PLASTY

1. Gymnázium Opatovská 7, Košice PLASTY Čmelíková Nikola, 3.A

2. Plastické látky sa nenachádzajú v prírode. Sú to syntetické polyméry, teda čisté látky vytvorené chemikmi. Ich názov pripomína jednu z ich hlavných vlastností - plastickosť alebo tvárnosť, teda schopnosť byť zdeformovaný pôsobením vonkajšej sily a potom si uchovať takto získaný tvar. Sú to trvanlivé, ľahké, tuhé látky, tepelné aj elektrické izolátory .Vyrábajú sa z nich rôzne predmety, textilné vlákna nevynímajúc supersilné lepidlá, farby s dlhou životnosťou, ľahké materiály pevnejšie ako kov no i mnohé iné, pre náš život dôležité veci. Pre každý predmet je treba vybrať plastickú látku, ktorá má na jeho použitie najvyhovujúcejšie vlastnosti: ohybnosť, tuhosť, odolnosť voči nárazom, pružnosť, priesvitnosť, ľahkosť

3. Výroba plastov Plasty sú vyrobené z chemických látok získaných predovšetkým z ropy (väčšinou sa používa plynový olej, ktorý je produktom ropných rafinérií). Tieto chemické látky sa zahrievajú na vysokú teplotu za prítomnosti vodnej pary, čo vyvoláva štiepenie molekúl uhľovodíkov na menšie molekuly- monoméry. Monoméry sa následne spájajú po stovkách, tisíckach ba až desať tisíckach, čím sa vytvoria obrovské molekuly, veľmi dlhé reťazce nazývané polyméry. Táto operácia - polymerizácia sa uskutočňuje v priemyselných zariadeniach, v chemických reaktoroch, pri vysokom tlaku, pri vysokej teplote a za prítomnosti látok, ktoré spúšťajú reakciu. Získaná plastická látka závisí od výberu základnej molekuly vybranej na polymerizáciu. Zjednodušený obraz polymerizačnej reakcie, pri ktorej sa molekuly monoméru viažu za vzniku polyméru Monoméry Polymér Príklad na polymerizačnú reakciu Monoméry vinylchloridu Polyvinylchlorid

4. Polymerizáciou vznikajú napríklad polyetylén, polyvinylchlorid, teflón, polystyrén, akryláty a iné. Polyetylén vzniká polymerizáciou etylénu. Je to homopolymér (polymér len jedného typu monoméru). Vyrábajú sa dva typy polyetylénu(v závislosti od použitej metódy)- mäkký s nízkou hustotou a tvrdý, húževnatý s vysokou hustotou. Jeho tenká vrstva je pevná ale ohybná. Používa sa na výrobu mnohých predmetov.(potreby pre domácnosť, nádoby, fľaše, misky, plastikové tašky, odpadové vrecia i hračky) Polyvinylchlorid(PVC)sa vyrába polymerizáciou vinylchloridu, je to trvanlivý homopolymér, ktorý sa používa na výrobu mnohých predmetov.(odpadové rúry, gramofónové platne, elektrické zásuvky, hadice a podlahové krytiny, izolácia, nafukovacie hračky). Je neohybný a odoláva vode, je dobrý elektrický izolant. Teflón je látka, ktorá odoláva teplu (350 °C) a chladu (-80 °C) a tiež chemickým látkam. Používa sa preto na úpravu povrchu panvíc, pekáčov ako aj na mnoho vedeckých prístrojov. Polystyrén sa vyrába polymerizáciou styrénu(fenyletylénu). Využíva sa napríklad na výrobu jednorazového riadu, penový na balenie a tepelnú izoláciu. Akryláty, napr. polymetylmetakrylát (organické sklo= plexisklo) je homopolymér pripravovaný polymerizáciou. Často sa používa namiesto skla.

5. Ďalšie plasty vznikajú nielen polymerizáciou ale aj polykondenzáciou, čo je vlastne reakcia, pri ktorej z monoméru vzniká polymér a menšie molekuly, napr. voda. Takto vznikajú napríklad polyestery a polyamidy Polyestery sú makromolekulové látky pripravené polykondenzáciou diolov a dikarboxylových kyselín. Molekuly monomérov, t.j. diolu a dikarboxylovej kyseliny sú viazané funkčnou skupinou –COO-, ktorá je typická pre estery. Vyrábajú sa z nich látky na odevy a bytový textil. Polyamidy sú kopolyméry (polymér pripravený z dvoch alebo viacerých rozdielnych monomérov) pripravené polykondenzáciou molekúl dikarboxylovej kyseliny a diamínu. Sú to nylony- silné a trvanlivé polyméry, ktoré neabsorbujú vodu a nehnijú. Sú tuhé a pritom pružné. Používajú sa v tkaninách, často v zmesi s inými vláknami.(padáky, horolezecké laná, trvanlivé textílie). Výroba nylonových vlákien

6. Existujú aj prírodné polyméry alebo biopolyméry, ktoré sa vyskytujú v prírode, napr. škrob a kaučuk. Škrob pozostáva z monomérov glukózy. Kaučuk sa vyrába zo živice kaučukovníkov, ktorá sa nazýva latex. Robotníci urobia niekoľko tenkých zárezov do kôry stromov, z ktorých latex vyteká. Ten zbierajú do nádob a posielajú na spracovanie.V továrňach sa zahusťuje a vyrába sa z neho množstvo vecí, napríklad lopty, gumové remene, pneumatiky či pršiplášte. Kaučuk je vodovzdorný a veľmi pružný. Bez poškodenia sa môže natiahnuť na niekoľkonásobok pôvodnej dĺžky. Časť molekuly kaučuku Kaučukovníky

7. Termoplasty a termosety Existujú dve významné skupiny plastických látok: termoplastya termosety. Termoplasty sa zohrievaním topia(mäknú)-niektoré pri 70 °C, iné pri 120 °C. Kým' sú teplé a tekuté, možno ich odlievať alebo lisovať. Po vychladnutí si termoplasty stuhnutím zachovávajú svoj nový tvar. Tieto plasty sa používajú hlavne vo veľkovýrobe fľašiek, vedier, hadíc, fólií atd'. Termosety naopak za tepla tvrdnú. Pri výrobe predmetov sa tieto látky vkladajú alebo vstrekujú do odlievacích foriem a potom sa zohrievajú aby stvrdli alebo sa nechávajú stuhnúť pridaním špeciálnej látky. Tieto plastické látky sú praktické pri ručne vyrábaných predmetoch alebo takých, ktoré si vyžadujú dôkladné vypracovanie. Tak sa napríklad vyrábajú lode, časti karosérie, nárazníky, atd'.

8. Tvarovanie plastických látok Pri tvarovaní predmetov z plastických látok sa používajú dva postupy: Fúkanie- pri výrobe dutých predmetov, ako napríklad lopty, fľaše. Zohriata plastická látka steká v tvare valca do odlievacej formy. Vzduch vstreknutý do plastického valca spôsobí, že teplá látka sa pritlačí na steny formy a nadobudne jej tvar. Vstrekovanie- pri výrobe hrebeňov, zubných kefiek a kuchynského riadu. Do vstrekovacieho zariadenia prichádza zrnitá plastická látka. Pri zohriatí sa zmení na husté cesto, vstrekne sa do odlievacej formy a ochladí sa vodou. Fúkanie plastov

9. Prvé plasty Parkesin- prvý plast , nazývaný parkesin vynašiel roku 1855 anglický chemik Alexander Parkes. Zmiešal rastlinné oleje a organické rozpúšťadlá s celulózou, ktorá pochádza z drevných častí rastlín. Výsledná zmes tvorila tvrdú masu, ktorá pri zohrievaní zmäkla. Hoci parkesin vyhral rôzne ceny a bol roku 1862 vystavený na Veľkej medzinárodnej výstave v Londýne v Anglicku, nikdy sa široko nepoužíval. Jedinou jeho ukážkou je plaketa na obrázku.

10. Celuloid- mal obrovský úspech. John W. Hyatt, americký vynálezca, zlepšil Parkesov objav a roku 1869 vynašiel plast nazývaný celuloid. Celuloid nielen nahradil slonovinu pri výrobe biliardových gúľ ale používal sa aj na výrobu každodenných predmetov, napr. hrebeňov. Čoskoro sa z neho začali vyrábať hračky a neskôr sa stal hlavnou zložkou pri výrobe filmov. Dnes sa používa napríklad pri výrobe stolnotenisových loptičiek. Bakelit- z chemického hľadiska predstavuje revolúciu. Dovtedy sa na výrobu plastických látok využívali len prírodné materiály. Bakelit bol vyrobený výlučne z priemyselných látok. Bakelit teda predstavuje prvú plastickú syntetickú látku. Keď rodák z Belgicka Leo H. Baekeland roku 1909 patentoval túto látku, nazval ju po sebe. Bakelit sa stal populárnym materiálom pri výrobe telefónov, rádioprijímačov, šperkov, rukovätí hrncov a štartérov do áut. Aj napriek novým materiálom má aj v súčasnosti široké využitie pri výrobe áut a rádií.

11. Využitie plastov v súčasnosti a ich recyklácia Plasty zohrávajú v moderných technológiách dôležitú úlohu a nachádzajú čoraz väčšie využitie, napríklad pri výrobe umelých náhrad za časti ľudského tela, výrobe nepriestrelných či ohňovzdorných materiálov. V porovnaní s inými materiálmi majú mnohé prednosti, no problémom je ich odstraňovanie, keďže sa neničia biologicky, teda sa nerozpadávajú ani nehnijú. Len v Spojených Štátoch sa každoročne zahadzuje viac ako 14 miliónov ton plastov. Jedným z riešení tohto problému je ich recyklácia na využiteľné predmety, druhým je vynájdenie biologicky odbúratel'ných plastov.

12. Plasty v tele Ľudia sa vždy snažili vyrobiť náhrady za chýbajúce, poškodené, alebo choré časti tela. Dnes je väčšina týchto umelých náhrad vyrobená z rôznych druhov plastov. Napríklad taký umelý chrup je vyrobený z vôbec najtvrdšieho plastu. Plastové oko môže vyzerať veľmi realisticky, no ten, kto ho nosí nim nevidí. Často sa využívajú aj implantáty, ktoré nahrádzajú časti vo vnútri tela, napríklad umelý kolenný kĺb.

13. Plasty zachraňujúce život Aj plasty môžu zachrániť život. Americká chemička Stephanie Kwoleková(obrázok vľavo dole) vytvorila vlákno, ktoré sa nazýva kevlar a je päťkrát pevnejšie ako oceľ', hoci je veľmi ľahké. Toto zázračné vlákno je ohňovzdorné, nepriestrelné a nedá sa rozrezať. Drevorubači nosia kevlarové rukavice aby si chránili prsty. Kevlar sa tiež používa pri výrobe vojenských prílb, radiálnych pneumatík, vesmírnych lodí a mnohých iných predmetov. Podobne ako kevlar je spektra ďalším superpevným a ľahkým vláknom, ktoré sa perfektne hodí na nepriestrelné vesty policajtov, a dokonca aj policajných psov(obrázok vpravo hore). Materiály podobné kevlaru a spektre zachránili stovky životov alebo zabránili nesčíselným zraneniam - porezaniam, popáleninám a stretným ranám.

14. Recyklovanie plastov Nepotrebné plasty z našich košov putujú priamo na skládky, kde by ich rozpad mohol trvať stovky rokov. Dnes recyklovanie môže premeniť vyhodené plasty na mnoho vecí, od vesty zo syntetickej vlnypo plstený povrch tenisovej loptičky. Rastliny produkujúce plasty Vedcom sa podarilo vyvinúť rastlinu, ktorá produkuje plast. Do bylinky nazývanej žerucha vložili špeciálny druh baktérie a výsledkom boli semienka rastliny, ktoré obsahovali biologicky odbúratel'ný plast. Tento plast je známy ako PHB a podobá sa plastu v škatuliach na mlieko. Rastliny produkujúce plasty ba nám mohli pomôcť zbaviť sa závislosti od ropných ložísk. Možno jedného dňa všetky naše plasty budú pochádzať zo záhrady.

15. Zdroje informácií a obrázkov Svet vedy a techniky Autor:kolektív autorov Vydavateľstvo:Slovart Rok vydania:1998(3. vydanie) Tajomstvá fyziky Autor:kolektív autorov Vydavateľstvo:Slovart Rok vydania:2001 Školská encyklopédia chémie Autor:kolektív autorov Vydavateľstvo:Príroda Rok vydania:1998 Hmota a energia Autor:kolektív autorov Vydavateľstvo:Mladé letá Rok vydania:1998