Te-ai întrebat vreodată cum se transformă substanțele chimice în materiale plastice?
Este magie.
Glumeam… De fapt, este știință în acțiune. Mai exact, chimie. Materiile plastice sunt rezultatul căsătoriei foarte reale a materiilor prime, a ingineriei și a energiei – toate reunite prin chimie.
Iată o scurtă introducere în modul în care chimiștii fac posibile materialele plastice moderne. Nu vă faceți griji dacă nu ați luat notă mare la ora de chimie. În timp ce materialele plastice pot fi materiale de înaltă tehnologie, avansate, înțelegerea construcției lor de bază este ușoară. Ei bine, cel puțin pentru mine …
Chimia materialelor plastice: Cum se fabrică plasticul
Pentru a fabrica materialele plastice de astăzi, chimiștii încep cu diverse elemente (atomi precum carbonul, hidrogenul, oxigenul și așa mai departe) derivate din resurse naturale. Vă amintiți acel tabel periodic magnific și elegant al elementelor chimice care enumeră elementele constitutive ale tuturor lucrurilor de pe pământ? Aceasta este lista de ingrediente.
Cimiștii combină diverși atomi pentru a face molecule, care sunt pur și simplu doi sau mai mulți atomi ținuți împreună prin legături chimice. La fabricarea materialelor plastice, aceste molecule se numesc, în general, monomeri. Acești monomeri sunt apoi combinați prin legături chimice pentru a forma un lanț sau o rețea – acest lucru se numește polimerizare. Iar materialele rezultate se numesc polimeri. Sau materiale plastice.
(După cum vedeți, legăturile chimice sunt destul de importante – și nu doar pentru a permite utilizarea materialelor plastice moderne. Ele organizează, de asemenea, toate acele elemente care se combină pentru a compune totul în univers – inclusiv pe noi, oamenii. Fără legături chimice, viața ar fi pur și simplu un maelstrom haotic de elemente. Nu prea multă viață, de fapt…)
Citește mai mult: Când a fost inventat plasticul?
Știința materialelor plastice: Materiale termoplastice și termorigide
Dacă monomerii se unesc aliniați ca un lanț (imaginați-vă un șir de perle), polimerul se numește termoplastic. Acest plastic se comportă oarecum ca un cub de gheață: se topește când este încălzit și se solidifică când se răcește… ca apa, la nesfârșit. Polipropilena (materialul din care sunt făcute adesea cănile cu unt) este un exemplu de termoplastic.
Dacă monomerii se conectează într-o rețea tridimensională, polimerul se numește termorigid. Acest plastic se comportă oarecum ca un ou: odată ce se întărește și se „polimerizează” (sau, în cazul oului, odată ce este gătit), nu mai poate reveni la starea lichidă, lipicioasă. Un epoxidic de la magazinul de feronerie care se întărește și se polimerizează atunci când este aplicat este un exemplu de termorezistent.
Pentru că termorezistențele sunt o rețea tridimensională de monomeri, ele pot fi foarte rezistente. De exemplu, anvelopele mașinii dvs. sunt fabricate cu materiale plastice termorigide (adesea numite cauciuc sintetic).
Thermoplasticele sunt și ele rezistente, dar sunt adesea folosite în medii mai puțin intense, cum ar fi sticlele ușoare pentru băuturi răcoritoare care nu sunt supuse la căldură și frecare masivă precum anvelopele.
Citește mai mult: Densitatea polietilenei
Chimia materialelor plastice: În continuă evoluție
De-a lungul timpului, chimiștii (împreună cu alți oameni deștepți) au găsit multe modalități de a combina ingrediente pentru a obține noi polimeri … și chiar de a combina polimeri. Moleculele pot fi modelate cu diverse proprietăți în funcție de ceea ce avem nevoie: lipicioase sau alunecoase sau ușoare sau moi sau dure sau spumoase sau elastice sau … ei bine, ați prins ideea. Acesta este motivul pentru care materialele plastice sunt folosite în atât de multe produse utile de zi cu zi, de la spatule la bare de protecție pentru mașini și de la implanturi medicale la țesături pentru îmbrăcăminte.
Și acesta este doar începutul, deoarece chimiștii dezvoltă în mod constant noi materiale plastice inovatoare – pentru a ajuta la fabricarea de avioane mai ușoare, inimile să pompeze mai mult timp, alimentele să rămână mai proaspete, casele mai eficiente din punct de vedere energetic și așa mai departe.
Așa se încheie lecția de chimie. Vedeți, a fost ușor.
Lectură suplimentară: Materiale plastice biodegradabile
.