Un mare chimist, N.N. Semenov, spunea ca daca secolul al XIX-lea, este deseori denumit secolul aburului si al electricitatii, atunci secolul XXI poate fi numit pe drept cuvant secolul energiei atomice si al materialelor sintetice.
Aceste afirmatii au la baza un fenomen unic in istoria umanitatii. Este vorba despre trecerea, pentru prima data, la utilizarea de catre om a unor materiale pe care nu le-a mai gasit in natura ca atare sau in forme imbunatatite, mai apropiate de cerintele diferitelor utilizari, asa, cum se intamplase pana atunci timp de milenii. Specia "homo sapiens" a trecut in acest atat de contradictoriu secol al XXI-lea, cu deosebire incepand din a doua sa jumatate, la realizarea unor materiale complet noi, create de el insusi, obtinute din cu totul alte resurse decat cele clasice, si care erau "proiectate" inca din faza premergatoare sintezei pentru una sau alta dintre nevoile tot mai sofisticatei tehnici actuale. Cu alte cuvinte, omul a incetat sa mai aleaga din oferta generoasa a naturii materialele ce se apropiau cel mai mult de dorintele sale si a trecut la "confectionarea" lor conform acestora.
Asa au aparut materialele sintetice dintre care cele mai raspandite sunt cele polimere. Inlocuind datorita calitatilor lor superioare si mai ales, posibilitatii de a fi obtinute in cantitati mari la preturi scazute, in conditii energetice blande-materiale clasice ca lemnul, fierul si aliajele sale, metalele neferoase, lana, bumbacul, cauciucul natural etc, ele au invadat pur si simplu, in egala masura, viata noastra cotidiana, ca si ramurile cele mai avansate ale stiintei si tehnicii, fiind astazi, practice, omniprezente. S-a nascut astfel o adevarata civilizatie a materialelor sintetice, o "civilizatie a inlocuitorilor".
Descoperirea si dezvoltarea atat de spectaculoasa a polimerilor sintetici in ultimele decenii este faptul ca macromoleculele au fost prezente dintotdeauna in jurul nostru; si acestea cu deosebire in lumea vie. Mai mult chiar, fara sa o stie, omul i-a utilizat sub cele mai diverse forme, inca din zorii civilizatiei. Dar, desi utilizati din cele mai vechi timpuri, compusii macromoleculari naturali-pielea, lana, bumbacul, rafia, matasea, lemnul sau pergamentul au inceput sa ne dezvaluie tainele lor abia in a doua jumatate a secolului trecut. Existenta lor in organismele vii, confirmata in aceeasi perioada, a stimulat interesul pentru cercetarea si cunoasterea, din ce in ce mai intima, a fascinantei lumi a moleculelor uriase.
Oamenii de stiinta au descoperit treptat importanta enzimelor in cataliza reactiilor metabolice, rolul carbohidratilor in organismele vegetale, transmiterea ereditatii prin intermediul acizilor nucleici. S-a constatat ca proteinele constituie substantele vitale ale organismelor animale, indeplinind functii de transport, protectie, inmagazinare sau de structura. Procesele care au loc in materia vie, corelarea si reglarea lor perfecta se datoresc practice in exclusivitate biopolimerilor.
Metodele chimice sau enzimatice de hidroliza a macromoleculelor naturale au demonstrate ca acestea elibereaza un numar restrans de compusi simpli, adesea unul singur. Proteinele sau enzimele, de exemplu contin pana la 20 de aminoacizi diferiti, in timp ce celuloza sau amidonul sunt formati numai din glucoza, iar cauciucul natural sau gutaperca numai din izopren.
Primele elucidari ale structurii unuia din cei mai importanti polimeri naturali cu structura spatiala regulate, celuloza, legate de numele lui K. Freudenberg, ca si cercetarile de pionierat ale lui H. Staudinger, au pus bazele chimiei macromoleculelor, sugerand in acelasi timp perspective productiei polimerilor sintetici. Acestia au aparut treptat, din momentul in care tehnologia a cerut noi tipuri de materiale, iar chimia si fizica au pus la dispozitia cercetarilor mijloacele de sinteza si de investigare.
Cele mai interesante domenii de aplicare ale materialelor plastice:
a) Industria de ambalaje este si va ramane si in viitor in lume principalul consumator de materiale plastice. Desigur, datorita crizei mondiale a petrolului, nu se vor mai inregistra cresterile importante preconizate anterior. Totusi 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. Coordonatele principale ale utilizarii lor le constituie patrunderea mai adanca a materialelor plastice in domeniile de utilizare actuala ale sticlei, hartiei, tablelor si foliilor metalice, extinderea si perfectionarea sistemelor de ambalaje industriale (pe palete, minipalete, filme contractibile, ambalaje grupate), cresterea consumului de materiale plastice cu structura poroasa ca inlocuitori ai ambalajelor din lemn etc.
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%.
Primele procedee aplicate industrial au fost cele de polimerizare in masa, la presiuni ridicate. In aceste procedee etena se purifica pana la un grad de puritate de peste 98% si i se adauga un initiator, care poate fi chiar oxigenul (0,5%). Amestecul se comprima la 1500-2000 atm ( in unele procedee moderne se lucreaza chiar la 3000 atm) si apoi se introduce in reactorul de polimerizare. Temperatura de lucru este corelata cu presiunea si variaza intre 150-300 grade Celsius. Masa moleculara a polimerului are valori mai mari decat 18000.
Polietena astfel obtinuta are o masa moleculara mai mare, este mai transparenta, mai elastica si are o rezistenta mecanica mai buna fata de polietena obtinuta la presiune inalta.
Procedeul de joasa presiune prezinta o serie de avantaje, deoarece polimerul obtinut are calitati superioare, iar instalatiile sunt mai simple, pentru ca nu se mai lucreaza la presiuni inalte. Apar insa si unele dezavantaje, ca: necesitatea unor anexe ale instalatiei, destinate recuperarii solventului, masuri speciale de protectie dictate de sensibilitatea foarte ridicata a catalizatorilor folositi la urmele de apa sau la oxigen (se pot aprinde foarte usor).
Polietena se foloseste la izolarea cablurilor electrice, la fabricarea diferitelor piese sau obiecte de uz industrial sau casnic, la fabricarea foliilor etc.
Pentru fabricarea polistirenului se folosesc toate tipurile de polimerizare cu toate ca polimerizarea in masa este frecvent utilizata, cele mai moderne procedee se bazeaza pe polimerizarea in suspensie.
Perlele contin un polimer cu masa moleculara mare (de ordinul sutelor de mii), cu aspect sticlos si pot fi folosite ca atare, sau sub forma de granule in care s-au inclus eventual si un colorant.
Polistirenul se intrebuinteaza in electrotehnica (fiind un bun izolant), la obtinerea de placi sau blocuri, ce pot fi prelucrate mecanic (de exemplu la strung), la obtinerea unor piese sau obiecte de diferite forme; prin gazeificare cu butan sau pentan serveste la obtinerea polistirenului expandat, care este folosit pentru izolatiile fonice sau termice.
Prin polimerizarea stirenului in amestec cu butadiene se obtine un elastomer (polimer cu proprietati elastice) si anume cauciucul butadien-stirenic, fabricat la noi in tara sub denumirea de Carom 35.
Si in cazul butadienei se folosesc toate metodele de polimerizare. O mai mare raspandire o au procedeele bazate pe polimerizarea in solutie.
Polibutadiena si copolimerii sai au proprietati asemanatoare cu ale cauciucului natural si sunt folositi drept cauciuc sintetic, sub diferite denumiri comerciale, de exemplu: 1,4-cis-
1. I. Diaconescu, M. Lefter, M.O. Sebe - Tehnologia polimerilor, manual pentru clasa a XI-a licee de chimie industriala, meseria operator la fabricarea si prelucrarea polimerilor, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982
2. D.S. Vasilescu, N. Verbancu, N. Carlan - Cartea operatorului din industria prelucrarii cauciucului, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1981
3. Andrei Dumitrescu, Constantin Opran - Materiale polimerice, S.C.I.C.T.C.M.S.A., Bucuresti, 2002
4. Jane Wertheim, Chris Oxlade, Corrinne Stockley - Dictionar ilustrat de chimie, Ed. Aquila, Oradea, 1993
5. Aurora Dulca, Aurelia Vidrascu - Tehnologie chimica, manual pentru clasa a X-a, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1989
6. M. Nuta, D. Nuta - Ambalaje din materiale plastice, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1993
7. Luminita Bertelean, Olivia Cosma, Ruxandra Lisandru - Manual de pregatire teoretica de baza, chimie industriala, Ed. Oscar Print, Bucuresti, 2000
8. Elena Alexandrescu, Viorica Zaharia - Manual de chimie, clasa X-a, Ed. LVS Crepuscul, Ploiesti, 2000
9. C.D. Nenitescu - Chimie generala, Ed. V-a, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1985
10. Teslaru I., Mitrea P. - Protectia muncii in industria chimica, manual pentru clasa IX-a si aX-a, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1996
11. Norme specifice de securitate a muncii pentru laboratoarele de analize fizico-chimice si mecanice, Ministerul Muncii, Departamentul protectiei muncii, 1996
12. Gabriela Noveanu, Viorica Tudor - Manual de chimie clasa X-a, Ed. Sigma, Bucuresti, 2004
13. Instructiuni de lucru din industria chimica.
Pentru a descărca acest document,
trebuie să te autentifici in contul tău.
