvy polymerů jsou tvořeny z názvu monomeru s předponou poly-: polyethylen, polypropylen, polyvinylacetát...

Pro své cenné vlastnosti se polymery používají ve strojírenství, textilním průmyslu, zemědělství a medicíně, automobilovém a lodním stavitelství a v každodenním životě (textilní a kožené zboží, nádobí, lepidla a laky, šperky a další předměty). Gumy, vlákna, plasty, filmy a nátěry. Všechny tkáně živých organismů jsou vysokomolekulární sloučeniny.

Historický odkaz

Termín „polymerismus“ zavedl do vědy J. Berzelius v roce 1833 pro označení zvláštního typu izomerie, ve kterém mají látky (polymery) stejného složení různé molekulové hmotnosti, např. ethylen a butylen, kyslík a ozón. Obsah termínu tedy neodpovídal moderním představám o polymerech, „pravé“ syntetické polymery v té době ještě nebyly známy.

Řada P. byla zřejmě získána již v 1. polovině 19. století. Chemici se však tehdy většinou snažili potlačit polymeraci a polykondenzaci, což vedlo k „resinizaci“ produktů hl. chemická reakce, tedy vlastně ke vzniku P. (dosud se P. často říkalo „pryskyřice“). První zmínky o syntetickém P. pocházejí z roku 1838 (polyvinylidenchlorid) a 1839 (polystyren).

P. chemie vznikla teprve v souvislosti s vytvořením teorie chemické struktury A. M. Butlerova (počátek 60. let 19. století). A. M. Butlerov studoval vztah mezi strukturou a relativní stabilitou molekul, projevující se v polymeračních reakcích. K dalšímu rozvoji vědy o kaučuku (do konce 20. let 20. století) došlo především díky intenzivnímu hledání metod syntézy kaučuku, na kterém se podíleli přední vědci mnoha zemí (G. Bushard, W. Tilden, a německý vědec K. Harries, I. L. Kondakov, S. V. Lebeděv aj.). Ve 30. letech byla prokázána existence volných radikálů (G. Staudinger a další) a iontových (americký vědec F. Whitmore a další) polymeračních mechanismů. Ve vývoji myšlenek o polykondenzaci sehrála hlavní roli díla W. Carotherse.

Od počátku 20. let. 20. století Rozvíjejí se i teoretické představy o struktuře polymerů, zpočátku se předpokládalo, že biopolymery jako celulóza, škrob, kaučuk, proteiny, ale i některé jim svými vlastnostmi podobné syntetické polymery (například polyisopren), se skládají z malých molekul. s neobvyklou schopností asociovat v roztoku do komplexů koloidní povahy díky nekovalentním vazbám (teorie „malých bloků“). Autorem zásadně nového pojetí polymerů jako látek skládajících se z makromolekul, částic neobvykle velké molekulové hmotnosti, byl G. Staudinger. Vítězství myšlenek tohoto vědce (začátkem 40. let 20. století) nás přimělo považovat P. za kvalitativně nový předmět studia chemie a fyziky.

Věda o polymerech

Věda o polymerech se začala vyvíjet jako samostatná oblast vědění na začátku druhé světové války a jako jeden celek se zformovala v 50. letech. století, kdy byla realizována role polymerů ve vývoji technického pokroku a života biologických objektů. Úzce souvisí s fyzikou, fyzikální, koloidní a organickou chemií a lze ji považovat za jeden ze základních základů moderní molekulární biologie, jejímž předmětem studia jsou biopolymery.

Polymerizace

Polymerizace (řecky polymery - skládající se z mnoha částí) - vznik vysokomolekulární látky (polymeru) opakovaným přidáváním molekul nízkomolekulární látky (monomer, oligomer) do aktivních center v rostoucí molekule polymeru. Molekula monomeru, která je součástí polymeru, tvoří tzv. monomerní jednotka. Elementární složení ( molekulární vzorce) monomer a polymer jsou přibližně stejné.

Typicky jsou monomery sloučeniny obsahující vícenásobné vazby, které jsou schopny se otevřít za účelem vytvoření nových vazeb s jinými molekulami, což zajišťuje růst řetězců.

Polymerizační mechanismus obvykle zahrnuje řadu souvisejících kroků:

Iniciace - generování aktivních polymeračních center;

Růst (pokračování) řetězce - proces konzistentní přistoupení molekuly monomeru do center;

Přenos řetězce je přenos aktivního centra na jinou molekulu;

Větvení řetězce je vytvoření několika aktivních center z jednoho;

Přetržení řetězu znamená smrt aktivních center.

Typy polymerace

1. Klasifikace polymerace může být založena na různé znaky:

Počet typů molekul monomerů:

Homopolymerace je polymerace identických monomerů;

Kopolymerace je polymerace dvou nebo více různých monomerů.

2. Povaha aktivního centra a mechanismu proces:

Radikálová polymerace - aktivními centry jsou volné radikály;

Iontová polymerace - aktivní centra ionty nebo polarizované molekuly;

3. Fázový stav monomerů:

polymerace v plynné fázi;

polymerace v kapalné fázi;

Polymerizace v pevné fázi.

4. Struktura regionu, ve kterém jsou soustředěna aktivní centra:

Objemová polymerace - polymerace v celém objemu monomeru;

Frontální polymerace - polymerace v úzkém šíření fronty;

Emulzní polymerace je polymerace na povrchu vysoce dispergovaných monomerních částic v emulzi.

5. Způsob zahájení:

fotopolymerizace;

Tepelná polymerace;

Radiační polymerace atd.

6. Strukturní vlastnosti výsledného polymeru:

Stereoregulární polymerace - polymerace za vzniku polymerů s uspořádanou prostorovou strukturou;

7. Technologické vlastnosti polymerace:

Polymerace při vysoký krevní tlak atd.

8. Chemická podstata monomerů:

Polymerace olefinů atd.

Základem chemických přeměn polymerů je nahrazení některých funkční skupiny na jiné, ke kterému dochází bez změny stupně polymerace.

Historický data

Polymerace byla objevena v polovině 19. století téměř současně s izolací prvních monomerů schopných polymerace (styren, isopren, vinylchlorid, kyselina metakrylová aj.). Podstata polymerace jako řetězového procesu tvorby pravých chemických vazeb mezi molekulami monomerů však byla pochopena až ve 20.–30. XX století díky práce G. Staudinger, S. V. Lebeděv, B. V. Byzov, K. Ziegler. V roce 1922 chemik Staudinger dokázal, že polymery jsou sloučeniny skládající se z velkých molekul, jejichž atomy jsou spojeny kovalentními vazbami.

Syntetické polymery. Umělé polymerní materiály

Přírodní polymerní materiály člověk ve svém životě používá odedávna. Jsou to kůže, kožešiny, vlna, hedvábí atd., používané k výrobě oděvů, různá pojiva (cement, vápno, hlína), která při vhodném zpracování tvoří trojrozměrná polymerová tělesa, hojně využívaná jako stavební materiály. Vývoj řetězových polymerů však začal již na počátku 20. století, i když předpoklady pro to byly vytvořeny již dříve.

Skoro ihned průmyslová produkce Oblast polymerů se vyvíjela dvěma směry – zpracováním přírodních organických polymerů na umělé polymerní materiály a výrobou syntetických polymerů z organických nízkomolekulárních sloučenin.

V prvním případě je velkovýroba založena na celulóze. První polymerní materiál z fyzikálně modifikované celulózy - celuloid - byl získán na počátku 20. století. Velkosériová výroba éterů a esterů celulózy byla založena před a po druhé světové válce války a existuje dodnes. Používají se k výrobě filmů, vláken, barev a zahušťovadel. Je třeba poznamenat, že rozvoj kinematografie a fotografie byl možný pouze díky nástupu průhledné nitrocelulózové fólie.

Výroba syntetických polymerů začala v roce 1906, kdy si L. Baekeland nechal patentovat tzv. bakelitovou pryskyřici - produkt kondenzace fenolu a formaldehydu, který se zahřátím změní na trojrozměrný polymer. Po desetiletí se z něj vyráběly kryty elektrospotřebičů, baterií, televizorů, zásuvek atd. a nyní se častěji používá jako pojivo a lepidlo.

Díky úsilí Henryho Forda před první světovou válkou válka Začal prudký rozvoj automobilového průmyslu, nejprve na bázi přírodního, poté i syntetického kaučuku. Výroba posledně jmenovaného byla zvládnuta v předvečer druhé světové války ve Svazu sovětských socialistických republik (), Anglii, Německé republice a USA. Během stejných let to bylo zvládnuto průmyslová produkce polystyren a polyvinylchlorid, což jsou vynikající elektroizolační materiály, stejně jako polymetylmetakrylát – bez organického skla zvaného „plexisklo“ by hromadná stavba letadel za války nebyla možná.

Po válce se obnovila výroba polyamidového vlákna a tkanin (nylon, nylon), která začala před válkou. V 50. letech XX století Bylo vyvinuto polyesterové vlákno a zvládnuta výroba tkanin na jeho bázi pod názvem lavsan nebo polyethylentereftalát. Polypropylen a nitron - umělá vlna z polyakrylonitrilu uzavírá výčet syntetických vláken, která se používají moderní muž na oblečení a výrobní činnosti. V prvním případě se tato vlákna velmi často kombinují s přírodními vlákny z celulózy nebo bílkovin ( bavlna, vlna, hedvábí). Epochální událostí ve světě polymerů byl objev v polovině 50. let 20. století a prudký průmyslový rozvoj katalyzátorů Ziegler-Natta, který vedl ke vzniku polymerních materiálů na bázi polyolefinů a především polypropylenu a polyethylenu. nízký tlak(předtím byla zvládnuta výroba polyethylenu při tlaku cca 1000 atm), stejně jako stereoregulární polymery schopné krystalizace. Poté byly do sériové výroby zavedeny polyuretany - nejběžnější tmely, adhezivní a porézní měkké materiály (pěnová pryž), dále polysiloxany - organoprvkové polymery, které mají oproti organickým polymerům vyšší tepelnou odolnost a elasticitu.

Výčet doplňují tzv. unikátní polymery syntetizované v 60.-70. XX století Tyto zahrnují aromatické polyamidy, polyimidy, polyestery, polyetherketony atd.; Nepostradatelnou vlastností těchto polymerů je přítomnost aromatických kruhů a (nebo) aromatických kondenzovaných struktur. Vyznačují se kombinací mimořádné pevnosti a tepelné odolnosti.

Polyethylen

Termoplastický polymer bílý. Polyethylen je polymer ethylenu (ethenu).

V průmysl vyrábí se polymerací ethylenu za vysokého tlaku a nízkého nebo středního tlaku. Struktura a vlastnosti polyethylenu jsou dány způsobem jeho výroby. Průměrná molekulová hmotnost nejběžnějších značek je 30-800 tisíc; stupeň krystalinity a hustota při 20 °C jsou 50 % a 0,918-0,930 g/cm3 pro nízkohustotní polyethylen a 75-90 % a 0,955-0,968 g/cm3 pro vysokohustotní polyethylen. S rostoucí hustotou se zvyšuje tvrdost, modul v ohybu, mez kluzu a chemická odolnost. Polyethylen kombinuje vysokou pevnost v tahu (10-45 MN/m2 nebo 100-450 kgf/cm2) s elasticitou (tažnost 500-1000 %). Má dobré elektroizolační vlastnosti (např. tangens dielektrické ztráty je 2Х10-4-4Ч10-4 při teplotách od -120 do 120? C a frekvenci 10-50 kHz). Odolný vůči působení alkálií jakékoli koncentrace, organických kyselin, koncentrované kyseliny chlorovodíkové a fluorovodíkové; zničené kyselinou dusičnou, chlorem a fluorem; nad 80 C se rozpouští v alifatických a aromatických uhlovodících a jejich halogenderivátech; relativně odolný vůči radioaktivnímu záření; neškodný; rozsah provozních teplot od -80 -120 do 60 - 100 C.

Polyetylen je jedním z nejlevnějších polymerů, spojuje cenné vlastnosti se schopností zpracování všemi vysoce výkonnými metodami známými pro termoplasty. Proto v celosvětové produkci polymerace plasty polyethylen je na prvním místě.

Polyetylen se používá k výrobě fólií, potrubí (včetně odpadních vod a agresivních kapalin, hlavních potrubí), profilovaných obchodní předmět, izolace pro vodiče a kabely, nádoby (lahve, kanystry, nádrže), galvanické lázně, sanitární obchodní předměty, vlákna atd., široce používané v různých odvětvích techniky, zemědělství a každodenního života. Nejrozšířenější je nízkohustotní polyetylén. Velký technický význam mají také produkty chlorace a chlorsulfonace polyethylenu.

Syntetické polymery

Ve dvacátém století byl vznik syntetických vysokomolekulárních sloučenin – polymerů – technickou revolucí. Polymery jsou velmi široce používány v široké škále praktických oblastí. Na jejich základě byly vytvořeny materiály s novými a v mnoha ohledech neobvyklými vlastnostmi výrazně převyšujícími dříve známé materiály.

Polymery jsou sloučeniny, jejichž molekuly se skládají z opakujících se jednotek – monomerů.

Známý přírodní polymery . Patří sem polypeptidy a proteiny, polysacharidy a nukleové kyseliny.

Syntetické polymery se získávají polymerací a polykondenzací (viz níže) monomerů s nízkou molekulovou hmotností.

Strukturní klasifikace polymerů

a) lineární polymery

Mají lineární řetězovou strukturu. Jejich názvy jsou odvozeny od názvu monomeru s přidáním předpony poly-:

b) síťové polymery:

c) síťové trojrozměrné polymery:

Společnou polymerací různých monomerů se získá kopolymery . Například:

Fyzikálně-chemické vlastnosti polymerů jsou určeny stupněm polymerace (hodnota n) a prostorovou strukturou polymeru. Mohou to být kapaliny, pryskyřice nebo pevné látky.

Pevné polymery se při zahřívání chovají jinak.

Termoplastické polymery– při zahřátí se roztaví a po ochlazení nabude libovolný tvar. Toto lze opakovat neomezeně mnohokrát.

Termosetové polymery- Jedná se o tekuté nebo plastické látky, které při zahřátí ztuhnou do daného tvaru a při dalším zahřívání se neroztaví.

Reakce polymerační tvorby polymerů

Polymerizace - Jedná se o postupné přidávání molekul monomeru na konec rostoucího řetězce. V tomto případě jsou v řetězci zahrnuty všechny atomy monomeru a během reakce se nic neuvolňuje.

Pro zahájení polymerační reakce je nutné aktivovat molekuly monomeru pomocí iniciátoru. V závislosti na typu iniciátoru existují

radikál,

kationtové a

aniontová polymerace.

Radikálová polymerace

Jako iniciátory radikálové polymerace se používají látky schopné tvořit volné radikály při termolýze nebo fotolýze, nejčastěji se jedná o organické peroxidy nebo azosloučeniny, např.

Při zahřátí nebo osvětlení UV světlem tyto sloučeniny tvoří radikály:

Polymerizační reakce zahrnuje tři fáze:

Zahájení,

Růst řetězce

Přerušení obvodu.

Příklad - polymerace styrenu:

Mechanismus reakce

a) zahájení:

b) růst řetězce:

c) otevřený okruh:

K radikálové polymeraci dochází nejsnáze u těch monomerů, ve kterých jsou vzniklé radikály stabilizovány vlivem substituentů na dvojné vazbě. V uvedeném příkladu se tvoří radikál benzylového typu.

Radikálovou polymerací vzniká polyethylen, polyvinylchlorid, polymethylmethakrylát, polystyren a jejich kopolymery.

Kationtová polymerace

V tomto případě se aktivace monomerních alkenů provádí protickými kyselinami nebo Lewisovými kyselinami (BF3, AlCl3, FeCl3) v přítomnosti vody. Reakce probíhá jako elektrofilní adice na dvojné vazbě.

Například polymerace isobutylenu:

Mechanismus reakce

a) zahájení:

b) růst řetězce:

c) otevřený okruh:

Kationtová polymerace je typická pro vinylové sloučeniny se substituenty poskytujícími elektrony: isobutylen, butylvinylether, α-methylstyren.

Polymery jsou širokou třídou vysokomolekulárních sloučenin organického i umělého původu. Charakteristickým rysem polymerů je jejich významná molekulová hmotnost a speciální struktura, která spojuje mnoho opakujících se prvků prostřednictvím speciální chemické vazby. Polymerní materiál se tedy skládá z řetězců monomerních jednotek a struktura vazeb může být lineární nebo prostorová. Podle typu báze (monomer) se polymerní materiály dělí na organické (na základě atomů uhlíku) a anorganické (neobsahující uhlíkové prvky v hlavní struktuře). Anorganické polymery jsou v přírodě nejčastěji prezentovány ve formě minerálů (křemen) a nemají elasticitu - jednu z hlavních vlastností organických polymerů, které jsou hlavním stavebním materiálem celého živého světa. Když mluvíme o polymerech, máme téměř vždy na mysli organické sloučeniny, protože všechny unikátní vlastnosti tohoto materiálu (elasticita, snadnost zpracování, nízká hmotnost a elasticita) jsou charakteristické pouze pro ně.

struktura organického polymeru struktura anorganického polymeru

Vznik a rozvoj trhu s průmyslovými polymery

Zvláštní vlastnosti, které určovaly neuvěřitelně širokou distribuci organických polymerů v živočišné a rostlinné biologické říši, nemohly zůstat bez povšimnutí lidmi. V průběhu staletí se mnozí snažili získat podobné materiály uměle. Ale bylo možné učinit takový objev pouze s rozvojem nové vědy - chemie. První člověkem vytvořené polymery byly získávány z přírodních složek (celulóza, latex) a nazývaly se umělé. Nejranějším zástupcem umělých polymerů se stal kaučuk, získaný v polovině 19. století vulkanizací přírodního kaučuku (latexu) obsaženého v míze stromů rodu Hevea.

Druhou etapou bylo použití modifikovaných přírodních složek jako surovin. Tak byl na konci 19. století objeven a patentován celuloid, vyráběný na bázi nitrocelulózy a kafru. Na počátku 20. století s rozvojem automobilového a vojenského průmyslu výrazně vzrostla poptávka po nových materiálech s lehkostí, pružností a vysokou pevností. Trh s přírodním kaučukem se rozšiřoval a nemohl uspokojit tak významné průmyslové potřeby. Účinným řešením jsou syntetické polymery získané výhradně z umělých surovin. Bekelitová pryskyřice získaná na počátku 20. století na bázi fenolu a formaldehydu se stala prvním syntetickým polymerem. Syntetické materiály, které mají všechny strukturální vlastnosti umělých polymerů, mají oproti nim významnou výhodu - nízké náklady, díky nimž je jejich výroba z ekonomického hlediska extrémně zisková. Hrozící hrozba druhé světové války vyvolala nové kolo rozvoje polymerního průmyslu. Vynález syntetických polymerů tak populárních v naší době - ​​polymethylmethakrylátu (plexiskla), polyvinylchloridu a polystyrenu - se datuje přesně do tohoto historického období.

V poválečném období pokračoval rozvoj trhu s polymery s obnovenou silou, protože k obnovení kolosální destrukce byly zapotřebí levné, rychle vyrobené a snadno přepravitelné materiály. Vznikají pro průmysl důležité syntetické polymery: polyetylen, polypropylen, polyamidy, polykarbonáty, polyakryly, polyestery a polyuretany. Syntetické polymery postupně nahrazují drahé přírodní a obtížně dostupné umělé analogy a v důsledku toho téměř zcela dobývají trh. V dnešní době jsou produkty na bázi syntetických polymerů žádané více než kdy dříve. Používají se téměř ve všech odvětvích národního hospodářství Ruské federace. Moderní výzkum umožnil zvládnout výrobu nejnovějších typů a modifikací syntetických polymerů (organosilikonové a organokovové polymery, fluoroplasty), jakož i nejrůznějších kompozitních materiálů na bázi polymerů.

Jedinečné vlastnosti syntetických polymerů

Náklady na syntetické polymery jsou extrémně nízké, protože suroviny pro jejich výrobu jsou nejčastěji vedlejším produktem destilace ropy. Schopnost polymerů, když se zahřejí, přeměnit se do vysoce elastického (někdy viskózního tekutého) stavu umožňuje, aby materiál získal jakýkoli tvar a byl rovnoměrně zbarven. A relativně nízká hmotnost hotových výrobků umožňuje výrazně snížit náklady na jejich dopravu, instalaci a provoz. Nejnovější technologie zpracování nám umožňuje vyrábět vysoce kvalitní polymerové imitace téměř všech přírodních textur (dřevo, kámen, plátno, minerální omítky atd.), stejně jako vytvářet nové moderní, s originální grafikou a ornamenty.

Šetrnost průmyslových polymerů k životnímu prostředí

Průmyslové polymery, stejně jako všechny materiály, nejsou bez nevýhod a tyto nevýhody se bohužel týkají jedné z hlavních vlastností jakéhokoli stavebního a dokončovacího materiálu - šetrnosti k životnímu prostředí. Charakteristickou vlastností syntetických polymerů jsou jejich výjimečné modifikační schopnosti. Zavedením určitého souboru cílových přísad do materiálu (barviva, stabilizátory, tužidla, změkčovadla, retardéry hoření, antistatická činidla, antifrikční a zpevňující složky atd.) je možné přesně obměňovat takové vlastnosti hotového výrobku, jako jsou: hmotnost pevnost, pružnost, tepelná vodivost, elektrifikace atd. Právě tato vlastnost, z technologického hlediska tak cenná, je jedním z hlavních faktorů toxicity syntetických polymerů, protože řada takových aditiv je látkami se zvýšeným nebezpečím a i ekologicky šetrný polymer může obsahovat významný podíl dalších látek. které ohrožují lidské zdraví. Do polymeru lze zavádět i zcela ekologicky nezávadné přísady vyrobené na bázi přírodních složek, jejich podíl je však ve srovnání s uměle získanými látkami nevýznamný, navíc polymerní materiál obsahující přírodní prvek nejčastěji obsahuje i značné množství daleko od ekologicky šetrných syntetických látek. Stojí za zmínku, že téměř jakákoli syntetická přísada se po určité době nebo okamžitě začne odpařovat z polymerního produktu do životní prostředíČím agresivnější jsou složky použité při výrobě polymeru, tím je tedy pro člověka nebezpečnější. Situaci zhoršuje skutečnost, že mnoho tuzemských výrobců se v důsledku chybějícího ekologického dozoru úmyslně či z nedbalosti dopouští závažných technologických přestupků ve výrobním procesu výrobků a také nespolehlivě odráží své plné chemické složení na obalu.

Na rozdíl od tohoto rozsudku existuje v mnoha zemích oficiálně schválený systém přípustných koncentrací nebezpečné látky ve spotřebních výrobcích, podle kterého určité množství toxické přísady v hotovém výrobku lze považovat za bezpečné. Praxe používání jak samotných syntetických polymerů, tak cílených přísad však není dostatečně dlouhá na to, aby poskytla dostatečně spolehlivé informace o jejich nebezpečnosti pro člověka nebo o jejich nedostatku. Je zcela zřejmé, že chemické složky relativně nové pro lidské tělo, syntetizované po dobu kratší než sto let, jej mohou negativně ovlivnit pouze v té či oné míře. Míru takového vlivu musíme posoudit sami, protože, vezmeme-li v úvahu individuální rozdíly lidské organismy, stejně jako krátké období laboratorních pozorování (pokud taková existuje), bude závěr o bezpečnosti syntetických polymerů přinejmenším naivní.

Kromě toho nesmíme zapomínat na neméně významné globální ekologické důsledky používání syntetických polymerů – znečištění životního prostředí. Průmyslové polymery se prakticky nerozkládají a jejich spalováním dochází k uvolňování vysoce toxických karcinogenů (dioxiny, chlor, fosgen, vinylchlorid) do atmosféry. Přirozená recyklace materiálů se tak stává nemožným. Zároveň stojí za zmínku spíše nízká životnost většiny výrobků pro domácnost vyrobených z polymerů, což v konečném důsledku vede ke zvýšenému objemu odpadu, který je třeba likvidovat. Tento faktor kompenzuje další charakteristickou vlastnost polymerů, často uváděnou výrobci jako nepopiratelný argument ve prospěch jejich použití – možnost opětovného použití. To znamená, že produkt vyrobený z polymerního materiálu může projít několika cykly degenerace, což by mělo být prezentováno jako velká výhoda. Na druhou stranu však nebudete muset tak často kupovat a vyhazovat kvalitnější a odolnější výrobek z přírodního materiálu. Masivní propaganda levných syntetických produktů situaci zhoršuje a nutí nás kupovat upřímně zbytečné věci. Současně je domácí praxe zpracování polymerů extrémně málo rozvinutá a není schopna efektivně a bezpečně likvidovat obrovské množství polymerního odpadu. Samotný koncept šetrnosti k životnímu prostředí syntetických polymerů je docela dost na dlouhou dobu bylo to nejmenší zajímavé téma pro výzkum, což často ustupuje komercionalizovanějším aspektům jejich aplikace. Teprve v relativně nedávné době, a bohužel zatím pouze v zahraničí, se výrobci začali vážně zajímat o aspekty recyklace polymerních produktů. Byly vyvinuty a do výroby zavedeny tzv. biodegradabilní modifikace polymerů, které mají minimální znečišťující vliv na životní prostředí. Jejich podíl na celkovém množství materiálů však zůstává nevýznamný.

Klasifikace syntetických polymerů a produktů na nich založených

Typy materiálů na bázi polymerů

Syntetické polymery slouží jako základ pro výrobu stavebních a dokončovacích materiálů různých typů. Produkty obsahující syntetizované polymerní složky lze rozdělit do několika typů:

1. Zhi viskózní (tekuté) materiály — laky, barvy, tmely, základní nátěry, lepidla a ochranné směsi. Materiály v kapalné fázi, ve kterých je polymer použit jako filmotvorné činidlo nebo rozpouštědlo;

2. televize tvrdé materiály - materiály určitého tvaru - tvrdé (plasty) nebo elastické (guma). Na druhou stranu se dělí na:

• Homogenní. Materiály sestávající z jednoho typu polymeru. Výrobky z homogenních polymerů mají nízkou cenu, snadno se vyrábějí a nejčastěji se používají v domácnosti (nádoby, drobné příslušenství a obaly);
• Kompoziční. Pevné a odolné kompozitní materiály mají nejširší potenciál jak z hlediska strukturálního, tak estetického. Moderní polymerní kompozity zaujímají přední místa v oblasti konstrukce a povrchové úpravy. Používají se k výrobě dílů a skříní zařízení, konstrukčních a dokončovacích materiálů, nábytku a interiérových doplňků. V kompozitech působí polymer jako pojivo (polymerní matrice) a jako plnivo (výztužná složka) může sloužit přírodní i syntetický materiál (jiný typ polymeru). Použití plniv poskytuje dodatečnou pevnost, tuhost a elasticitu hotového výrobku nebo snižuje jeho cenu. Podle typu plniva se polymerní kompozity dělí na:

Laminát– polymerní materiály, při jejichž výrobě se jako plnivo používá skleněné vlákno. Vysoce pevné, trvanlivé, odolné vůči vnějším vlivům, sklolaminát je široce používán ve stavebnictví jako výztužný komponent. Často se používají pro výrobu konstrukčních a dokončovacích materiálů (podpěry, obkladové panely, rámové konstrukce), jakož i prvky nábytku a krytů domácích spotřebičů;

Plasty vyztužené uhlíkovými vlákny– kompozitní materiály vyztužené uhlíkovými vlákny. Pevnost a pružnost plastů vyztužených uhlíkovými vlákny není horší než vlastnosti konstrukčních slitin, zatímco polymerní kompozit je výrazně lehčí než kov. Vzhledem k vysoké vyrobitelnosti výroby však mají výrobky na bázi plastů vyztužených uhlíkovými vlákny poměrně vysoké náklady. Materiál se nejčastěji používá jako výztužná složka při provádění stavebních a restaurátorských prací. Uhlíkové vlákno se používá k výrobě dílů a krytů pro domácí spotřebiče, jakož i konstrukčních a dokončovacích prvků se zvýšenou odpovědností (dekorativní podpěry a objemové instalace).

Boroplastika– kompozity vyrobené zpevněním polymerní matrice bórovými vlákny (nitě, prameny nebo pásky). Vzhledem k vysokým nákladům na suroviny jsou borové plasty velmi drahým materiálem a používají se v kritickém stavebnictví a strojírenství.

Textolity– plasty vyztužené tkaninovým materiálem vyrobeným z přírodních nebo syntetických vláken (šifon, kaliko, kaliko, pásy, azbestové tkaniny, sklolaminát). Nejčastěji používanými konstrukčními a dokončovacími materiály jsou materiály na bázi sklolaminátu – lamináty ze skelných vláken (stěnové panely, střešní prvky).

Dřevo-polymerové kompozity– vyrábí se s použitím různých druhů dřevěných materiálů jako plniva: dýha (překližka, dřevolaminátové plasty), masivní dřevo (kloubové desky, dřevo), vlákna, mouka, dřevěné štěpky (dřevotříska, MDF). S dostatečnou pevností a nízkou cenou mají kompozity dřevo-polymer širokou škálu aplikací. Používají se k výrobě konstrukcí (podpěry a obklady), nábytku, dokončovacích materiálů (lamino, parketové desky, dekorativní panely a dlaždice), interiérových prvků (okna, dveře, desky, parapety, schůdky a zábradlí), jakož i domácí potřeby a doplňky (nádobí, vázy, sochy a instalace).

Lamináty– kompozity vyztužené silným kraftovým papírem. Nejčastěji se používají k výrobě vrchní (dekorativní) vrstvy dokončovacích prvků (dveře, okna, pracovní desky, schody), nábytku a bytových doplňků.

Práškové kompozity– polymerní materiály, které obsahují plniva ve formě prášků organického, méně často umělého původu. Taková plniva se velmi často používají k výraznému snížení nákladů na hotový výrobek a v některých případech také hrají roli barviva. Účinnými práškovými přísadami jsou: dřevo a křemenná moučka, mastek, uhličitan vápenatý, saze, kaolin, azbest, celulóza, ořechové skořápky, potravinářský odpad (koláč a slupky), škrob. Práškové kompozity se používají k výrobě krytů a částí domácích spotřebičů, předmětů pro domácnost (domácí potřeby, nádobí), ale i interiérových doplňků.

3. Materiály plněné plynem - také známé jako polystyrenové pěny. Lehké porézní výrobky sestávající z polymerové báze a plynného plniva. Nejčastěji se používají jako izolace, stejně jako pro výrobu obalových produktů.

Klasifikace polymerů

V procesu výroby pevných polymerních materiálů se využívá jejich schopnost přeměnit se při zahřátí na určité teploty do vysoce plastického a viskózního stavu, a také jejich schopnost vícenásobné recyklace. Po zahřátí však polymery vykazují různé vlastnosti a právě teplotní vlivy jsou základem základního rozdělení polymerů na dva typy:

1. Termoplastické polymery (termoplasty) jsou polymery schopné opakovaného přechodu do vysoce plastického stavu. Když se tedy hotový výrobek znovu zahřeje, materiál znovu změkne a poté, ochlazení, ztvrdne nový formulář. Termoplasty jsou měkké a flexibilní a mají všestranné použití. Mnoho termoplastických polymerů je v Rusku poměrně dobře recyklováno a způsobují mnohem menší škody na životním prostředí. Absence tendence k zesíťování termoplastů (tvorba stabilních síťových molekulárních vazeb) umožňuje jejich zpracování pomocí kterékoli ze tří hlavních technologických metod – lisování, odlévání a vytlačování;
2. Termosetové polymery (termosety) jsou polymery, které lze zpracovat na výrobek pouze jednou. Při opětovném zahřívání materiálu dochází k destrukci (zničení) jeho molekulární struktury, často doprovázené uvolňováním toxických látek. Díky nízké hmotnosti mají termosety vysokou pevnost, elasticitu a tepelnou odolnost, což umožňuje jejich velmi efektivní použití pro výrobu konstrukčních a konstrukčních dokončovacích materiálů. Zesíťovaná struktura termosetů umožňuje vyrábět z nich nejen vysoce pevné výrobky, ale také materiály se zvýšenou pružností a schopností obnovit svůj původní tvar (pryž). Síťová struktura polymerů zároveň neumožňuje použití vysokých teplot ve výrobním cyklu, v důsledku čehož např. většina z termosetové plasty se zpracovávají na hotové výrobky lisováním nebo lisováním. Ekologická likvidace termosetových polymerů je extrémně obtížná a v Rusku se prakticky nerecyklují.

Termoplastické polymery

Vysokotlaký (nízkohustotní) polyethylen (LDPE)

Používá se k výrobě práškových kompozitů (izolační nátěry), dále k výrobě hydroizolačních fólií, pěnových tepelně izolačních materiálů, nátěrů (linolea), ale i kanalizačního potrubí.

Nízkotlaký (vysokohustotní) polyethylen (HDPE)

Tužší typ polyethylenu. Jako pojivo se používá k výrobě nejekologičtějších konstrukčních kompozitů. Je základem pro výrobu vodovodních tlakových trubek (kovoplastových trubek), skříní zařízení a bytových doplňků.

Čistý polyetylén za dodržení technologických výrobních norem a správných provozních podmínek není toxický, některé druhy cílených přísad (esterů) však mohou výrazně zvýšit nebezpečí jeho použití, zejména v podmínkách vystavení přímému slunečnímu záření a vysokým teplotám; některé výrobky při zahřívání uvolňují toxické látky formaldehyd. Výrobky na bázi polyethylenu jsou úspěšně zpracovávány, a to i v Ruské federaci.

Polypropylen (PP)

Používá se k výrobě polymerových trubek, ozdobných lišt, koberců a interiérových doplňků a také jako pojivo při výrobě kompozitů. Jedná se o polymer, který je bezpečný pro lidské zdraví. Analogicky s polyethylenem, šetrnost k životnímu prostředí hotových výrobků do značné míry závisí na výrobní technologii a chemickém složení. Některé typy materiálů mohou uvolňovat nebezpečný formaldehyd. Polypropylenové výrobky jsou efektivně zpracovávány v Rusku.

Polyvinylchlorid (PVC)

Slouží jako základ pro výrobu mnoha produktů. Ve své všestrannosti nemá PVC obdoby – používá se k výrobě oděvů, obuvi, technických dílů, konstrukčních a dokončovacích materiálů (izolace kabelů, linoleum, strečové stropy, okenní a dveřní profily, umělá kůže, vinylové tapety, dekorativní samost. -lepicí fólie, dokončovací panely, lišty, schůdky a zábradlí, nábytkové prvky atd.). Bohužel PVC je spíše neekologický polymer. Hlavní hrozbu představují dioxiny a fosgen, které se uvolňují při spalování výrobků na bázi polyvinylchloridu. Výrobky z PVC se navíc mohou stát zdrojem uvolňování toxického vinylchloridu a také řady nebezpečných látek používaných jako přísady – ftaláty, bisfenol A (BPA), sloučeniny rtuti, kadmium a olovo. Výrobky z PVC se úspěšně zpracovávají v zahraničí.

Polystyren (PS)

Používá se jako pojivo při výrobě sklolaminátu, uhlíkových vláken a práškových kompozitů. Při výzdobě interiérů se používají stropní obklady a polystyrenové profily. Výrobky mohou uvolňovat toxické styrenové výpary. Materiál se stává zvláště nebezpečným při spalování. Výrobky na bázi polystyrenu se zpracovávají v Ruské federaci.

Polyethylentereftalát (PET)

Nejčastěji se používá k výrobě nádob na potraviny, ale i součástí domácích spotřebičů. Může mít toxický účinek, pokud je porušena výrobní technologie kvůli přebytku ftalátů. Opakované použití polyethylentereftalátu v potravinářském průmyslu je zakázáno z důvodu výrazného zvýšení toxicity recyklovaných materiálů. Polyethylentereftalát se úspěšně zpracovává v Ruské federaci.

Akrylonitrilbutadienstyren (ABS)

Nárazuvzdorné a lehké ABS plasty se používají k výrobě pouzder pro domácí spotřebiče, nábytek a sanitární zařízení. Výrobky mohou uvolňovat styrenové výpary. Materiál získává zvláště toxické vlastnosti při zahřívání. ABS je náchylné k destrukci při dlouhodobém působení přímého slunečního záření, proto je použití materiálu v exteriéru omezené.

Polyakryláty

Polymery na bázi kyseliny akrylové se široce používají k výrobě nejekologičtějších syntetických dokončovacích nátěrů (akrylové barvy, tmely, laky a textury), jakož i relativně bezpečných tmelů. Polymetylmetakrylát se používá k výrobě transparentních konstrukčních a dokončovacích materiálů (plexisklo nebo plexisklo), jakož i vodovodních armatur (akrylátové dřezy, dřezy a vany). Výrobky na bázi akrylátů mohou získat toxické vlastnosti v důsledku nadměrného obsahu cílených přísad (ftalátů).

Polyamidy

Používá se k výrobě laků, lepidel, syntetických vláken a také jako pojivo při výrobě konstrukčních a dokončovacích kompozitů - plastů vyztužených skelnými vlákny a uhlíkovými vlákny. V interiéru se hojně používají podlahové krytiny z polyamidového vlákna (koberec). Také odolné polyamidy se používají k výrobě krytů a částí domácích spotřebičů. Při dodržení technologických norem jsou polyamidy šetrné k životnímu prostředí. Šetrnost produktů k životnímu prostředí je určena přítomností nadměrné koncentrace toxických cílových přísad ve složení.

Polyester

Slouží jako základ pro výrobu umělé vlny, používané pro výrobu krytin (koberců) a izolačních materiálů. Může způsobit podráždění sliznic a alergické reakce.

Polykarbonát

Používá se pro výrobu transparentních konstrukčních a dokončovacích materiálů (komůrkový polykarbonát). Může představovat zdravotní riziko kvůli toxickému BPA obsaženému v hotových výrobcích.

Organosilikonové polymery (silikony)

Slouží jako základ pro výrobu maziv, ochranných a těsnících látek. Výrobky nízké kvality mohou uvolňovat látky způsobující alergické reakce.

Termosetové polymery

Fenolformaldehydové pryskyřice

Slouží jako základ pro výrobu téměř všech typů polymerních kompozitních materiálů (kompozity dřevo-polymer, sklolaminát, uhlíková vlákna a práškové kompozity), jakož i laků, barev, těsnicích a lepicích kompozic. Plasty vyrobené z fenolformaldehydových pryskyřic se nazývají fenolové plasty. Různé druhy fenolických plastů se používají pro výrobu krytů elektrických zařízení (zásuvky, zástrčky, vypínače atd.), dílů domácích spotřebičů, interiérových doplňků, kuchyňských potřeb (úchytky a držáky). Výrobky na bázi fenolformaldehydových pryskyřic mohou představovat vážné nebezpečí z důvodu uvolňování toxických složek (fenol, formaldehyd).

Amino-aldehydové pryskyřice

Používají se k výrobě plastů (aminoplastů), ale i emailů, lepidel a laků. Materiály na bázi aminoaldehydových pryskyřic jsou široce používány jako konstrukční a dokončovací materiály (laminované plasty, pěnové plasty, umělý kámen, části elektrických zařízení, nábytek a domácí spotřebiče, dekorativní dokončovací prvky a doplňky. Mohou být toxické kvůli uvolňování formaldehydové páry.

Epoxidové pryskyřice

Epoxidové pryskyřice se používají k výrobě nejpevnějších lepidel, laků, laminovacích nátěrů, spárovacích hmot a také polymerních kompozitů (laminované plasty, sklolaminát, lamináty ze skelných vláken, borové plasty a plasty vyztužené uhlíkovými vlákny). Epoxidové sloučeniny mohou způsobit alergické reakce pokožky a dýchacího systému.

Polyesterové pryskyřice

Jako pojivo se používají k výrobě plastů vyztužených skelnými vlákny a uhlíkovými vlákny. Na bázi polyesterových pryskyřic, nátěrových a lakovacích materiálů se vyrábí dokončovací panely, umělý kámen (pracovní desky, parapety) a sanitární zařízení (dřezy, dřezy). Toxicita materiálů je způsobena uvolňováním par styrenu, toluenu a methylmethakrylátu.

Polyuretany

Používají se k výrobě laků, lepidel, těsnících a izolačních materiálů. Pěnový polyuretan (stříkaná pěna) se rozšířil v oblasti stavebnictví a povrchové úpravy. Odlehčený polyuretan se používá i k výrobě dekorativních interiérových prvků (lišty, soklové lišty, soklové lišty), oblíbené jsou zejména výrobky imitující masivní antické dekory (sloupy, oblouky, hlavice, vlysy apod.). Po konečném vytvrzení je považován za netoxický, avšak při porušení technologie výroby může výrazně dráždit pokožku a dýchací ústrojí.

Nitrocelulóza

Používá se k výrobě barev a laků - nitro emailů a nitrolaků, které mají vysoké estetické kvality a nízkou cenu, ale zároveň jsou extrémně toxické díky přítomnosti rozpouštědel (aceton, butylacetát, amylacetát). Vzhledem k jejich vysoké toxicitě je v některých zemích používání nitrolaků a nitro emailů zakázáno.

Polyakrylonitril

Je základem pro výrobu tmelů (gumy), ale i umělého (nitronového) vlákna, které se hojně používá pro výrobu koberců a izolačních materiálů. Vzhledem k tomu, že akrylonitril je vysoce toxická látka, mohou produkty na bázi nitronových vláken způsobovat podráždění sliznic a alergické reakce.

Syntetické kaučuky

Používají se jako suroviny pro výrobu pryže vulkanizací. Pryžové výrobky jsou široce používány téměř ve všech oblastech národního hospodářství. Používají se k výrobě lepicích a těsnících hmot, izolačních materiálů, ochranné nátěry, stejně jako díly pro dokončovací nástroje a domácí spotřebiče. Toxicita průmyslových kaučuků je dána obsahem cílených aditiv ohrožujících lidské zdraví, z nichž nejagresivnější jsou sloučeniny síry a deriváty kyseliny ftalové.

Průmyslové polymery jsou absolutní realitou

Navzdory takovým kontroverzním aspektům vnitřního použití syntetických polymerů je docela obtížné si představit moderní interiér zcela bez jejich účasti. I když se můžete zcela zbavit přítomnosti syntetických komponent v prvcích interiérové ​​dekorace, domácích potřebách a doplňcích, je nepravděpodobné, že budete schopni najít vysoce kvalitní a funkční vybavení, které nemá díly a prvky vyrobené na základě syntetizovaných materiálů. Využití průmyslových polymerů v našem obytném prostoru je tedy realitou, o které nelze polemizovat, nicméně hodně záleží na tom, jak kompetentně přistupujete k výběru produktů pro dekoraci vašeho interiéru. Dnes se v zahraniční praxi projevuje setrvalý trend ke zvyšování jak celkové kvality, tak i ekologické nezávadnosti chemického složení a technologického postupu výroby a likvidace průmyslových polymerů. Nejdůležitějším předpokladem pro to byla neochota spotřebitelů kupovat výrobky s krátkou životností, které jsou navíc extrémně nebezpečné pro použití. To nakonec vedlo k vytvoření ekologických organizací a ekologických značek, které monitorují a certifikují výrobu průmyslových polymerů. Bohužel v Rusku vzhledem k stále nízkému zájmu spotřebitelů o ekologičnost jejich domů zůstává přístup k těmto problémům stále čistě komerční. Dbáním na kvalitu a životnost výrobku, jeho chemické složení, technologii výroby a způsoby likvidace pomáhá každý z nás změnit současnou situaci k lepšímu.

Syntetické polymery

V tisku se používají různé syntetické polymerní materiály: plastomery (syntetické pryskyřice a plasty); elastomery (syntetická pryž a pryž); barvy a lepidla; syntetická vlákna a tkaniny; "volné" filmy; fotopolymery.

Syntetické polymery se vyrábějí metodami polymerace, kopolymerace a polykondenzace. Tyto procesy jsou probírány v kurzech organické chemie. Vlastnosti syntetických polymerů závisí na jejich struktuře a molekulové hmotnosti. Polymerní materiály s vyšší molekulovou hmotností se vyznačují vyšší mechanickou pevností (tah, ohyb, kroucení atd.) a horší rozpustností.

Charakteristický rys syntetických polymerů je polydisperzita - molekuly stejného polymeru mohou mít různé velikosti, vč jiné číslo strukturální vazby. Proto molekulová hmotnost polymeru neudává skutečnou hmotnost každé molekuly, ale pouze její průměrnou hodnotu.

Při zahřátí se syntetické polymery taví a po ochlazení obvykle získávají amorfní strukturu díky velmi vysoké viskozitě taveniny před jejím ztuhnutím. Krystalickou strukturu však mohou získat i syntetické polymery. V tomto stavu mají vyšší bod tání a stávají se mnohem pevnějšími.

Syntetické polymery se dělí na termoplastické, které lze mnohokrát přetavit bez znatelné změny vlastností, a termosety, které při více či méně prodlouženém zahřívání v důsledku termochemických reakcí nevratně tvrdnou.

Syntetické polymerní materiály mají mnoho vlastností, které jsou výrazně lepší než železné a neželezné kovy, dřevo, sklo, vyžadují nižší kapitálové náklady na organizaci jejich výroby a jsou mnohem levnější.

Polyethylen

Polyetylen je průsvitný, bezbarvý, velmi odolný termoplastický polymer s dobrými dielektrickými a antikorozními vlastnostmi. Vysoká pevnost polyethylenu je dána jeho krystalickou strukturou.

Polyethylen se vyrábí polymerací ethylenu za vysokého nebo nízkého tlaku. V prvním případě dochází k polymeraci ethylenu při tlaku 2000 atmosfér a teplotě 500 ° C, ve druhém - při tlaku a teplotě blízké normálu (díky použití speciálního katalyzátoru).

Struktura a vlastnosti vysokohustotních a nízkohustotních polyethylenů jsou různé. Nízkotlaký polyethylen má lineární strukturu a další vysoká teplota tání. Je pevnější než vysokohustotní polyethylen, který se vyznačuje rozvětvenou molekulární strukturou.

Polyetylenové fólie se používají jako obalový materiál. Nízkomolekulární polyethylen je voskovitá látka a používá se jako přísada do barev. Ethylenvinylacetátový kopolymer je vynikající materiál pro výrobu termoplastických knihařských lepidel.

Polypropylen

Polypropylen je plastický, bezbarvý, transparentní polymer, nerozpustný při pokojové teplotě v organických rozpouštědlech, odolný vůči kyselinám a zásadám a také mrazuvzdorný. Teplota tání - 160170 °C. Polypropylen je lepší než polyethylen v pevnosti a odolnosti proti oděru.

Polyvinylchlorid (vinylový plast)

Polyvinylchlorid (-CH 2 -CHCl-) n je termoplastický pevný polymer, který začíná měknout při teplotě 9294 °C a taje při 170 °C. Se zavedením změkčovadel, například 30-35% dibutylftalátu, se polyvinylchlorid stává elastickým a pružným. Tento materiál se nazývá plast. Polyvinylchlorid se vyrábí ve formě desek a fólií a používá se k výrobě plochých a rotačních stereotypů, duplikátů, knižních vazeb a také textvinitových pneumatik.

Potiskový textovinit je bavlněná tkanina potažená elastickou vrstvou polyvinylchloridu, pigmentů, plniv a změkčovadla - dibutylftalátu. Tiskový textovinit se vyrábí v tloušťce 0,65 mm (s tolerancí ± 0,05 mm). Nátěr musí být hladký, rovnoměrný, elastický, nelepivý a nešpinící, odolný vůči vodě, petroleji, benzínu, strojnímu oleji a nesmí mít nepříjemný zápach.

Polystyren

Polystyren je pevný, průhledný, bezbarvý termoplastický polymer, který měkne při 80 °C a taje při 170 °C. Ve formě kopolymeru s akrylonitrilem se používal pro odlévání typografických písem a bílého prostoru. Kopolymer vyráběný pod obchodním názvem SNAK15 obsahuje 85 % styrenu a 15 % akrylonitrilu a vyznačuje se vysokou pevností a odolností vůči organickým rozpouštědlům.

Polyakrylamid

Polyakrylamid je bezbarvý transparentní polymer, vysoce rozpustný ve vodě při intenzivním míchání. Polyakrylamid se používá pro rychlou sedimentaci pigmentů při jejich syntéze, zlepšení jejich struktury a usnadnění procesu výroby tiskových barev vodním šleháním. Tento polymer se také používá v knihařských lepidlech, při výrobě papíru a jako přísada do vlhčících roztoků pro ofsetový tisk.

Polyvinylacetát

Polyvinylacetát je termoplastický, bezbarvý, průhledný a tvrdý polymer. Stejně jako polyvinylchlorid získává elastické vlastnosti zavedením změkčovadla, jako je dibutylftalát. Ve formě dobře změkčované vodné disperze (polyvinylacetátová emulze - PVA) se používá jako pojivové lepidlo. Alkoholový roztok polyvinylacetát - vysoce elastický lak pro lakování tiskovin - používá se při lisování průhledných fólií. Polyvinylacetát se také používá při výrobě polyvinylalkoholu.

Viniproz

Viniprose je transparentní, lehce nažloutlý kopolymer vinylchloridu a methylmethakrylátu s přídavkem stabilizátoru - stearanu hlinitého. K dispozici ve formě odolných průhledných desek, které mohou být hladké nebo zrnité. Viniprose se používá jako matricový materiál při výrobě elektrotypů a jako materiál pro montáž diapozitivů a negativů.

Polyvinylalkohol

Polyvinylalkohol (-CH 2 -CHOH-) n je polymer, který je vysoce rozpustný ve vodě a vyšších alkoholech (nerozpustný v ethylalkoholu). Získává se saponifikací polyvinylacetátu, jelikož monomer - vinylalkohol (CH 2 = CHOH) neexistuje ve volném stavu. Ještě v roce 1885 se M.G.Kucherov pokusil získat vinylalkohol přidáním vody do acetylenu, ale místo toho dostal acetaldehyd.

Bezbarvé adhezivní vodné roztoky polyvinylalkoholu, citlivé na dichroman amonný, byly použity jako kopírovací roztoky při fotomechanické výrobě knihtiskových a ofsetových tiskových desek.

Polykarbonát

Polykarbonát je termoplastický transparentní bezbarvý polymer s krystalickou strukturou. Je syntetizován polykondenzací difenylolpropanu (bifenol A) a chloridu kyseliny uhličité (fosgen).

Polykarbonát má velmi vysoký bod tání (nad 240 °C) a je lepší než mnoho kovů a slitin v mechanické pevnosti a odolnosti proti oděru. Proto se tento materiál používá jako náhrada kovů a slitin při výrobě silových dílů ve strojírenství.

Fenolové pryskyřice

Při interakci fenolů s aldehydy se v závislosti na reakčních podmínkách tvoří pryskyřice rozpustné v alkoholu nebo oleji. Fenolové pryskyřice rozpustné v alkoholu mohou být termoplastické nebo termosetové, v závislosti na poměru fenolu k aldehydu a volbě katalyzátoru.

Pokud na molekulu fenolu připadá jedna molekula aldehydu (s kyselým katalyzátorem), získají se termoplastické pryskyřice s lineární strukturou. V tomto případě nejprve vznikají fenolické alkoholy a následně při jejich polykondenzaci vzniká v alkoholu rozpustná pryskyřice lineární struktury. V lihu rozpustná fenolická termoplastická pryskyřice „Iditol“ se používá k výrobě lihových laků. Takové laky však nejsou světlostálé a časem znatelně tmavnou.

Pokud na molekulu fenolu připadají dvě nebo více molekul aldehydu (s alkalickým katalyzátorem), získají se termosetové pryskyřice rozpustné v alkoholu. V tomto případě reakce nejprve produkuje dvojsytné fenolické alkoholy (methylolové skupiny jsou v ortho a para polohách vzhledem k fenolickému hydroxylu) a poté molekulární řetězce pryskyřice s prostorovou strukturou. Termosetové pryskyřice se používají k výrobě termosetových plastů, jako jsou lisovací prášky, textolit, getinax a bakelitový lak.

Při výrobě tiskařských barev se používají fenolické pryskyřice rozpustné v oleji.

Polyamidy

Polyamidy jsou extrémně odolné, elastické, bezbarvé, transparentní polymery, které svým způsobem chemická struktura jsou nejblíže proteinům, zejména přírodnímu hedvábí. Polyamidy se používají pro výrobu syntetických vláken: anid (nylon) a nylon (perlon), jakož i pro lisování mnoha dílů ve strojírenství. Teplota tání nylonu je asi 300 °C, nylonu - 325 °C, zatímco nylon je pevnější než nylon.

Kapron se získává polymerací kaprolaktamu. Využití nylonu v každodenním životě je dobře známé. V tisku se nylonové vlákno používá pro šití knih a brožur. Speciální monofilní nylonová tkanina se používá k utažení palubek rotačních tiskařských strojů, aby se eliminovalo sesazování inkoustu při oboustranném tisku.

Některé druhy lihu a vodorozpustných polyamidů pod vlivem tvrdnou (tvrdnou). ultrafialová radiace. Používají se při výrobě fotopolymerních tiskových forem.

Směsný polyamid rozpustný v alkoholu se syntetizuje z hexamethylendiaminu, kaprolaktamu, sebakové a adipové dikarboxylové kyseliny. Ve vodě rozpustný kopolyamid se syntetizuje z piperazinu, ethylendiglykolové a adipové kyseliny nebo z piperazinu, hexamethylendiaminu, ethylenglykolu a adipové dikarboxylové kyseliny. Oba tyto kopolyamidy se také používají pro výrobu fotopolymerních tiskových desek.

Polyuretany

Polyuretany jsou polymery, které svou strukturou připomínají polyamidy. V tisku se používají při výrobě inkoustových válečků.

Alkydové polymery

Alkydové polymery, získané z vícemocných alkoholů a dekarboxylových kyselin, se používají především jako pojiva tiskařských barev.

Speciálním typem alkydových polymerů je polyethylentereftalát (terylen) - velmi odolný, transparentní, elastický, termoplastický polymer získávaný z glykolu a kyseliny tereftalové. Tento materiál se používá při výrobě syntetického vlákna Dacron. Lavsan jako náhražka vlny se používá nejen k výrobě vysoce kvalitních tkanin, ale také jako polotovar vláknitého výrobku při výrobě papíru.

Transparentní polyethylentereftalátové fólie o tloušťce 1220 mikronů se používají pro výrobu substrátů pro deskové a fotografické materiály, dále pro laminování obalů a obalů na vazby.

Fotopolymery

Fotopolymery jsou vysokomolekulární organické látky, například směsné polyamidy rozpustné ve vodě a v alkoholu, kyselé estery celulózy (acetoftaláty nebo acetosukcináty), jejichž molekulární řetězce jsou po vystavení ultrafialovému záření zesíťovány speciálně vybranými nenasycenými monomery v přítomnosti iniciátoru polymerace - benzoinu nebo jeho derivátů.

Fotopolymerní kompozice se po nanesení na substrát a vysušení stanou vhodnými pro negativní kopírování pod ultrafialovým zářením a následné získání reliéfu promytím alkoholy nebo alkalickými vodnými roztoky.

Polyamidové a celulózové fotopolymerní formy knihtisku se vyznačují vysokým rozlišením a dlouhou životností, dosahující až milionu výtisků. Nevyžadují téměř žádné koření díky svým vysokým elastickým vlastnostem.

Syntetická guma

V současné době se vyrábí široký sortiment syntetického kaučuku pro všeobecné i speciální účely. Z gum obecný účel guma se získává pro boty, vyhřívací podložky, houby, hračky a části strojů používané za normálních podmínek. Mezi takové kaučuky patří butadien, isopren, styren butadien a některé další typy kaučuku. Speciální pryže mají speciální vlastnosti, např. odolnost vůči ropným olejům a benzínu nebo kyselinám a zásadám, mrazuvzdornost, zvýšenou mechanickou pevnost atd. Mezi speciální druhy pryží patří: chloropren, nitril, silikon, fluorkaučuk atd.

Plasty

Plasty jsou materiály na bázi přírodních nebo syntetických polymerů, které jsou schopny působením tepla a tlaku tvarovat a poté stabilně udržovat (po ochlazení nebo vytvrzení při zahřátí) svůj daný tvar. Plastové výrobky se vyrábějí lisováním nebo vstřikováním do ocelových forem.

Pro získání plastické hmoty se vlastnosti polymeru obvykle upravují v požadovaném směru. Pro zvýšení pevnosti a zlevnění plastové hmoty se zavádí plnivo (dřevěná moučka, bavlněná koudel, skleněné vlákno, azbestový prášek, oxid křemičitý - aerosil atd.), pro odstranění křehkosti - změkčovadla, například dibutylftalát, trikresylfosfát atd., pro dodání barvy - pigmenty, pro usnadnění plnění dutiny formy a odstranění produktu z ní - maziva atd.

Termoplastické plasty jsou vyrobeny z lineárních polymerů, které nemají chemicky aktivní funkční skupiny. Termosetové plasty nutně obsahují polymery, které mají funkční skupiny, které vykazují svou chemickou aktivitu při více či méně prodlouženém zahřívání, jako výsledek chemické reakce polykondenzace. Výrobky vyrobené z termoplastických hmot lze mnohokrát přetavit, ale výrobky vyrobené z termosetů nikoli.

Plasty mají řadu cenných vlastností:

• nízká hustota (58krát lehčí než ocel);
• dostatečná mechanická pevnost;
• dobré dielektrické vlastnosti;
• vysoká chemická odolnost (včetně antikorozní);
• nižší náklady než kovy a slitiny s podobnými vlastnostmi.

V tisku jsou plastové materiály široce používány pro výrobu inkoustových válečků, knižních vazeb, stereotypů atd.

Kopírovat vrstvy

Kopírovací vrstvy jsou polymerní vrstvy citlivé na světlo používané při kopírování negativního nebo pozitivního obrazu na desky. Polyvinylalkoholové a orthochinondiazidové kopie jsou široce používány.

Polyvinylalkoholové kopírovací vrstvy jsou 7% vodné roztoky polyvinylalkoholu, senzibilizované 3% dichromanem amonným (vztaženo na absolutně suchou hmotnost polyvinylalkoholu). V procesu negativního kopírování se vlivem intenzivního ozařování xenonovými výbojkami molekulární řetězce polyvinylalkoholu zesíťují (opalují) atomy trojmocného chrómu a v důsledku toho ztrácejí schopnost se rozpouštět ve vodě. Po expozici se neopálená místa polyvinylalkoholové kopírovací vrstvy smyjí vodou. Výsledný obraz je fixován chemickou a tepelnou úpravou.

Ortochinondiazidy a fenolové pryskyřice rozpuštěné v organickém rozpouštědle se nanášejí na povrch kovových desek při výrobě deskových materiálů pro ofsetový a knihtiskový tisk. Pozitivní kopírování obrazu se provádí pod vlivem UV záření. Ultrafialové paprsky ničí orthochinondiazidy a produkty destrukce jsou vymyty alkalickou vývojkou. Ty oblasti orthochinondiazidové vrstvy kopírují, které nebyly ovlivněny ultrafialové paprsky zůstávají nerozpustné v alkalické vývojce.

Uvedenými příklady samozřejmě není vyčerpáno použití polymerních tiskových materiálů. Navíc lze tvrdit, že téměř všechny v současnosti existující polymery se v té či oné míře používají v tisku.

Typy polymerace

1. Klasifikace polymerace může být založena na různých charakteristikách:

- počet typů molekul monomerů:

- homopolymerizace- polymerace identických monomerů;

- kopolymerace- polymerace dvou nebo více různých monomerů.

2. Povaha aktivního centra a mechanismus procesu:

- radikálová polymerace- aktivními centry jsou volné radikály;

- iontová polymerace- aktivní centra iontů nebo polarizovaných molekul;

3. Fázový stav monomerů:

- polymerace v plynné fázi;

- polymerace v kapalné fázi;

- polymerace v pevné fázi.

4. Struktura regionu, ve kterém jsou soustředěna aktivní centra:

- objemová polymerace- polymerace v celém objemu monomeru;

- frontální polymerace- polymerace v úzkém šíření;

- emulzní polymerace- polymerace na povrchu vysoce dispergovaných částic monomeru v emulzi.

5. Způsob iniciace:

- fotopolymerizace;

- tepelná polymerace;

- radiační polymerace atd.

6. Strukturní vlastnosti výsledného polymeru:

Stereoregulární polymerace - polymerace za vzniku polymerů s uspořádanou prostorovou strukturou;

7. Technologické vlastnosti polymerace:

Polymerace za vysokého tlaku atd.

8. Chemická podstata monomerů:

Polymerace olefinů atd.

Základem chemických přeměn polymerů je nahrazení některých funkčních skupin jinými, ke kterému dochází bez změny stupně polymerace.

Historická data

Polymerace byla objevena v polovině 19. století téměř současně s izolací prvních monomerů schopných polymerace (styren, isopren, vinylchlorid, kyselina metakrylová aj.). Podstata polymerace jako řetězového procesu tvorby pravých chemických vazeb mezi molekulami monomerů však byla pochopena až ve 20.–30. XX století díky dílům G. Staudingera, S. V. Lebedeva, B. V. Byzova, K. Zieglera. V roce 1922 chemik Staudinger dokázal, že polymery jsou sloučeniny skládající se z velkých molekul, jejichž atomy jsou spojeny kovalentními vazbami.

Syntetické polymery. Umělé polymerní materiály

Přírodní polymerní materiály člověk ve svém životě používá odedávna. Jsou to kůže, kožešiny, vlna, hedvábí, bavlna atd., používané k výrobě oděvů, různá pojiva (cement, vápno, hlína), která při vhodném zpracování vytvářejí trojrozměrná polymerová tělesa, široce používaná jako stavební materiály . Průmyslová výroba řetězových polymerů však začala již na počátku 20. století, i když předpoklady pro to byly vytvořeny již dříve.

Téměř okamžitě se průmyslová výroba polymerů rozvinula dvěma směry – zpracováním přírodních organických polymerů na umělé polymerní materiály a výrobou syntetických polymerů z organických nízkomolekulárních sloučenin.

V prvním případě je velkovýroba založena na celulóze. První polymerní materiál z fyzikálně modifikované celulózy - celuloid - byl získán na počátku 20. století. Velkosériová výroba éterů a esterů celulózy byla založena před a po druhé světové válce a trvá dodnes. Používají se k výrobě filmů, vláken, barev a zahušťovadel. Je třeba poznamenat, že rozvoj kinematografie a fotografie byl možný pouze díky nástupu průhledné nitrocelulózové fólie.

Výroba syntetických polymerů začala v roce 1906, kdy si L. Baekeland nechal patentovat tzv. bakelitovou pryskyřici - kondenzační produkt fenolu a formaldehydu, který se zahřátím mění v trojrozměrný polymer. Po desetiletí se z něj vyráběly kryty elektrospotřebičů, baterií, televizorů, zásuvek atd. a nyní se častěji používá jako pojivo a lepidlo.

Epochální událostí ve světě polymerů byl objev v polovině 50. let 20. století a prudký průmyslový rozvoj katalyzátorů Ziegler-Natta, které vedly ke vzniku polymerních materiálů na bázi polyolefinů a především polypropylenu a nízké -hustotní polyethylen (předtím byla výroba polyethylenu zvládnuta při tlaku řádově 1000 atm.), stejně jako stereoregulární polymery schopné krystalizace. Poté byly do sériové výroby zavedeny polyuretany - nejběžnější tmely, adhezivní a porézní měkké materiály (pěnová pryž), dále polysiloxany - organoprvkové polymery, které mají oproti organickým polymerům vyšší tepelnou odolnost a elasticitu.

Výčet doplňují tzv. unikátní polymery syntetizované v 60.-70. XX století Tyto zahrnují aromatické polyamidy, polyimidy, polyestery, polyetherketony atd.; Nepostradatelnou vlastností těchto polymerů je přítomnost aromatických kruhů a (nebo) aromatických kondenzovaných struktur. Vyznačují se kombinací mimořádné pevnosti a tepelné odolnosti.

Polyethylen

Bílý termoplastický polymer. Polyethylen je polymer ethenu (ethylenu).

Průmyslově se vyrábí polymerací ethenu za vysokého tlaku a nízkého nebo středního tlaku. Struktura a vlastnosti polyethylenu jsou dány způsobem jeho výroby. Průměrná molekulová hmotnost nejběžnějších značek je 30-800 tisíc; stupeň krystalinity a hustota při 20 °C jsou 50 % a 0,918-0,930 g/cm3 pro nízkohustotní polyethylen a 75-90 % a 0,955-0,968 g/cm3 pro vysokohustotní polyethylen. S rostoucí hustotou se zvyšuje tvrdost, modul v ohybu, mez kluzu a chemická odolnost. Polyethylen kombinuje vysokou pevnost v tahu (10-45 MN/m2 nebo 100-450 kgf/cm2) s elasticitou (tažnost 500-1000 %). Má dobré elektroizolační vlastnosti (např. tangens dielektrických ztrát 2×10-4-4×10-4 při teplotách od -120 do 120? C a frekvenci 10-50 kHz). Odolný vůči působení alkálií jakékoli koncentrace, organických kyselin, koncentrované kyseliny chlorovodíkové a fluorovodíkové; zničené kyselinou dusičnou, chlorem a fluorem; nad 80 C se rozpouští v alifatických a aromatických uhlovodících a jejich halogenderivátech; relativně odolný vůči radioaktivnímu záření; neškodný; rozsah provozních teplot od -80 ¸ -120 do 60 ¸ 100 C.

Polyetylen je jedním z nejlevnějších polymerů, spojuje cenné vlastnosti se schopností zpracování všemi vysoce výkonnými metodami známými pro termoplasty. Proto je polyetylen na prvním místě v celosvětové produkci polymeračních plastů.

Polyetylen se používá k výrobě fólií, trubek (včetně odpadních vod a agresivních kapalin, hlavních plynovodů), profilovaných obchodních předmětů, izolací pro dráty a kabely, nádob (lahve, kanystry, nádrže), galvanických lázní, sanitárních výrobků, vláken, atd., široce používané v různých odvětvích techniky, zemědělství a každodenního života. Nejrozšířenější je nízkohustotní polyetylén. Velký technický význam mají také produkty chlorace a chlorsulfonace polyethylenu.

Polystyren

Polystyren je produktem polymerace styrenu (vinylbenzenu) a patří do termoplastické třídy polymerů.

Fenylové skupiny zabraňují uspořádanému uspořádání makromolekul a tvorbě krystalických útvarů. Je to tvrdý, křehký, amorfní polymer s vysoký stupeň optická propustnost světla, nízká mechanická pevnost, vyrábí se ve formě průhledných válcových granulí. Polystyren má nízkou hustotu (1060 kg/M3), tepelnou odolnost (do 105 °C) a smrštění při zpracování vstřikováním 0,4-0,8 %. Polystyren má vynikající dielektrické vlastnosti a dobrou mrazuvzdornost (do -40°C). Má nízkou chemickou odolnost (kromě zředěných kyselin, alkoholů a zásad). Pro zlepšení vlastností polystyrenu je modifikován smícháním s různými polymery - podrobeny zesíťování, čímž se získávají kopolymery styrenu.

Široké použití polystyrenu (PS) a plastů na něm založených je založeno na jeho nízké ceně, snadném zpracování a obrovském sortimentu různých značek. Nejpoužívanější (více než 60 % produkce polystyrenových plastů) jsou nárazuvzdorné polystyreny, což jsou kopolymery styrenu s butadienem a divinylstyrenovým kaučukem. V současné době byly vytvořeny četné další modifikace styrenových kopolymerů.

Průmyslová produkce polystyren je založen na radikálové polymeraci styrenu. Existují 3 hlavní způsoby, jak jej získat:

Emulze (PSE). Nejzastaralejší způsob výroby, který se ve výrobě příliš nepoužívá. Emulzní polystyren se získává jako výsledek polymerační reakce styrenu ve vodném roztoku alkalických látek při teplotě 85-95°C. Tato metoda vyžaduje: styren, vodu, emulgátor a iniciátor polymerace. Styren je předčištěn z inhibitorů: trebutyl-pyrokatechol nebo hydrochinon. Jako iniciátory reakce se používají ve vodě rozpustné sloučeniny, oxid vodíku nebo persíran draselný. Jako emulgátory se používají soli mastné kyseliny, alkálie (mýdlo), soli sulfonových kyselin. Reaktor se naplní vodným roztokem ricinový olej a důkladném míchání se zavede styren a iniciátory polymerace, načež se výsledná směs zahřeje na 85 až 95 °C. Monomer rozpuštěný v mýdlových micelách začíná polymerovat, pocházející z kapek emulze. V důsledku toho se tvoří částice polymer-monomer. Ve fázi 20% polymerace se micelární mýdlo spotřebovává k vytvoření adsorbovaných vrstev a proces dále probíhá uvnitř částic polymeru. Proces končí, když je obsah volného styrenu nižší než 0,5 %. Dále je emulze transportována z reaktoru do srážecího stupně, aby se dále redukoval zbytkový monomer; za tím účelem je emulze koagulována s roztokem kuchyňské soli a sušena, čímž se získá prášková hmota s velikostí částic do 0,1 mm. . Zbytky alkalických látek ovlivňují kvalitu výsledného materiálu, protože není možné zcela odstranit cizí nečistoty a jejich přítomnost dává polymeru nažloutlý odstín. Touto metodou lze vyrobit polystyren s nejvyšší molekulovou hmotností. Polystyren získaný touto metodou má zkratku PSE, která se pravidelně vyskytuje v technické dokumentaci a starých učebnicích o polymerních materiálech.

Odpružení (PSS). Suspenzní způsob polymerace se provádí podle periodického schématu v reaktorech s míchadlem a pláštěm odvádějícím teplo. Styren se připravuje suspendováním v chemikálii čistá voda pomocí stabilizátorů emulzí (polyvinylalkohol, polymethakrylát sodný, hydroxid hořečnatý) a iniciátorů polymerace. Proces polymerace se provádí s postupným zvyšováním teploty (až 130 °C) pod tlakem. Výsledkem je suspenze, ze které se odstředěním izoluje polystyren, poté se promyje a suší. Tato metoda výroba polystyrenu je také zastaralá a je nejvhodnější pro výrobu kopolymerů styrenu. Tato metoda se používá především při výrobě pěnového polystyrenu.

Blok nebo získaný ve hmotě (PSM). Existují dvě výrobní schémata: úplná a neúplná konverze. Tepelná polymerace ve velkém podle kontinuálního schématu je systém 2-3 kolonových reaktorů zapojených do série s míchadly. Polymerace probíhá ve stupních v prostředí benzenu - nejprve při teplotě 80-100 °C a poté ve fázi 100-220 °C. Reakce se zastaví, když stupeň přeměny styrenu na polystyren dosáhne 80 až 90 % hmotnosti (u metody neúplné konverze se stupeň polymerace zvýší na 50 až 60 %). Nezreagovaný styrenový monomer se z polystyrenové taveniny odstraní vakuem a obsah zbytkového styrenu v polystyrenu se sníží na 0,01-0,05 %, nezreagovaný monomer se vrací k polymeraci. Polystyren vyráběný blokovou metodou se vyznačuje vysokou čistotou a stabilními parametry. Tato technologie je nejúčinnější a nemá prakticky žádný odpad.

Polyvinyl chlorid

Polyvinylchlorid - (PVC, polyvinylchlorid, vestolit, hostalite, winnol, corvik, sikron, jeon, nippeon, sumilite, lukovil, helvik, norvik atd.) bílý plast, termoplastický polymer vinylchloridu. Je chemicky odolný vůči zásadám, minerálním olejům, mnoha kyselinám a rozpouštědlům. Na vzduchu nehoří, ale má nízkou mrazuvzdornost (–15°C). Tepelná odolnost: +65°C.

Molekulová hmotnost 10–150 tisíc; hustota - 1,35–1,43 g/cm³. Teplota skelného přechodu je 75–80 °C (u žáruvzdorných druhů do 105 °C), bod tání 150–220 °C. Hořlavý. Při teplotách nad 110–120 °C je náchylný k rozkladu za uvolňování chlorovodíku HCl.

Rozpouští se v cyklohexanonu, tetrahydrofuranu (THF), dimethylformamidu (DMF), dichlorethanu, v omezené míře v benzenu, acetonu. Nerozpustný ve vodě, alkoholech, uhlovodících; odolný v roztocích zásad, kyselin, solí.

Pevnost v tahu - 40–50 MPa, pevnost v ohybu - 80–120 MPa. Měrný elektrický odpor - 1012 - 1013 Ohm m.

Odolává vlhkosti, kyselinám, zásadám, solným roztokům, benzínu, petroleji, tukům, alkoholům a má dobré dielektrické vlastnosti.

Tangenta ztráty je asi 0,01–0,05.

Získává se suspenzní nebo emulzní polymerací vinylchloridu a také blokovou polymerací.

Používá se k elektrické izolaci vodičů a kabelů, výrobě plechů, trubek (hlavně chlorovaného polyvinylchloridu), fólií, fólií na zavěšené stropy, umělé kůže, polyvinylchloridových vláken, polyvinylchloridové pěny, okenních profilů, linolea, botníkových plastových směsí, hrany nábytku atd.

Hlavním problémem spojeným s používáním PVC je obtížnost jeho likvidace – při spalování vznikají vysoce toxické organochlorové sloučeniny.

Po 10 letech používání začíná reverzní reakce, to znamená, že materiál samostatně začíná uvolňovat organochlorové sloučeniny do životního prostředí. Moderní technologie Vytvářejí způsoby, jak blokovat tuto vlastnost PVC, ale stále jsou neúčinné.

Plasty

Plasty (plastové hmoty, plasty) jsou organické materiály na bázi syntetických nebo přírodních vysokomolekulárních sloučenin (polymerů). Plasty na bázi syntetických polymerů jsou extrémně široce používány.

Označení „plasty“ znamená, že tyto materiály jsou schopny se tvarovat působením tepla a tlaku a po ochlazení nebo vytvrzení si zachovat daný tvar. Proces formování je doprovázen přechodem plasticky deformovatelného (viskózního toku) stavu do stavu sklovitého. V závislosti na povaze polymeru a povaze jeho přechodu z viskózního toku do skelného stavu při lisování komerčních předmětů se plasty dělí na termoplasty a termosety.

Výroba syntetických plastů je založena na polymeračních, polykondenzačních nebo polyadičních reakcích nízkomolekulárních výchozích látek izolovaných z uhlí, černého zlata nebo zemního plynu. V tomto případě se tvoří vysokomolekulární vazby s velký počet zdrojové molekuly (předpona „poly-“ z řeckého „mnoho“, například ethen-polyethylen).

Základní mechanické vlastnosti pro plasty jsou stejné jako pro kovy.

Nábytkové plasty. Plast, který se používá k výrobě nábytku, se získává impregnací papíru termosetovými pryskyřicemi. Výroba papíru je energeticky a kapitálově nejnáročnějším krokem v celém procesu výroby plastů. Používají se dva druhy papírů: základem plastu je papír kraft (silný a nebělený) a dekorativní (aby plast získal design). Pryskyřice se dělí na fenolformaldehydové pryskyřice, které se používají k impregnaci kraftového papíru, a melaminformaldehydové, které se používají k impregnaci dekorativního papíru. Melaminformaldehydové pryskyřice se vyrábějí z močoviny, takže jsou dražší.

Nábytkový plast se skládá z několika vrstev. Ochranná vrstva - overlay - je prakticky průhledná. Vyrobeno z vysoce kvalitního papíru, impregnovaného melaminformaldehydovou pryskyřicí. Další vrstva je dekorativní. Poté několik vrstev kraftového papíru, který je základem plastu. A poslední vrstvou je vyrovnávací vrstva (kraftový papír impregnovaný melaminformaldehydovými pryskyřicemi). Tato vrstva je přítomna pouze v americkém nábytkovém plastu.

Hotový nábytkový plast je odolný tónovaný plech o tloušťce 1-3 mm. Jeho vlastnosti jsou podobné getinaxu. Zejména se neroztaví, když se dotkne hrot páječky, a přísně vzato se nejedná o plastickou hmotu, protože ji nelze odlévat za tepla, i když při zahřátí lze změnit tvar plechu. Nábytkový plast byl ve 20. století hojně využíván k výzdobě interiérů vozů metra.

Plasty se vyznačují nízkou hustotou (0,85-1,8 g/cm³), extrémně nízkou elektrickou a tepelnou vodivostí a nepříliš vysokou mechanickou pevností. Při zahřátí (často s předběžným změkčením) se rozkládají. Necitlivý na vlhkost, odolný vůči silným kyselinám a zásadám, postoj k organickým rozpouštědlům se liší (v závislosti na chemické povaze polymeru). Fyziologicky téměř neškodný. Vlastnosti plastů lze modifikovat kopolymerací nebo stereospecifickými polymeračními metodami, kombinováním různých plastů mezi sebou nebo s jinými materiály, jako je skelné vlákno, textilie, zaváděním plniv a barviv, změkčovadel, tepelných a světelných stabilizátorů, ozařování atd. stejně jako různé suroviny, například použití odpovídajících polyolů a diisokyanátů při výrobě polyurethanů.

Termoplasty (termoplastické plasty) se při zahřátí taví a po ochlazení se vracejí do původního stavu.

Termosetové plasty (termosety) mají vyšší provozní teploty, ale při zahřátí se ničí a při následném ochlazení již neobnovují své původní vlastnosti.

Tvrdost plastů určuje Brinell při zatížení 50-250 kgf na kouli o průměru 5 mm.

Martensova tepelná odolnost je teplota, při které se plastový blok o rozměrech 120 × 15 × 10 mm, ohýbaný v konstantním momentu, vytvářejícím největší ohybové napětí na hranách 120 × 15 mm, rovnající se 50 kgf/cm², zbortí nebo ohne. takže páka o délce 210 mm se posune o 6 mm.

Tepelná odolnost Vicata je teplota, při které se válcová tyč o průměru 1,13 mm pod vlivem zátěže o hmotnosti 5 kg (u měkkých plastů 1 kg) prohloubí do plastu o 1 mm.

Teplota křehkosti (mrazuvzdornost) je teplota, při které se plastový nebo elastický materiál může při nárazu křehce zlomit.

Pro dodání speciálních vlastností plastu se do něj přidávají změkčovadla (křemík, dibutylftalát, PEG atd.), zpomalovače hoření (kyselina difenylbutansulfonová), antioxidanty (trifenylfosfit, nenasycené uhlovodíky).

Plastový systém značení:

Na pomoc při recyklaci jednorázových předmětů vyvinula Unie plastikářského průmyslu v roce 1988 systém označování všech typů plastů a identifikační kódy. Plastové označení se skládá ze 3 šipek ve tvaru trojúhelníku, uvnitř kterých je číslo označující typ plastu:

PET nebo PETE - Polyethylentereftalát. Běžně se používá pro láhve na minerální vodu, nealkoholické nápoje a ovocné šťávy, obaly, blistry, čalounění. Takové plasty jsou potenciálně nebezpečné pro potravinářské použití.

PEHD nebo HDPE - Polyethylen s vysokou hustotou. Některé lahve, baňky a obecněji polotuhé obaly. Považováno za bezpečné pro potravinářské použití.

PVC nebo PVC - Polyvinylchlorid. Používá se na trubky, trubky, zahradní nábytek, podlahy, okenní profily, žaluzie, lahve čistící prostředky a olejové plátna. Materiál je potenciálně nebezpečný pro potravinářské použití, protože může obsahovat dioxiny, bisfenol A, rtuť, kadmium.

LDPE a PEBD - nízkohustotní polyethylen. Nepromokavé plachty, pytle na odpadky, tašky, fólie a flexibilní nádoby. Považováno za bezpečné pro potravinářské použití.

PP - Polypropylen. Používá se v automobilovém průmyslu (zařízení, nárazníky), při výrobě hraček, ale i v potravinářství, hlavně při výrobě obalů. Považováno za bezpečné pro potravinářské použití.

PS - Polystyren. Používá se při výrobě tepelně izolačních desek pro budovy, balení potravin, příbory a kelímky, krabičky na CD a další obaly (přilnavá fólie a pěna), hračky, nádobí, pera a tak dále. Materiál je potenciálně nebezpečný, zvláště pokud se spálí, protože obsahuje styren.

JINÉ nebo O - Ostatní. Do této skupiny patří jakýkoli jiný plast, který nelze zařadit do předchozích skupin. Patří sem například plasty na bázi polykarbonátu. Takové plasty jsou potenciálně toxické, zejména ty, které používají polykarbonát a ty na bázi bisfenolu A.