Plastične mase

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

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

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

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

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

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

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

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

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

_katalizator

n (CH₂CH₂) → (CH₂CH2)_n

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

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

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

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

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

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

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

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

Koje su prednosti, a koji nedostaci sintetičkih polimera?

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

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

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

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