Materiale plastice

Se numesc mase plastice materialele produse pe baza de polimeri, capabile de a capata la incalzire forma ce li se da si de a o pastra dupa racier. Dupa cantitatea in care se produc ele ocupa primul loc printer materialele polimere. Ele se caracterizeaza printr-o rezistenta mecanica mare, densitate mica, stabilitate chimica inalta, proprietati termoizolante si electroizolante etc. Masele plastice se fabrica din materii prime usor accesibile, din ele pot fi confectionate usor cele mai felurite articole. Toate aceste avantaje au determinat utilizarea lor in diversele ramuri ale economiei nationale si ale tehnicii, in viata de toate zilele.
Aproape toate masele plastice contin, in afara de polimeri (denumiti adesea rasini), componenti care le confera anumite calitati; substanta polimere serveste in ele in calitate de liant. O masa plastica este constituita din materialul de implutura ( faina de lemn, teseturi,azbest, fibre de sticla s.a.), care ii reduc costul si ii imbunatatesc proprietatile mecanice, plastifianti( de exemplu esteri cu punctual de fierbere inalt), care le sporesc elasticitaea, le reduc fragilitatea, stabilizatori (antioxidanti, fotostabilizatori), care contribuie la pastrarea proprietatilor maselor plastice in timpul proceselor de prelucrare si in timpul utilizarii, coloranti, care le dau culoarea necesara, si alte substante.
Pentru a ne comporta correct cu masele pastice, trebuie sa stim din ce fel de polimeri au fost produse ele – termoplastici sau termoreactivi.
Polimerii termoplastici( de exemplu polietilena) la incalzire devin moi si in aceasta stare isi schimba usor forma. La racier ele din nou se solidifica si isi pastreaza forma capatata. Fiind din nou incalzite, ele iarasi devin moi, pot capata o noua forma si tot asa mai departe. Din polimerii termoplastici pot fi formate prin incalzire si presiune diferite articole care in caz de necessitate pot fi din nou supuse aceluias mod de prelucrare.
Polimerii termoreactivi la incalzire devin plastici, apoi isi pierd plasticitatea devinind nefuzibili si insolubili, deoarece intre macromoleculele lor liare au loc interactiuni chimice, formindu-se o structura tridimensionala ( ca in cazul vulcanizarii cauciucului). Un astfele de material nu mai poate fi supus prelucrarii a doua oara: el a capatat o structura spatiala si si-a pierdut plasticitatea – proprietate necesara pentru acest scop. Vom examina in continuare cele mai raspindite feluri de mase plastice.

POLIETILENA 
În drumul mereu ascendent al materialelor plastice, o deosebita importanta a avut descoperirea facuta de Karl Ziegler, în anul 1954, si anume ca amestecul de combinatii organo-aluminice si tetraclorura de titan catalizeaza polimerizarea etilenei la presiuni joase. Pâna la acea data, polietilena se obtinea numai prin polimerizarea radicalica la presiuni de ordinul câtorva mii sau chiar zeci de mii de atmosfere (5000-20.000) atmosfere, conducând la asa numita polietilena de presiune înalta si foarte înalta sau polietilena de densitate joasa (0,92 g/cm3). Macromoleculele acestui polimer prezinta numeroase ramificatii, ceea ce face ca materialul plastic sa aiba o cristalinitate de numai 40-50%. Ca urmare, polietilena de densitate joasa se caracterizeaza prin rezistenta termica si mecanica relativ scazute (polietilena moale). 
Procedeul Ziegler a revolutionat tehnologia de obtinere a polietilenei, permitând obtinerea industriala a acesteia la presiuni de numai câteva atmosfere. Aceasta polietilena este formata în principal din macromolecule liniare, cu foarte putine ramificatii, ceea ce permite împachetarea usoara a macromoleculelor. Drept urmare, creste continutul în faza cristalina pâna la 94%, iar proprietatile termomecanice ale acestui material plastic sunt considerabil îmbunatatite.
Polietilena obtinuta prin procedeul Ziegler este cunoscuta sub numele de polietilena de mare densitate, (0,97 g/cm3) sau polietilena dura. Pe lânga utilizarile clasice în domeniul ambalajelor, ea are si alte întrebuintari, cum ar fi: conducte de presiune, izolatii electrice, rezervoare foarte mari, ambarcatiuni usoare sau chiar roti dintate.
Descoperirea lui Karl Ziegler a fost dezvoltata cu succes de lucrarile lui Giulio Natta si ale scolii sale. În anul 1955 Giulio Natta pune bazele polimerizarii stereospecifice care permite obtinerea polimerilor stereoregulati, folosind drept catalizator de polimerizare produsii de reactie ai combinatiilor organo-aluminice cu compusii materialelor traditionale (asa numitii catalizatori Ziegler-Natta). Importanta acestor descoperiri rezulta si din faptul ca în 1963, celor doi savanti le-a fost decernat premiul Nobel pentru chimie.
Cu acesti catalizatori au fost polimerizati cei mai diversi momomeri, obtinnându-se materiale plastice cu proprietati noi. Una din proprietatile de baza este aceea ca sunt apte de a cristaliza, datorita aranjamentului spatial regulat al monomerilor si ai substituentilor acestora, faptul acesta conferindu-le o rezistenta mecanica si termica superioara celor ale materialelor plastice atactice (nestereoregulate). În acest sens o mare realizare a constituit-o obtinerea polipropilenei izotactice cu structura cristalina a carei temperatura de topire este de circa 165°C, pe când polipropilena atactica, amorfa are intervalul de înmuiere la 100-120°C. Deosebit de interesanta este obtinerea unor polimeri de propilena stereobloc. Sinteza decurge astfel încât în macromolecule se gasesc blocuri cristaline si amorfe. Un asemenea material plastic se topeste într-un interval larg de temperatura, (100-170°C) ceea ce îi faciliteaza prelucrarea.
Pentru a îmbunatati calitatile maselor plastice se recurge si la alte procedee. Materialele plastice izotactice se utilizeaza atât ca atare, cât si sub forma compozitiilor lor ranforsate (cu fibre de sticla, grafit, fibre de azbest etc). Ranforsarea (armarea) materialelor plastice mareste mult rezistenta mecanica si greutatea specifica, dar în acelasi timp creste si pretul lor.