Ocena brak

Tworzywa Sztuczne i Syntetyczne - Skład tworzyw sztucznych

Autor /Mieszko Dodano /21.09.2011

Tworzywa sztuczne są materiałami, w których najistotniejszy składnik stanowią związki wielkocząsteczkowe, syntetyczne lub pochodzenia naturalnego. Oprócz związku wielkocząsteczkowego tworzywo sztuczne zawiera zwykle składniki dodatkowe, które nadają mu korzystne właściwości użytkowe. Składniami tymi mogą być:

a) Barwniki, substancje naturalne lub syntetyczne, używane do barwienia różnorodnych materiałów (tkanin, papieru, skór, drewna, tworzyw sztucznych, żywności, kosmetyków).

W cząsteczkach barwników znajdują się ugrupowania chromoforowe, dzięki którym związki te selektywnie absorbują promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym, oraz auksochromy, nadające barwnikom powinowactwo do materiałów barwionych. Ze względu na metodę wykonania barwienia barwniki dzieli się na: bezpośrednie, kwasowe, zasadowe, lodowe, kadziowe, zaprawowe.

Klasyfikacja chemiczna oparta jest na rodzaju ugrupowania chromoforowego. Rozróżnia się (w nawiasie podano chromofor i przykład barwnika danej grupy):

- barwniki azowe (-N=N-, oranż metylowy),

- barwniki chinoidowe (O=C6H4=O, alizaryna),

- barwniki dwufenylometanowe ((Ar) 2C=N, oranż akrydynowy NO),

- barwniki iminochinoidowe (N=C6H4=O lub N=C6H4=N, błękit indofenolowy),

- barwniki azynowe (błękit metylenowy),

- indygoidy (indygotyna),

- barwniki nitrowe (-NO2, kwas pikrynowy),

- barwniki nitrozowe (-NO, trwała zieleń O),

- barwniki polienowe ((-C=C-)n, żółcień chinolinowa),

- barwniki pironowe (pyronina G),

- barwniki trójfenylometanowe ((Ar)2C=Ar, zieleń malachitowa).

b) Pigmenty, substancje barwne, w stanie rozdrobnienia stosowane do wyrobu farb oraz barwienia tworzyw sztucznych, włókien syntetycznych, wyrobów ceramicznych, gumy, papieru.

Pigmenty nieorganiczne, zwane mineralnymi, dzieli się na naturalne (farby ziemne) i sztuczne (sole i tlenki metali otrzymywane sztucznie). Do pigmentów nieorganicznych zalicza się także pigmenty otrzymywane z metali nieżelaznych np. glinu, miedzi i ich stopów.

Pigmenty organiczne, również dzieli się na naturalne i syntetyczne. Naturalne występują w organizmach żywych, np. chlorofil, hemina, sepia, indygo. Natomiast syntetyczne (stanowiące najliczniejszą i najważniejszą grupę pigmentów ze względu na zastosowanie) są najczęściej nierozpuszczalnymi barwnikami: azowymi, antrachinowymi, lakami barwnymi.

Do najważniejszych pigmentów nieorganicznych należą:

§ Pigmenty białe: biel cynkowa (ZnO), biel ołowiana, biel tytanowa.

§ Pigmenty czarne: sadze.

§ Pigmenty żółte: żółcień kadmowa (CdS+BaSO4), żółcień chromowa (PbCrO4), żółcień cynkowa (ZnCrO4⋅Zn(OH)2).

§ Pigmenty czerwone: czerwień kadmowa (CdS+CdSe), cynober, glejta ołowiana, minia ołowiana, czerwień żelazowa (Fe2O3).

§ Pigmenty zielone: zieleń chromowa (Cr2O3),

§ zieleń szwajnfurcka (3Cu(AsO2)⋅ Cu(CH3COO)2).

§ Pigmenty brunatne: ochra, umbra. Pigmentów błękitnych: ultramaryna, lazur miedziowy (2CuCO3⋅Cu(OH)2).

Niektóre pigmenty oprócz właściwości barwienia substancji wykazują także inne cechy: świecenie - pigmenty świecące (luminofory) lub zmianę barwy wraz ze zmianą temperatury - pigmenty termoczułe. Mają zastosowanie do produkcji farb świecących i termometrycznych.

c) Stabilizatory, substancje chemiczne zapobiegające lub opóźniające samorzutne i niekorzystne przemiany chemiczne innych substancji, np.: artykułów spożywczych, leków, polimerów, zawiesin i emulsji, do których dodawane są w niewielkich ilościach. Stabilizatory osłabiają działanie czynników termicznych, hydrolitycznych, biologicznych i świetlnych.

d) Napełniacze, wypełniacze, obciążniki, substancje wprowadzane do tworzyw sztucznych, mieszanek gumowych, farb i in. w celu poprawy ich własności mechanicznych, elektroizolacyjnych i przeciwpożarowych oraz obniżenia ich ceny. Najczęściej stosowane napełniacze to: mączka drzewna i kamienna, ziemia okrzemkowa, pył metalowy, sadze, grafit, ścinki, włókna, tkaniny szklane, azbest, miki, a także pigmenty.

e) Zmiękczacze, plastyfikatory, ciecze - na ogół oleiste - o małej lotności (np. wysokowrzące estry) lub ciała stałe, które mieszają się homogenicznie z polimerem, nie wchodząc z nim w reakcję. Dodatek zmiękczaczy do polimerów powoduje obniżenie temperatury kruchości i mięknienia oraz podwyższenie odkształcalności i sprężystości. Ułatwione zostaje także przetwórstwo polimeru. Zmiękczacze powinny być stabilne chemicznie, nietoksyczne, nie pogarszać własności dielektrycznych polimeru.

Zmiękczacze dzieli się na: pierwszorzędowe, mieszające się z tworzywem w każdym stosunku ilościowym, oraz drugorzędowe, mieszające się w stopniu ograniczonym (w razie nadmiaru zmiękczacz “wypaca się").

Ze względu na pochodzenie zmiękczacze dzieli się na: naturalne, np. olej słonecznikowy, oraz syntetyczne - estry, ketony itp. Do najczęściej stosowanych zalicza się: estry kwasu ftalowego (ftalan dibutylowy, ftalan di(2-etyloheksylowy)), zmiękczacze fosforanowe (fosforan tri (2-etyloheksylowy), fosforan trikretylowy), adypinianowe, sebacyniany, stearyniany (jako zmiękczacz kauczuku i lakierów), epoksydowe oleje roślinne oraz zmiękczacz z estrów kalafonii i jej pochodnych.

Większość związków wielkocząsteczkowych jest zbudowana z wielkiej liczby powtarzających się i połączonych między sobą identycznych elementów podstawowych zwanych merami. Dlatego też związki wielkocząsteczkowe noszą również nazwę polimerów (poli – wiele). Ze względu na pochodzenie można je najogólniej podzielić na trzy podstawowe grupy:

§ naturalne związki wielkocząsteczkowe występujące w przyrodzie (celuloza, białko, kauczuk)

§ związki wielkocząsteczkowe otrzymywane z polimerów pochodzenia naturalnego w wyniku modyfikacji polegającej na chemicznej zmianie właściwości polimerów naturalnych;

§ syntetyczne związki wielkocząsteczkowe wytwarzane na podstawie reakcji chemicznej ze związków małocząsteczkowych.

Związki małocząsteczkowe, które stanowią substancje wyjściowe do otrzymywania syntetycznych związków wielkocząsteczkowych składają się z niewielkiej liczby atomów (nie przekraczającej zwykle kilkunastu) i noszą nazwę monomerów (mono – jeden). Otrzymywanie syntetycznych związków wielkocząsteczkowych polega na łączeniu się między sobą cząsteczek monomerów z wytworzeniem wielkich cząsteczek czyli tzw. makrocząsteczek. Jako substancje małocząsteczkowe stosowane w charakterze monomerów można wymienić np. etylen, styren, chlorek winylu, fenol, formaldehyd. Z monomerów tych otrzymuje się odpowiednie polimery: polietylen, polistyren, poli(chlorek winylu), fenoplasty.

Podobne prace

Do góry