POLIMERY I ICH ZASTOSOWANIE W GOSPODARSTWIE DOMOWYM

Polimery - związki o bardzo dużej masie cząsteczkowej i jednocześnie regularnej, powtarzalnej budowie. Polimery są zbudowane z długich łańcuchów utworzonych ze stale powtarzających się jednostek zwanych merami. Polimery naturalne są jednym z podstawowych budulców organizmów żywych. Polimery syntetyczne są podstawowym budulcem tworzyw sztucznych, a także wielu innych powszechnie wykorzystywanych produktów chemicznych takich jak: farby, lakiery, oleje przemysłowe, środki smarujące, kleje itp. Polimery syntetyczne otrzymuje się w wyniku łańcuchowych lub sekwencyjnych reakcji polimeryzacji ze związków posiadających minimum dwie grupy funkcyjne zwanych monomerami.

Zastosowania polimerów

• tworzywa sztuczne

• farby i lakiery

• kleje i podobne środki powierzchniowo czynne

• polimery ciekłokrystaliczne

• membrany i inne materiały o zdolnościach rozdzielczych

• mikrosfery polimerowe

Przykłady polimerów

• polietylen - np. butelki, pojemniki, zabawki, folie

• polipropylen - bardziej wytrzymały niż polietylen (wyższa temperatura topnienia) np. wykładziny, rury

• polistylen - twardy, kruchy

• polichlorek winylu - tworzywo otrzymywane ponad 100 lat temu, wykazuje dużą odporność na działanie stężonych kwasów i zasad

• nylon - mocny, rozciągliwy

• kauczuk syntetyczny - główny składnik gumy

• teflon - najbardziej odporny na ciepło i substancje żrące, nie reaguje z rozpuszczalnikami

• polimetakrylan metylu (szkło organiczne) - o wyjątkowo dużej przezroczystości

Tworzywa sztuczne są to materiały wytworzone z polimerów przez połączenie ich z określonymi dodatkami, takimi jak napełniacze, pigmenty, barwniki, zmiękczacze, stabilizatory, antystatyki i środki zmniejszające palność. W zależności od rodzaju i ilości stosowanych dodatków można otrzymać z tego samego polimeru różne tworzywa o odmiennych właściwościach. Na przykład polichlorek winylu z dodatkiem środków stabilizujących może być wykorzystany jako twarde tworzywo zwane winidurem. Ten sam polimer z dodatkiem ziemi okrzemkowej, czyli napełniaczem i niewielką ilością ftalanu dioktylu jako zmiękczacza, stosuje się do tworzyw na wykładziny podłogowe. Kompozycja polichlorku winylu z ftalanem dioktylu, użytym w ilości około 50% masy umożliwia otrzymanie tworzywa miękkiego, zwanego winiplastem stosowanego do otrzymywania folii.

Napełniacze są to związki chemiczne zarówno nieorganiczne (talk, kreda, ziemia okrzemkowa, proszki metali i inne), jak i organiczne (celuloza, mączka drzewna, tkaniny itp.), które zmieszane z określonym polimerem poprawiają jego niektóre właściwości użytkowe, a równocześnie często obniżają cenę gotowego tworzywa.

Pigmenty są to barwne substancje chemiczne, nierozpuszczalne w polimerze, które nadają barwę otrzymanemu tworzywu, a równocześnie czynią go nieprzeźroczystym.

Barwniki są to barwne substancje organiczne, rozpuszczalne w danym polimerze z przeznaczeniem do otrzymania barwnych, przezroczystych tworzyw.

Zmiękczacze, czyli plastyfikatory są to substancje, które rozpuszczają częściowo polimer z utworzeniem roztworu koloidalnego, który przechodzi w stały żel charakteryzujący się dobrymi właściwościami elastoplastycznymi.

Stabilizatory są to substancje, które wprowadzone do tworzywa zwiększają jego odporność na określone czynniki, takie jak temperatura, oddziaływanie promieni ultrafioletowych i inne. Tworzywa stabilizowane charakteryzują się zwiększoną odpornością na starzenie.

Antystatyki są to substancje, których dodatek zapobiega elektryzowaniu się powierzchni tworzywa.

Tworzywa sztuczne w zależności od swego przeznaczenia dzieli się na

• konstrukcyjne do wytwarzania określonych wyrobów

• elastoplastyczne, czyli folie

• adhezyjne, czyli kleje

• powłokowe (farby lakiery)

• włóknotwórcze

• porowate (pianki i gąbki)

• specjalne (wymieniacze jonowe).

W zależności od rodzaju użytego polimeru tworzywa sztuczne dzieli się na:

• termoplastyczne, które można wielokrotnie przerobić w podwyższonej temperaturze,

• termoutwardzalne, które w podwyższonej temperaturze, po uformowaniu określonego kształtu, stają się nietopliwe i nierozpuszczalne,

• chemoutwardzalne, które pod wpływem określonych czynników chemicznych usieciowują się przestrzennie, przy czym stają się nietopliwe i nierozpuszczalne.

W różnych dziedzinach życia codziennego stosuje się obecnie dużą ilość różnorodnych tworzyw sztucznych różniących się składem chemicznym i właściwościami. Niektóre z nich na pierwszy rzut oka są bardzo do siebie podobne, a w rzeczywistości różnią się w zasadniczy sposób. Podczas klejenia uszkodzonego wyrobu, regeneracji odpadów, użycia określonego materiału, niezbędne jest wcześniejsze określenie składu chemicznego tworzywa. Pełna analiza danego materiału jest często trudna, wymaga długiego czasu i odpowiednich urządzeń. Konieczne jest wcześniejsze rozdzielenie tworzywa na poszczególne elementy składowe, takie jak polimer, napełniacze, zmiękczacze, pigmenty i inne. Do wielu celów wystarczy jednak zidentyfikowanie podstawowego składnika tworzywa, jakim jest polimer. Znane są proste metody pozwalające na szybkie zidentyfikowanie najczęściej stosowanych polimerów i zakwalifikowanie tworzywa do określonej grupy.

Nazwa i wzór monomeru	Nazwa handlowa polimeru	Zastosowanie
Etylen CH2=CH2	Polietylen	Folia, opakowania , rury, izolacja elektryczna
Propylen CH3-CH=CH2	Polipropylen, moplen	Folia, kształtki , uszczelki , rury
Etylen i propylen	Dutral	kauczuk syntetyczny, opony
Styren CH2=CH-C6H5	Polistyren	Opakowania, izolacja elektryczna i cieplna (styropian)
Tetrafluoroetylen CF2=CF2	Teflon	Aparatura chemiczna, kształtki części maszyn, uszczelki
Chlorek winylu CH2=CHCl	Polichlorek winylu, igelit, winidur, PCV	Aparatura chemiczna, folia, opakowania, rury, izolacja, okładziny, płyty
Butadien CH2=CH-CH=CH2	Buna	Kauczuk
Butadien, styren	Buna S, SBR	Kauczuk
Butadien, akrylonitryl CH2=CHCN	Buna N	Kauczuk
Chloropren CH2=CH-CCl=CH2	Neopren	Kauczuk odporny na benzynę i smary
Izobutylen CH2=C(CH3)2	Oppanol	Kauczuk
Akrylonitryl CH2=CHCN	Orlon	Włókna
Fenol C6H5OH formaldehyd	Fenoplasty, bakelit	Kształtki, laminaty, żywice, galanteria, lakiery, tłoczywa
Mocznik (NH2)2CO	Aminoplasty	Tłoczywa proszkowe, kleje chemolak, galanteria,
Fenol, związki epoksydowe R-CH-CH-R O	Żywice epoksydowe	Elementy konstrukcyjne, laminaty, kleje
Tereftalan metylu,glikol etylenowy	Terylen, elana	Włókna
Kaprolaktam	Stylon	Włókna
Silanodiol	Silikony	Oleje silnikowe, żywice, lakiery, uszczelki

---