.

SI,

O Modelarea mate-

palnie de rialului plastic prinalimentare extrudare. Granule

dintr-un polimer sunt

trecute printr-unarbore de cilindru incalzit sitransmisie al Implnse prlntr-o

bulonului matri1a. Aceasta

modeleaza polimerulin bare, tuburi, benzi,placi sau segmentede forme speciale.

EXTRUDARE

minereuri pentruracire cu apainc31zitoare

Multe articole fabricate maidemult din lemn, metal sau altemateriale se fac astiizi dinmaterial p1astic. Toate materia-lele p1astice au un htcru fncomun -ele sunt mode1ate prinprocese ce fo1osesc ciildura,presiunea, sau pe amandoua.

matri,3

INjECTAREi ajutaj c:z- palnie de

.;._. 0; alimentare

)--., preslune

hidraulica

extrudat- matri,a e

deschisa

bulon

cornercial, pe scam larga. Cu doi ani mai tarziu,in 1864, problernele de care s-a lmpiedicatParkes au fost dep~ite, in SUA, de John WesleyHyatt. In lacul uleiului de ricin, Hyatt a folositcamforul drept plastiflant ~l a descoperit ca acestpraces funqiona bine pe scam larg:1. El a numitnoul produs celuloid. Cucind acesta a fost folosit matri,a bara de presiune

pentru fabricarea a sute de articole, precurn ma- FORMARE PRIN SUFLARE .nere de cutite, bile de biliard ~i fllme fotografice. laer comprlmat

Polimeri sinteticiPrimul polimer cornplet sintetic, care s-a dovedita fi reu~it, a fast produs in Belgia in anul 1908de catre Leo Baekeland. in lac sa rnodifice unpolimer natural, el a sintetizat unul nou dinreactia fenalului (acid fenalic) cu farmaldehida.Materialul sau plastic, numit bachelita, a inceputsa fie falasit, pe scam larga, pentru articaleamamentale ~1 arrnaturi electrice.

Strudura polimeruluiIn ciuda succesului pe care l-au avut primelemateriale plastice, nu se putea face un progressemnificativ fam a Intelegere in detaliu apalimerilar ~i a felului in care se farmau. Tbateacestea au fast explicate in anii 1920 de catre unchimist german, Hermann Staudinger, care a

incalziresp re ~ F material plastic. .'J ormarea prln In- ~I raclreInstala\la de . t . I.-."

d"." Jec are Imp Ica Impln-con I,~ona gerea unui polimer

/ / intr-a matri\a. Unele~ / flacaane de plastic

sunt fabricate prinfarmarea prin suflare.Tubul din materialplastic tapit (semifab-ricat) este impins intr-a matrit,a de catre uncurent de aer sau deabur. La farmarea

prin camprimare.palimerul este presatde a matri~a incalzita.

placabara de presi-une a matri,ei

cep de ghidare

polimer

cavitate a

matri,ei

M ajoritatea materialelor plastice sunt

substante chimice numite polimeri -

substapte formate din molecule legateIn lanturi. Multi polimeri, precum polietilena ~inailonul, sunt materiale sintetice Cartificiale). Daralti polimeri apar In forma naturala. Celuloza, deexemplu, este un polimer care apare In peretelecelular al plantelor ~i este principalul constituentallemnului. Celuloza consta din grI,lpuri de ~aseatomi de carbon, zece atomi de hidrogen ~i cinciatomi de oxigen, legate pentru a forma lanturilungi. Majoritatea polimerilor sunt materialeorganice Cpe ba~ de carbon), dar unele,

~ precum azbestul, sunt anorganice.

Primele materiale plasticeDescoperirea care a condus la industria modemaa materialelor plastice s-a produs In anul 1862;cand un chimist englez pe nume AlexanderParkes a introdus un material plastic numit par-chezina, care era o forma de azotat de celuloza.El a obtinut acest material tratand celuloza cuacid, pentru a-i modifica structura, ~i a folosit uleide ricin pentru a plastifica materialul.

De~i tehnica lui Parkes functiona bine In la-'f borator, ea era dificil de efectuat ca proces

~ CALANDRARE ._~"5~

bara de

presiune

hidraulica

/

O Placa din materialplastic (stanga) se ob-tine prin trecerea ma-terialului printr-oserie de suluri incalzi-te (calandrare). Eapoate fi intarita cu

.0: fibre de sticla (mait!J departe spre stanga).

descris felul i:n care moleculele se leaga pentru aforma lanturi, uneori conpnand sute de mii deatomi. Munca lui Staudinger a permis extindereaindustriei de materia1e plastice ~i productia pescara larga a multor materiale plasticeimportante a i:nceput i:n anii 1930.

Polimerii se formeaza cind moleculele nu-mite monomeri se leaga i:ntre ele. De exemplu,i:n productia polieti1enei, moleculele de eti1ena(etena), fiecare constand din doi atomi de car-bon ~i patru atomi de hidrogen, formeaza unlant polimeric avand structura -(CH2 CH)25000.Lungimea totala a lantului polimeric lapolieti1ena contine pana la 25.000 de moleculeCH2.

Transformarea unui monomer lntr-unpolimer poate fi provocataprintr-un proces flZic,

201

L I flaconulob\inut se

matri\a e inchis3 scoate din~i se sufl3 flaconul matri\3

POllMERI ~I MA TERIALE PLASTICE

O 0 piuli1a din material plastic pe un ~urubde o1el demonstreaza avantajul materialului

plastic fa1a de o1el -el nu se corodeaza ~i ainlocuit o1elul in unele aplica1ii.

00 Ti,eiul (stanga) con,ine o substan'anumita pacura, care este sursa unorsubstan,e chimice folosite in fabricareamaterialelor plastice. Materialele plasticepentru formare (dedesubt) sunt produse informa de pulberi, lichide, paste sau granule.

O Tubul din material

plastic f1exibil, care sestrange cand este incal-zit, se folose~te pentrua imbraca imbinarile la

conducte ~i la cabluri.Acest polimer este opoliolefjna. El este bom-bardat cu electroni demare energie pentru a-ipreveni inmuierea laincalzire. Dar cand tem- .peratura sa este ridicata~la aproximativ 1 200 Ccu ajutorul unei suf1antede aer cald, tubul se

stramteaza ~i strangeconducta sau cablul.

precum aplicarea de caldura, presiune sauagitare mecanica. in alte cazuri, transfonnareaeste provocata de un catalizator -o substant:lchimica ce face reaqia posibila farJ a suferi ealnsa-5i o schimbare pennanenta. Unii polimeri :ssunt obtinuti din mai multe tipuri de monomeri. -'

Lan1;urile formate In acest fel se numesccopolimeri.

Polimerizare directaLa polimerizarea prin precipitare, monomeruleste 1ntai dizolvat 1ntr-un solvent. Apoi, mono-merul se transfonna 1ntr-un polimer, care, flindinsolubil, apare sub fonna unui precipitat -unsolid depus 1n solutie.

Polimerizarea 1n solutie folose~te o solutie amonomerului pentru a produce un p<)lin1er caree solubil ~i de aceea ramane 1n solutie.

La polimerizarea 1n suspensie, monomerul segase~te sub fonna unor picaturi mici, suspendateIn apa, iar 1n polimerizarea 1n emulsie se folose~-te un fel de detergent, numit emulsifiant, pentru

a dispersa manomerul prin apa.La polimerizarea In bloc nu se folose~te apa

sau un solvent; sunt prezen1;i doar monomerul ~icatalizatorul necesar .

Printre materialele obtinute prin acestemetode de polimerizare directa se numarapolietilena cu densitate scazuta (procesul Inbloc), polipropilena cu densitate rnare (prinprecipitare), clorura de polivinil (In suspensiesau In emulsie) ~i polistirenul (In bloc)..

CondensareMul1;i polimeri importan1;i sunt ob1;inu1;i prinpolimerizarea prin condensare, care este rnaicomplexa decat procesul direct. Doi monomeri,fiecare conJ;iru1nd mai mult de un singur reactivde molecule, se combina ~i In proces sedegajeaza a molecula rnai mica, precum apa.Polimerii cunoscu1;i sub numele de nailonulisunt ob1;inu1;i In acest fel, din reac1;ia unui acid cuun campus derivat din arnQniac, .numit amirul.Un alt exemplu de polimer obtinut princondensare estebachelita.

Asemanatoare cu procesul de condensare es-

te tehnica numita polimerizare prin trnnspozitie.Si aceasta implica rea~ 1ntre monomeri, fiecarecontiniind rnai mult de un singur grup reactiv demolecule. Dar 1n acest caz, nu se degajeaza apasau o alta molecula mica.

Polimerizarea prin trnnspozitie se nume~teastfel deoarece 1n timpul reactiilor dintre mono-meri are loc o trnnspozitie a atomilor prezenti ~ia legaturilor din lanturi. Materialele plasticepoliuretanice sunt obtinute pe aceasta cale.

Grupuri de polimeriPolimerii sintetici pot fi impartiti 1n trei clase

separate -polimeri termoplastici, polimeritermorigizi ~i elastomeri.

Polimerii termoplastici, precum polistirenul ~iclorura de polivinil, pot fi plastificati 1n modrepetat cu caldura. Aceasta se datoreaza faptuluica lanturile lor de molecule se pot rni,5Ca unelefata: de altele, acest efect intensificindu-se o datacu temperatura. Insa la polimerii termorigizi,precum bachelita ~i ~ina epoxidica, legaturiledintre catene impiedica acest lucru. De aceea,ace~ti polimeri nu se lnmoaie la 1ncalzire.

Printre elastomeri se numara rnaterialeleplastice asemanatoare cu cauciucul, precumcauciucul sintetic ~i cel natural. Asemenearnateriale sunt trntate pentru a produce unnumar controlat de legaturi 1ntre lanturile demolecule. Drept rezultat, elastomerii pot filntin~i, dar revin la forma initiala dupa1nIaturarea fot1ei de 1ntindere.

O Etilena se ob,ine din petrol brut ~i estefolosita la fabricarea polietilenei. Procesul depolimerizare dispune moleculele de etilena inmolecule de polietilena legate in lan,uri lungi.Fiecare Ian, are aproximativ 25.000 deunita,i constand dintr-un atom de carbon ~idoi atomi de hidrogen.

202Stiinta ~i tehnologie 47 -ATOMI SI MOLECULE Stiinta ~i tehnologie 61 -REZISTENTA METERIALELOR