Naši civilizaci lze nazvat umělou civilizací: různé druhy plastů a polymerních materiálů lze nalézt doslova všude.
Průměrný člověk však má sotva dobrou představu o tom, co je plast a z čeho je vyroben.
co je plast?
V současnosti plasty, neboli plasty, označují celou skupinu materiálů umělého (syntetického) původu. Vyrábějí se řetězcem chemických reakcí z organických surovin, především ze zemního plynu a těžkých frakcí ropy. Plasty jsou organické látky s dlouhými molekulami polymeru, které se skládají z molekul jednodušších látek navzájem spojených.
Změnou podmínek polymerace získávají chemici plasty s požadovanými vlastnostmi: měkké nebo tvrdé, průhledné nebo neprůhledné atd. Plasty se dnes používají doslova ve všech oblastech života, od výroby výpočetní techniky až po péči o malé děti.
Jak byly vynalezeny plasty?
První plast na světě vyrobil v anglickém městě Birmingham metalurg A. Parks. Stalo se tak v roce 1855: při studiu vlastností celulózy ji vynálezce ošetřil kyselinou dusičnou, díky čemuž zahájil proces polymerace a získal nitrocelulózu. Vynálezce pojmenoval látku, kterou vytvořil, vlastním jménem – parkesin. Parks otevřel vlastní společnost na výrobu parkesinu, který se brzy stal známým jako umělá slonovina. Kvalita plastu však byla špatná a společnost brzy zkrachovala.
Následně byla technologie zdokonalena a ve výrobě plastu pokračoval J.W. Hite, který svůj materiál nazval celuloid. Vyráběly se z něj nejrůznější produkty od obojků, které nebylo nutné prát, až po kulečníkové koule.
V roce 1899 byl vynalezen polyetylen a zájem o možnosti organické chemie rostl exponenciálně. Ale až do poloviny dvacátého století zaujímaly plasty spíše úzkou mezeru na trhu a pouze vytvoření technologie výroby PVC umožnilo z nich vyrábět širokou škálu výrobků pro domácnost a průmysl.
Druhy plastů
V současné době průmysl vyrábí a používá mnoho druhů plastů.
Podle složení se plasty dělí na:
– plošné termoplastické hmoty – plexisklo, vinylové plasty, skládající se z pryskyřic, změkčovadla a stabilizátoru;
– vrstvené plasty vyztužené jednou nebo více vrstvami papíru, skelného vlákna atd.;
– sklolaminát – plasty vyztužené skelným vláknem, azbestovým vláknem, bavlněným vláknem atd.;
– vstřikovací hmoty – plasty, které neobsahují jiné složky než polymerní sloučeniny;
– lisovací prášky – plasty s práškovými přísadami.
Podle typu polymerního pojiva se plasty dělí na:
– fenolové plasty, které jsou vyrobeny z fenolformaldehydových pryskyřic;
– aminoplasty vyrobené z melaminformaldehydových a močovinoformaldehydových pryskyřic;
– epoxidové plasty používající epoxidové pryskyřice jako pojivo.
Na základě své vnitřní struktury a vlastností se plasty dělí do dvou velkých skupin:
– termoplasty, které se při zahřívání taví, ale po ochlazení si zachovávají svou původní strukturu;
– termosety s výchozí strukturou lineárního typu, které při vytvrzování získávají síťovou strukturu, ale při opětovném zahřátí zcela ztrácejí své vlastnosti.
Termoplasty lze používat opakovaně, k tomu je stačí rozdrtit a roztavit. Pokud jde o pracovní vlastnosti, termosety jsou zpravidla o něco lepší než termoplasty, ale při silném zahřátí je jejich molekulární struktura zničena a není následně obnovena.
Z čeho jsou vyrobeny plasty?
Surovinou pro drtivou většinu plastů je uhlí, zemní plyn a ropa. Z nich se chemickými reakcemi izolují jednoduché (nízkomolekulární) plynné látky – etylen, benzen, fenol, acetylen aj., které se následně při polymeračních, polykondenzačních a polyadičních reakcích přeměňují na syntetické polymery. Vynikající vlastnosti polymerů jsou vysvětlovány přítomností vysokomolekulárních vazeb s velkým počtem výchozích (primárních) molekul.
Některé fáze výroby polymerů jsou složité a pro životní prostředí extrémně nebezpečné procesy, takže výroba plastů se stává dostupnou pouze na vysoké technologické úrovni. Přitom finální produkty, tzn. Plasty jsou obecně zcela neutrální a nemají žádný negativní dopad na lidské zdraví.
Plast je uměle vytvořený polymerní materiál. Má také jiný, každodenní název – plast.
Polymery jsou zase chemické sloučeniny, které mohou být syntetické nebo přírodní. Jejich molekuly se skládají z četných opakujících se jednotek – monomerů.
Takové molekuly se také nazývají makromolekuly – jsou velké velikosti a mají vysokou molekulovou hmotnost.
Jednou z klíčových vlastností plastu je, že když se zahřeje, může být vytvarován do nového tvaru a po ochlazení si zachová svůj tvar.
Díky tomu lze z materiálu vyrobit téměř vše – od jednorázových vidlic až po díly letadel. Hlavní věc je vybrat správné složení a formu.
Proč potřebujeme plast?
Používá se jako náhrada přírodních analogů – dřeva, kovu a dalších.
Některé typy plastů nejsou svými vlastnostmi horší než takové materiály, ale výrobek je lehčí a jeho výroba je levnější.
První plasty se objevily v polovině 1856. století – byly to parkesin (1860) a celuloid (XNUMX. léta XNUMX. století). Parkesine vynalezl anglický metalurg a vynálezce Alexander Parkes. Byl to tvrdý, ale pružný materiál na bázi nitrocelulózy.
První plasty se objevily v polovině 1856. století – byly to parkesin (1860) a celuloid (XNUMX. léta XNUMX. století). Parkesine vynalezl anglický metalurg a vynálezce Alexander Parkes.
Byl to tvrdý, ale pružný materiál na bázi nitrocelulózy.
Ale ačkoli se Parkesin stal zásadně novým milníkem ve vývoji vědy a techniky, nepřinesl Parks velký úspěch.
Po zahájení průmyslové výroby se Parks snažil snížit náklady na materiál – v důsledku toho se jeho kvalita snížila. Plast se stal křehkým a snadno praskl.
Mnohem úspěšnější vývoj byl celuloid. Vynalezli jej američtí bratři-vynálezci John a Isa Hiattovi.
Zúčastnili se soutěže firmy Phelon & Collender – která v roce 1863 oznámila, že hledá nový materiál pro výrobu kulečníkových koulí.
Vyráběly se pak ze slonoviny, což bylo drahé a nepraktické. Celuloid byl vlastně stejný parkesin, ale méně křehký.
Materiál se používá dodnes – vyrábí se z něj například míčky na stolní tenis.
Plastové složení
- zpracované produkty
ropa a plyn; - biosuroviny.
Další možností pro uhlovodíkovou surovinu je primární benzín nebo nafta. Používá se také k výrobě benzinu pro motorová vozidla.
Nafta se získává frakční destilací. Jedná se o proces, při kterém se ropa po extrakci rozdělí na své složky – frakce.
Biosuroviny jsou suroviny rostlinného původu. Patří sem například škrob, celulóza, oleje – to vše se obvykle získává ze zemědělských plodin. V některých případech se do rostlinných surovin přidávají ropné produkty.
Plasty vyrobené z takových surovin mohou nebo nemusí být biologicky rozložitelné. V prvním případě se časem rozloží na přírodní prvky – oxid uhličitý, vodu, metan, biomasu. Aby k tomu ale došlo, je třeba plast zkompostovat.
Kromě samotných surovin se při výrobě plastu používají různé přísady, které ovlivňují jeho vlastnosti.
