Polimers

Química # Components. Tipus. Polimerització. Producció. Plàstics. Reciclatge

  • Enviado por: Aran
  • Idioma: catalán
  • País: España España
  • 20 páginas
publicidad
publicidad

Índex

  • Introducció 2

  • Descubriments dels plàstics 2

  • Components principals 3

  • Tipus de polímers 4

  • En funció del mecanisme de la reacció de polimerització 4

  • En funció de l'estructura del polímer 4

  • En funció del comportament del polímer enfront a el calor 4

  • Polímers naturals 5

  • Derivats de la cel·lulosa 5

  • Derivats del cautxú 5

  • Cautxú sintètic 6

  • Polímers sintètics 6

  • Termoplàstics 7

  • Termoestables 10

  • Polimerització 13

  • Per mecanismes d'addició 13

  • Per mecanismes de condensació 13

  • Producció de peces de plàstic 14

  • Per extrusió 14

  • Per insuflació d'aire a pressió 14

  • Per injecció 14

  • Conformació al buit 15

  • Els plàstics i el medi ambient 16

  • Reciclatge 17

  • Glosari 19

  • Bibliografia 20

  • 1.Introducció

    És costum agrupar els materials sintètics sota l'etiqueta de plàstics. També s'utilitza aquesta paraula per fer referència als materials no elàstics, és a dir, aquells que quan són deformats per una força mantenen de forma permanent la deformació, encara que la força hagi deixat d'actuar.

    Aquesta denominació, però, no és correcta, ja que molts materials plàstics són elàstics i tots, en algun moment de la seva fabricació, es poden conformar escalfant-los i sotmeten-los a pressions adequades.

    Aquesta propietat de poder ser conformats per una acció combinada de la temperatura i de la pressió és el que realment caracteritza els materials plàstics.

    Els polímers són molècules constituïdes per llargues cadenes d'unes unitats anomenades monòmers. Com les anelles d'una cadena, aquestes unitats es van repetint i conformen una molècula amb unes propietats especials. El procés en què els monòmers s'ajunten per donar lloc al polímer s'anomena polimerització.

    Contra més augmenti el tamany del polímer, s'incrementa el punt de fusió i es fa més resistent i rígid. Són lleugers, ressistents a la corrosió i bons aïllants de l'electricitat; però tenen poca resistència mecànica i no són adecuats per utilitzar-los a altes temperatures. Les seves aplicacions són innumerables.

    El polímer més senzill és el polietilè, que és una cadena de molècules d'etilè (C2H4)

    2.Descubriment dels plàstics

    Els plàstics foren descoberts gràcies al descobriment accidental d'un explosiu.

    El químic Schönbein, el 1845, fent experiments a casa seva, vessà sobre la taula una mescla d'àcid nítric i sulfúric. Per netejar-la, féu servir un davantal de cotó que tenia a mà, i, a continuació, el posà sobre l'estufa perquè s'aixuguès. Un cop eixut el davantal, Schönbein observà que, imprevistament, detonava i desapareixia de la seva vista.

    Havia descobert un explosiu, que anomenà nitrocel·lulosa, perquè considerà que el seu material baseera la cel·lulosa continguda en el davatal de cotó. Anys desprès es descobrí un altre explosiu, la nitroglicerina, i a partir d'aquesta substància, el químic i industrial suec Alfred B. Nobel inventà la dinamita.

    La cel·lulosa, però, que completament nitrada és un explosiu, no ho és amb una nitració parcial. En aquestes condicions forma la piroxilina, substància amb la qual l'americà John Wesley Hyatt sintetitzà el primer plàstic, anomenat cel·luloide.

    3.Components principals dels plàstics

    En la constitució dels plàstics entren els següents elements:

    • Matèria bàsica. Pot ser cel·lulosa, caseina, resina, poliuretà, etc. Cadascún d'ells s'obté fent reaccionar un o dos elements determinats.

    • Cargues. S'afexeixen a la màteria bàsica amb l'objectiu d'abaratar el producte final o millorar les seves propietats físiques, químiques o mecàniques. Per fer això s'utilitzen fibres téxtils, paper, sílice, etc.

    • Colorants. S'afegeixen amb l'objectiu d'obtenir un plàstic amb el colot desitjat.

    • Catalitzadors. Tenen per finalitat accelerar la reacció uímica.

    4.Classificació i tipus de polímers

    4.1. En funció del mecanisme de la reacció de polimerització, existeixen polímers per addició i per condensació:

    - Per addició es formen unint molècules simples mitjançant enllaços covalents.

    - Per condensació es produeixen mitjançant una reacció química que forma un producte colateral com pot ser l'aigua.

    4.2. En funció de l'estructura del polímer, ens podem trobar polímers en cadena i en xarxa.

    - Els lineals formen llargues cadenes que poden contenir milers de monòmers.

    - Les xarxes són estructures reticulars tridimensionals, que es dormen a través d'un procès d'enllaços creuats mitjançant una reacció d'addició o condensació.

    4.3. En funció del comportament del polímer enfront a la calor, ens trobem amb polímers termoplàstics, termoestables i elastòmers.

    - Termoplàstics, com el seu nom indica, es comporten d'una forma plàstica a temperatures elevades, els seus enllaços no es modifiquen radicalment quan augmentem la temperatura. Tenen estructura lineal.

    - Termoestablres, estàn formats per reaccions de condensació i tenen estructura de xarxa. No poden ser reprocessats després d'haver sigut conformats.

    - Elastòmers (cautxo), tenen un comportament intermedi, però la seva propietat més característica és la capacitat de deformar-se elàsticament sense cambiar la seva forma.

    4.3.1. Polímers naturals

    Van ser els primers a utilitzar-se, però en l'actualitat s'utilitzen poc.

  • Derivats de la cel·lulosa

  • Tots aquests derivats són termoestables.

    • Cel·luloide

    Tot i la seva alta imflamació i de no poder ser moldejat amb els mètodes tradicionals, segueix utilitzant-se en l'obtenció de pilotes de ping-pon, tubs, papers plastificats i fulls, films, etc.

    L'inconvenient més important és que als 4 o 5 anys es fa fràgil i trencadís.

    • Celló

    Té una densitat d' 1,4kg/dm3

    S'obté afegint-hi àcid acètic a la cel·lulosa. Les propietats són anàlogues al cel·luloide, excepte que no és tan inflamable (encara que prén sense flama).

    S'utilitza com a capa intermèdia de vidres compostos inastillables, montures d'ulleres, vernissos, etc.

    • Celofà

    S'obté disolvent la cel·lulosa en disulfur de carboni i sosa càustica, amb el que s'aconsegueix una solució pastosa, anomenada viscosa. Aquesta viscosa es fa passar, através d'un forat llarg i estret, a un bany àcid, on es produeix la seva transformació.

    El celofà s'utilitza com medi d'envasat o empaquetat. La llamina o pel·lícula pot ser transparent o bé colorejada.

    4.3.1.2. Derivats de la cautxú

    És un suc lletòs, anomenat làtex, extret per uns talls fets a l'escorça d'un àrbre tropical, anomenat Hevea. La producció anual d'un àrbre sol variar entre 1 i 3 kg.

    El làtex es coagula ràpidament, el que treu a la materia les seves propietats elàstiques. Per evitar-ho, se li afegeix àcid fórmic, de manera que s'obté el que s'anomena cautcú cruu, coagulat.

    Aquest cautxú cruu té el problema de que per sota dels -10ºC es torna trencadís i per sobre dels 25ºC es fa enganxifós; però aquest problema es soluciona mitjançant la vulcanització. El procés es el següent:

    • Trituració del cautxú cruu.

    • Es mescla amb sofre.

    • S'eleva la massa a una temperatura superior a la de la fusió del sofre (uns 142ºC) i s'obtñe tota la massa a una presió de 5 atmosferees sobre el molde en el que es vol adquirir la peça.

    Contra més sofre s'afegeixi, més augmenta la duressa, la resistència a la tracció, als agents químic i a l'oxidació. D'aquesta manera es poden obtenir:

    a) Goma tova

    • S'obté mesclant del 4 al 20% de sofre. Contra menys sofre tingui més dilatavle i elàstica serà.

    • Degut a un procés d'envelliment natural de la goma, quan passa un temps es torna fràgil, perd elasticitat i es fa enganxifosa.

    • Per a que durin més temps (i no absorveixin l'humitat) es solen espolvorejar amb talc.

    b) Goma dura (ebonita)

    • S'obté mesclant del 20 al 50% de sofre.

    • Aquest tipus de goma pot treballar per rauxa de viruta, però desgasta les eines ràpidament.

    • S'utilitza per maniveles, volants de direcció d'automòvils, bateries elèctriques, etc.

    c) Goma esponjosa

    • S'obté fent que el cautxú sigui agitat amb sofre en pols i altres elements per aconseguit escuma.

    • Posteriorment, es volca l'escuma en motlles i es vulcanitza (elevant la temperatura i la pressió).

    • S'utilitza en: matalassos, esponges de bany, etc.

  • Cautxú sintètic

  • Es va obtenir per primera vegada a Alemanya, durant la 1ª Guerra Mundial. Té l'aventatge de disposar d'unes propietats semblants a les del cautxú natural (impermeabilitat, plasticitat, etc.) i de poder-se fabricar per síntesi de derivats del petroli.

    Els primers polímers (que són termoplàstics) més coneguts fins ara són:

    • Els buna: polímers de butadiè (hidrocarbur) + sòlid.

    • La perbunan: polímer de butadiè + acrinitril. És especialment resistent a l'atac de l'oli i la benzina, pel que resulta molt adequat per juntures i arandeles.

    Al igual que amb el cautxú natural, es vulcanitzen amb sofre. Poden treballar-se mesclats amb cautxú natural (per fabricació de neumatics) o sols. Tenen la ventatge de resistir millor la calor i l'envelliment.

    Es poden formar, igualment, gomes toves, dures i esponjoses.

    El cautxú sintètic està substituint, en un porcentatge molt alt, al cautxú natural, degut als alts preus, excesiva demanda i millors propietats.

    S'utilitza, igual que el cautxú natural, per membranes, mangueres d'aigua, neumàtics per rodes d'automòvils, etc.

    4.3.2. Polímers sintétics

    Quan es parla dels polímers sintètics es fa referència als plàstics i a les fibres sintètiques. Els plàstics, tal com indica el nom, són materials emmotllables, és a dir, que se'ls pot donar formes diferents. El plàstic més senzill és el polietilè, que prové de la polimerització de l'etilè (etè). S'utilitza per fabricar bosses, ampolles, galledes, etc.

    Les fibres són fils llargs i prims. S'obtenen fent passar el polímer en forma de líquid espès per uns forats petits; l'efecte és semblant al que té lloc quan es força la pasta de dents a sortir del tub. Aquest procés s'anomena extrusió. La fibra acrílica o el niló són exemples de fibres sintètiques. S'utilitzen sobretot per fabricar teixits.

    Aquest quadre ens ensenya les polímers sintétics i els seus usos.

    Segons les seves propietats es poden classificar en tres grans grups:

  • Termoplàstics. Són aquells que al ser escalfats a determinades temperatures (50 i 200ºC) tornen a un estat de plasticitat que els permeteix ser moldejats. Teóricament, es poden moldejar un número de cops ilimitat. Això permeteix recuperar tots el plàstics de desfets (que pertanyin a aquest grup), per ser remoldejats i formar nous objectes.

  • Els termoplàstics es podrien compara amb la cera, que a temperatura ambient té una formar sólifa i quan s'escalfa s'estova i es pot moldejar de nou.

    Generalment, aquests plàstics són flexibles i resistents als cops.

    A continuació es mostra un estudi de cada un dels diferents termoplàstics:

  • Polivinílics

    • S'obtenen per polimerització de l'acetilè i l'àcid clorhídric.

    • El més important és el clorur de polivinil (PVC).

    • En el seu estat original és un material dur, però mitjançant addicions es pot entovar molt fins deixar-lo plàstic.

    • Resisteix molt bé l'atac de lleixius, àcids i gosolina.

    Aplicació

  • En estat dur

    • Tuberies i conduccios d'aigües residuals.

    • Envoltori de bombes, càlvules i claus de pas.

  • En estat tou

    • En tapissats.

    • Per màquines, sabatilles, roba protectora, guants.

    • Abrics, impermeables, recubriments de mercaderies.

    • Aïllament de cables.

  • Poliestirè

    • S'obté del estirol (derivat del petróli) i del bençol.

    • Són transparents, poguen-se colorejar a voluntat.

    • Es fabriquen de dos maneres:

  • Poliestirè dur

    • És fràgil.

    • S'utilitza molt per films (pel·lícula prima i transparent) per embalatges i envoltoris de productes fresc, ja que ofereix una alta permeabilitat al vapor d'aigua i, per tant, a l'entrada de l'oxigen. Aquest film és una mica rígid. S'utilitza, sobretot, en envoltoris.

    • Es fabrican esquadres, cartabons, regles, bolígrafs, etc.

  • Poliestirè expandit

    • És bastant rígid.

    • Té una bona tenacitat, gran resistència als fongs i bactèries, absorveix molt poca aigua i no té efectes tóxics.

    • Per tratar-se d'un plàstic espumat, té una densitat molt baixa.

    • La seva resistència química és acceptable.

    • És molt utilitzat per l'envasament i embalatje de productes delicats i com aïllant de la calor i el so.

  • Polietilè

    • S'obté directament del petroli. Està composat de carboni i hidrògen i al cremar-se es combina amb l'aire formant aigua i diòxid de carboni, elements naturals en el medi ambient.

    • Els polipropilès i els poleotilens pertanyen a la mateixa família.

    • Resisteixen bé els àcids, llexius i disolvents empleats normalment, sent atacats per les acetones i éters.

    • Són transparents i lleugers.

    • Són bons aïllants elèctric.

    • Existeixen 2 grans grups:

  • Polietilè dur (o també anomenat d'alta densitat)

    • Soporta temperatures entre -200 i 100ºC

    • S'utilitza domesticament: vàlvules, bidons, cubs, cantimplores, ampolles, mascarilles d'oxigen, etc.

  • Polietilè tou (de baixa densitat)

    • És el que més es consumeix a les llars. S'utilitza especialment per fins agrícoles, sacs i bosses, got, etc.

  • Policarbonats

    • S'obtenen a partir de l'àcid carbònic.

    • Tenen una gran resistència als impactes, el mateix que a la calor (no es deformen fins als 100ºC) i a l'abrasió.

    • Poden tenir un color transparent, translúcid, opac o altres. Es fabriquen nous materials que permeten passar llum en més del 90%; les seves excel·lents propietats óptimes són comparables amb el cristall i acrílics.

    • Poden ser mecanitzats igual que els metalls.

    • És ignifug (s'autoapaga).

    • Poseeix una gran resistència elèctrica, pel que pot emplear-se en plaques de circuit imprès, condensadors, etc.

    • Els seus usos més comuns es donen en cossos de bombes, ventiladors, carcases, hélix de vaixells, cristalls irrompibles d'avions i trens d'alta velocitat, etc.

  • Poliamidas

    • Es fabriquen a partir de fenol.

    • La poliamida més coneguda és le niló (fibra)

    • Quan no es coloregen, el seu aspecte és blanc lletòs.

    • Són molt resistents al desgastament per fricció. No es deformen fins als 100ºC. Igualment, són molt resistents a la fatiga, a l'impacte i a la abrasió. També són considerats com bons aïllants elèctrics.

    • Molts tipus de poliamidas estàn catalogats com autoextinguibles (calor).

    • Resisteixen molt bé l'aigua calenta i els detergents.

    • Els films de niló tenen la propietat de ser tenaços i oferir una gran barrera a l'oxigen i a les olors i sabors, propietat molt important en lenvasat d'aliments (carn fresca, productes aromàtics, envasats de cafè, etc.).

    • Les aplicacions més usuals es dónen a cossos de bombes, corretges de transmisió, teixits, secadores de cabell, cinturons de seguretat, també hi ha tipus de poliamidas aptes per estar en contacte amb els aliments: espàtules, forquilles, etc.

  • Polimetacrilats

    • Colneguts també com resines acríliques o metacríliques.

    • S'obté a partir de gas natural, o aire comprimit y l'acetona.

    • Les maneres comercials de subministrament són en forma de pols, planxes i panels rodons, tubs i barres quadrangulars.

    • No es decoloren amb la llum ni amb el pas del temps (són qualitats superiors a altres plàstics).

    • Són molt lleugers i resistents, especialment als cops.

    • Se'ls pot donar qualsevol color. En el model transparent permeten el pas de la llum blanca en un 92%, el que fa que s'asembli molt al cristall i el fa molt adequat per substituir-lo.

    • Conserven les propietats durant anys, després d'haver estat exposat a l'intemperie, salinitat, atmòsferes oxidants, etc.

    • Resisteixen bé als agents químics.

    • Aplicacions. Cristalls de finestres d'avió, tencaments en el camp de la construcció (centres comercials, restaurants, museus, etc.) ja que combina transparencia, lleugeresa, resistencia per no trencar-se, fàcil manteniment i disseny flexiblei fàcil, claraboies, làmpares, mobiliari (taula, estanteries, etc.), lents per focos en marina, accesoris de bany, etc.

    • El més conegut és el plexiglàs.

  • Fluorocarbonos

    • S'obtenen a partir de l'acetilè.

    • Poseeixen una gran resistència a la calor i als agents químics.

    • Tenen unes propietats mecàniques acceptables, que es poden millorar amb càrregues inorgàniques o fibres de vidre.

  • Politetrafluoretilè

    • És el de resistència química més gran conegut en l'actualitat.

    • La seva superfície té un carácter deslliçant i amb molt poca capacitat adhesiva, el que pot fer-lo molt útil per superfícies antipintades o que eviten graffitis en trens i autobusos.

    • S'utilitza en medicina (pròtesis de urèter, laringe, tràques, tendons, càlvules coronaries, lligaments, pells artificials i pròtesis de cadera aixì com en sartens i cassoles que porten una capa antiadherent.

    • Per obtenir els diferents productes s'introdueix el PTFE en forma de grànuls en moldes i es comprimeix elevant la seva temperatura per sobre dels 400ºC. durant un refredamet ràpid el producte es fa tenaç i flexible.

  • Policlorotrifluoretilè

    • Encara que és menys resistent, desde el punt de vista químic, que el anterior, també és menys susceptible de ser atacat per agents corrosius i disolvents orgànics.

    • És més rígid i tenaç que el tefló.

    • S'utilitza en casquets sens lubrificació, membranes per vàlvules i bombes, aïllaments de conductors elèctrics, recubriment d'objectes metàlics per evitar l'oxidació i la corrosió.

  • Termoestables. Són quells que un cop moldejats per la calor, no poden modificar la seva forma. Són durs, encara que fràgils. Aquests plàstics són comparables al fang, que un cop endurida, degut a la calor, no és possible que torni a adquirir una forma determinada.

  • A continuació es mostra un estudi de cada un dels diferents termoplàstics:

  • Resines fenòliques

    • S'obtenen com a combinació química del fenol (dericat del carbó) i del formaldehído.

    • L'olor del fenol es manté en els productes obtinguts, notant especialment quan s'escalfen, pel que no es adequat per la fabricació de recipients alimentaris.

    • Gairebé totes aquestes resines fenóliques es solen utilitzar mescaldes amb càrregues per millorar les seves propietats. Aixì es poden distingir:

  • Prensades

    • Les càrregues de relleno solen ser pols mineral, serríon, fibres téxtils, etc.

    • Les peces aconseguides són bons aïllants de l'electricitat.

    • Les aplicacions més usuals solen ser plumes estilogràfiques, aspiradores de pols, interruptors elèctrics, aparells de telèfon, carcases de motors, etc.

    • Els noms comercials més populars són: Baquelita, Durita, Trotilàn, etc.

  • Formant capes

    • Si sobre la soluciói de resina fenólica s'empapen bandes de teixits, llàmines de paper i xapes de fusta, i es deixen endurir, s'obtenen plaques de teixit, paper i xapes de fusta dura, respectivament, que tenen l'aventatge de no absorvir la humitat i de resistir molt bé als cops o xocs.

    • Amb ells es fabriquen martells i masses que no fan malbé les peces que golpeigen, engranatges silenciosos, casquets de coixinets, aïllants, etc.

  • Resines úriques

    • S'obtenen a partir de la urea sintètica (procedent del nitrògen del aire) i del formalehible.

    • Aquesta resina es ensensible a la llum, pel que es pot utilitzar per obtenir peces de colors blancs i clars.

    • No tenen olor ni sabor, pel que es pot utilitza per recipients alimentàris

    • Es treballa igual que les resines fenóliques per contruir masses prensades.

    • Les aplicacions més nomals són els aïllaments elèctrics, pantalles, vaixelles, material espumós per aïllament tèrmic i acùstics, etc.

    • Les normes comercials més importants són Formica, Resopal i Polopas.

  • Resines melàmiques

    • Es fabriquen amb melamina (aconseguida del carbur càlcic) i formaldehído.

    • Les característiques i aplicacions són molt similars a les resines úriques. Tampoc desprenen olor ni sabor, el que les fa útils per productes alimentaris.

    • Nombres comercials: Novoplas i Ultraplas.

  • Resines de poliéster

    • S'obtenen de derivats de l'alquitrà de hulla i del estirol.

    • Aquestes resines són incolores i transparents. Es poden colorejar a voluntat.

    • L'enduriment s'obté mitjançant calor a presió o en fred, sense presió o afegint-hi catalitzadors.

    • Poden resistir temperatures de entre 100 i 200ºC sense deteriorar-se.

    • S'utilitzen en recubriments de fibra de vidre (per a construcció de vaixells, avions, etc.) i plaques transparents per cobertes.

    • Algunes denominacions comercials són: Tronex, Lamilux, Spimalit i Filón.

  • Resines d'epòxid

    • Tenen com meteria bàsica acetilè i una classe de fenol (bisfenol A).

    • En estat líquid són verinoses i els seus vapors irriten la pell, però un cop endurides i en estat sólid són inodores i insípides.

    • Resisteixen molt bé els àcids i llexius, aixì com temperatures senzilles per el trebll de xapes.

    • Són molt bons aïllans elèctrics.

    • S'adhereixen fàcilment als metalls, amb el que construeixen un bon pegament per aquests materials.

    • Les aplicacions més usuals són:

  • Dissoltes en acetona, donenorigen a barnissos i laques que, aplicades sobre metalls i altres materials i sotmeses a temperatures d'uns 150 a 200ºC s'endureixen. Són els denominats bernissos al foc, molt ressistents a les esgarrapades.

  • Recubriment de conductors elèctrics com aïllants.

    • Les denominacions comercials més importants són: Araldit, Epoxín i Metallón.

  • Poliuretà

    • S'obté per poliaddició d'un poliéstrer (denominat demòfen) i un derivat del benzol (el demodur)

    • Les propietats del poliuretà aconseguit depén de les proporcions que tinguin els dos elements de la poliaddició.

    • S'obtenen tres tipus de productes:

  • Materials esponjosos i elàstics: esponges, rellenos de coixins i matalassos, goma espuma, etc.

  • Materials espumosos durs: aïllants per la calor i el so (injectables en parets o rígids).

  • Materials massisos amb elasticitat: juntes de goma elàstica, corretges trapezoidals, rodes de fricció, etc.

  • Pegaments: consten de dos parts; el pegament en si i un catalitzador, que mesclats i units a les peces metàliques a enganxar proporcionen una unió resistent i duradera.

  • Bernissos: de gran duressa vítrea.

    • Les denominacions comercials són:

    - Pel material espumós: Moltoprén.

    - Pel material massís: Goma-Vulvollán.

    - Pel adhesiu: Pegamento Desmocol

    5. Polimerització

    5.1. Per mecanismes d'addició

    Estudiarem aquest mecanisme a partir d'un exemple: la polimerització del polietilè a partir de molècules d'etilè (monòmer). L'etilè es un compost de fórmula C2H4, on els àtoms de carboni estàn units per enllaços covalents dobles. Cada àtom de carboni comparteix des delsseus electrons amb el segon àtom de carboni, mentres que dos àtoms d'hidrògen s'uneixen amb cada un dels àtoms de carboni.

    La polimerització per addició té lloc perquè el monòmer té undoble enllaç covalent entre 2 àtoms de carboni. Aquest és un enllaç no saturat, que canvia a enllaç simple, pel qual els àtoms de carboni estàn encara units però poden afegir-se molècules adicionals.

    Per començar el procés de polimerització per addició, es necessita un iniciador, com l'aigua oxigenada. Els enllaços covalents entre els àtoms d'oxigen en el peròxid i entre els àtoms de carboni en etilè es trenquen, i un grup OH s'uneix a un extrem del monòmer etilè que s'inicia la cadena. El grup OH s'uneix a un extrem del monòmer etilè (Fig.). El grup OH actúa com el nucli d'una cadena. Un cop que s'inicia la cadena, la reacció continua espontaneament. El principi de la reacció és lent, però s'accelera posteriorment.

    El procès de polimerització es pot aturar per mitjà de dues maneres:

  • Els extrems de dos cadenes en creixement poden unir-se per produir una sola cadena llarga.

  • L'extrem actiu d'una cadena pot atraure a un grup iniciador OH, el qual acaba la cadena.

  • 5.2. Per mecanismes de condensació

    Per acció de la calor, de la pressió o d'un catalitzador, es poden obtenir polímers lineals per reaccions de condensació. La polimerització del dimetil-ftalato i del etilengicol s'utilitza per produir PET o dracó (Fig.)

    En la condensació, el grup -OH del etilengicol es combina amb el grup -CH3 del dimetil-ftalato. S'obté un subproducte colateral, és l'alcohol metílic, i els dos monòmers s'uneixen per formar una molècula més gran. La longitud de la cadena depèn de la facilitat amb que els monòmers arriba a l'extrem de la cadena.

    6. Producció de peces de plàstic

    Les primeres matéries per obtenir plàstic provenen de la indústria química en forma de pólvores granulats, boletes o pastes de diferents colors que es poden barrejar per aconseguir un color determinat. La majoria de peces de plastic s'obtenen per extrusio per injecció a pressiú dd plástie los en motíles, pe aire a pressiú i per conformació al buit sobre un motlle.

    6.1. Per extrusió

    El grànuls sún introduïts dins d'una tremuja que cis condueix a un vis sens fi col·locat dins d'una cambra calenta un es fonen i esdevenen una pasta fluida. En girar, el vis sens fi comprimeix la pasta calenta i la fa sortir per la filera que té la forma del perfil que es vol obtenir.

    Si per l'interior del vis sens fi es fa passar cable de coure de manera continuada fins a la filera, la pasta es diposita al damunt i s'obté cable elèctric.

    Fabricació de peces de plàstic. Motllures

    Extrusió d'una fibra

    6.2. Per insuflació d'aire a pressió

    És el métode emprat generalment per obtenir envasos de begudes. S'utilitzen termoplàstics com el polietilé i el polistiré. El procés consisteix a fer entrar piástic fos en forma de tub dins d'un motile partit 1 a introduir-hi aire a pressió perqué la pasta s'adhereixi a les parets interiors del motile. Un cop la pasta s'ha solidificat, s'obre el motlle i se n'extreu l'envás.

    6.3. Per injecció

    Aquest métode és similar al procés seguit per a l'obtcnció de peces metMliques per fusió per injecció. Consisteix a injectar el plàstic a pressió dins d'un motile d'acer partit. Quan el motile és píe de pasta de plàstic, es deixa que se solidifiqui i s'obre el motíle tot expulsant-ne l'objecte. D'aquesta manera s'obtenen les galledes, les palanganes i tota mena d'atuells de plàstic.

    6.4. Conformació al buit

    En aquest cas es parteix de lámines de matenais termoplàstics. De primer s'ha de confeccionar un motile amb la forma de l'objecte, que ha de tenir un perfil empre descendent, és a dir, sense entrades ni conicitats inverses, perqué en cas contrari no es podria desemmotllan L'operació es du a terme en unes máquines anomenades emmotlladores.

    Primerament s'introdueix el motlle a l'interíor de l'emmotlladora. Després es col·loca una lámina de plástie del gruix i de la mida adients sobre del motile i es fixa pel seu perímetre, de manera que la cambra que resta entre la lámina i el motlle quedi hermética. Llavors, mitjançant una resisténcia calefactora, sescalfa la lámina de plàstic fins que es reblaneixi. En aquest punt, per mitjá d'uns foradets que s'han fet en el motile i que permeten l'extracció de l'aire, es fa el buit a l'interior de la cambra. Tot seguit, a causa de la depressió, la lámina reblanida s'acobla al motile i n'adopta la forma. Es treu rápidament el plàstic ja conformat, es deixa refredar perqué s'endureixi i, pels mateixos foradets del motile, s'insufla aire a pressió per tal de desemmotllar la peva. Per aquest sistema s'obtenen capses compartimentades, envasos de galetes, etc., entre d'altres objectes.

    7. Els plàstics i el medi ambient

    El paper reciclat es fabrica utilitzant com a matèria prima, en part, paper usat. La naturalesa també és capaç de reciclar paper, perquè és fet d'un polímer natural, la cel·lulosa. En contacte amb el sòl, el paper sofreix un procés de descoomposició produït per l'acció d'uns bacteris que són capaços de trencar la cel·lulosa en molècules més petites. Aquestes molècules es mesclen amb la terra i podem ser utilitzades per uns altres organismes vius. Per això diem que el paper es biodegradable.

    Però amb els plàstics no passa el mateix, els plàstics no són biodegradables. Els bacteris no són capaços de trencar les llargues molècules dels plàstics. Per questa raó els plàstics que s'han llençat poden estar anys embrutant els camps i rius.

    Els científics estan investigant per aconseguir plàstics biodegradables. Actualment s'estan fent bosses que són parcialment biodegradables. Són fetes d'una mescla de plímers naturals i síntetics. Per exemple, es mescla midó, un polírner natural de la glucosa, amb polietile. Els bacteris descomponen el midó i la bossa s'esmieola. El procés és lent, i no és una solució definitiva, ja que el plàstic queda al sól en forma de pols. Alguns plàstics són fotodegradables, és a dir, es trenquen quan són exposats a la llum del sol durant periodes llargs de temps. Hi ha plàstics que es poden reciclan a través d'un procés anomenat pirólisi s'escalfen en absencia d'aire. La calor trenca les molècules dels polímers i s'obtenen productes senzilís, com metá, eté o propé. El metá es pot utilitzar com a combustible i l'eté i el propé poden servir per fabricar nous plàstics. Les bosses d'eseombraries solen ser de plàstic reciclat. S'estan fent proves por fabricar banes, jardineres, tanques, etc. amb [es deixalles de plásties a les quals s'afegeixen uns altres materials com ferralla, fusta o sorra. S'escalfa la barreja, que es transforma en una pasta, i, rnitjançant un procés d'emmotllament, es fabriquen els diferents objectes.

    Alguns piásties es poden cremar. La calor que desprenen s'utilitza com a font d'energia. Hi ha molts tipus diferents de plàstics i no tots segueixen un mateix procés de reciclatge ni tots es poden creman Per aquest motiu, el prirner que s'ha de fer amb les deixalles és

    separar els diferents tipus de plàstics. Actualment fer això val molts diners i és la causa que tant el reciclatge com la combustió dels plàstics no s'hagin generalitzat

    Polimers
    7.1. Reciclatge

    El consum de plàstics a l'Estat espanyol no ha deixat de créixer en els darrers anys, i la major part correspon als termoplàstics, el 42% dels quals són aplicats a l'elaboració d'envasos i embalatges, que són objectes amb una vida útil molt curta.

    Els objectes de plàstic, quan deixen de ser útils, acaben convertint se en residus amb el corresponent impacte mediambiental. A l'Estat espanyol, cada any es generen 1 500000 tones de residus plàstics (73% de tot el plàstic consumit). Aquests residus són difícilment assimilables per la natura i es mantenen prácticament inalterats durant molts anys.

    En l'elaboració dels plàstics s'utilitzen productes químics i energia. La majoria de productes químics i també la major part de l'energia s'obtenen actualment del petroli que, com ja saps, és un recurs natural limitat.

    És evident la necessitat que té la societat d'aprofitar els residus plàstics. Aquest aprofitament de recursos, en el cas dels polímers, pot venir per tres vies:

    • La reelaboració d'objectes a partir deis residus de termoplàstics seleccionats, nets i trossejats (itineraris 1, 2 i 3 del quadre de reciclatge). Els objectes realitzats amb plàstic reciclat poden tenir algunes limitacions (no poden ser utilitzats per a usos alimentaris).

    • La recuperació deis productes qufrnics prirnaris que contenen per tornar a elaborar nous polímers. Per obtenir aquests productes químics primaris cal sotifietre els residus a un procés de pirólisi, que consisteix a aplicar elevades temperatures en abséncia d'oxigen (itineran 5).

    • La recuperació de part de l'energia utilitzada en el procés de fabricació mitjançant la incineració. La incineració de determinats plàstics, com ara el PVC, pot provocar greus problemes de contaminació si no es realitza de forma adequada (itineran 4).

    Els processos de reciclatge no són iguals per a tots els polímers. Abans de reciclar-los cal seleccionar els diferents tipus de plàstics. Per tal de facilitar la seva classificació a les pIantes de recuperació, la majoria dels objectes de plàstic porten gravats o impresos uns símbols internacionais d'identificació:

    Glosari

    Polímer: compost de pes molecular elevat, que consta d'un gran número de petites unitats repetitives anomenades mers.

    Polimerització: Reacció química que comporta la formació de molècules de pes molecular elevat a partir de monòmers.

    Mer: Unitat que es repeteix en cadena polimérica.

    Monòmer: Compost molecular senzill, que es pot enllaçar de manera covalent per formar llargues cadenes moleculars.

    Copolímer: Cadena polimérica constituida per a dos o més tipus d'unitats monomériques.

    Homopolímer: Polímer constituit per un únic tipus d'unitats monomériques.

    Bibliografia

    - Física i Química 2 BUP

    María A. Olarte

    Editorial Cruïlla

    - Tecnologia: Organització industrial i processos de fabricació

    Joan Joseph i Gual

    Editorial Mc GrawHill

    - Tecnologia industrial I

    Francisco Silva

    Editorla Mc GrawHill

    - Tecnologia industrial II

    Sonia Val

    Editorial Mc GrawHill

    - La humanitat i la biosfera

    Josep M. Blanch

    Editorial Barcanova

    - Ciències de la naturalesa

    Aureli Caamaño

    Editorial Teide

    • Internet

    • Enciclopèdies electròniques

    20