Polimeri Za Studente.pdf

POLIMERI

1

Polimeri – više delova Podela polimera: - Prirodni polimeri - Polusintetički polimeri - Sintetički polimeri

2

Prirodni polimeri

protein celuloza

hitin skrob 3

Polusintetički polimeri Derivati celuloze - nitrat celuloze (celuloid) - celuloza acetat - ksantat celuloze Proteinski - Galatit (kazein, glicerol i formaldehid) Elastomeri dobiveni iz kaučuka (polimerni izopren) vulkanizacijom 4

5

Struktura i izomerija kod polimera ¾ lančani polimeri i polimeri sa račvanjem ¾ umreženi polimeri ¾ sekvenciona izomerija ¾ stereoizomerija ¾ strukturna izomerija ¾ kopolimeri

6

Linearni polimeri – polietilen velike gustine

Račvasti polimeri – polietilen male gustine

7

8

9

10

11

12

Sekvenciona izomerija CH 3 H 2C

rep

CH X R

R

+

glava

X X R

13

F H2C

C F

14

Morfologija polimera H

H3C

CH3

H H

H

CH3 CH3 H CH3

H3C

H

CH3

CH3 H

H H3C

H H3C

CH3 H CH3 H

H

H

CH3 CH3 H 15

16

17

18

19

Strukturna izomerija

20

KOPOLIMERI

naizmenični polimer

nasumični (slučajni) polimer

blok polimeri 21

kalemljeni polimer 22

Molekulska masa polimera Prilikom polimerizacije nastaje veliki broj molekula polimera sa različitom dužinom lanca, samim tim i sa različitom molekulskom težinom. Stoga kod polimera ne možemo govoriti o molekulskoj masi polimera već se uzimaju prosečne vrednosti molekulske mase polimera koje se mogu računati na različite načine. Kod polimera se uglavnom razmatra raspodela molekulske mase polimera a karakterišu se jednom od tri vrednosti.

23

-Mn prosečna molekulska masa polimera po broju (ukupna težina molekula polimera podeljena sa brojem molekula polimera) Mn =  niMi/ni - Mw prosečna molekulska masa po težini (molekuli sa većom molekulskom masom znatno više učestvuju u težini molekula polimera te je prosečna molekulska masa po težini uvek veća od molekulske mase po broju) Mw =  niMi2 /niMi - Mv prosečna molekulska masa po viskozitetu (određuje se merenjem viskoziteta rastvora polimeraveći molekuli povećavaju viskozitet rastvora). Ova vrednost je bliža prosečnoj masi po težini 24

slon M = 10 000 N = 1 komarac M = 1, N = 4

Mn =  NiMi/Ni = [1 x 10 000 + 4 x 1] / 10 000 + 4 ~ 2 000 Mw =  NiMi2 /NiMi = [(10 000 x 10 000) + (4 x 1)] / [10 000 + 4] ~ 10 000

25

Razmotrimo slučaj kada imamo po pet lanaca nastalih polimerizacijom monomera čija je molekulska masa 100. Stepen polimerizacije je 100, 150 i 200 što znači da su molekulske mase polimera 10 000, 15 000 i 20 000.

26

Mn =  NiMi/Ni = [5 x 10 000 + 5 x 15 000 + 5 x 20 000] / (5 + 5 + 5) = (50 000 + 75 000 + 100 000)/ 15 = 15 000 Mw =  NiMi2 /NiMi = [ 5 x 10 0002 + 5 x 15 0002 + 5 x 20 0002] / [ 5 x 10 000 + 5 x 15 000 + 5 x 20 000] = 16 111

27

Molekulska težina polimera

28

Molekulska masa polimera se određuje gel propusnom hromatografijom koja se zasniva na hromatografiji na poroznom materijalu koji ima pore različitog promera. Manji molekuli polimera ulaze u te pore dok najveći molekuli prolaze bez ulaska u pore. Stoga prilikom hromatografije najpre sa kolone silaze molekuli najveće molekulske mase. Rastvarač, kojim se eluira, spira molekule polimera iz pora i na taj način ih eluira sa kolone. Kao rastvarač se koristi najčešće tetrahidrofuran.

29

30

Novija alternativa gel propusnoj hromatografiji je Maldi masena spektrometrija. Rastvor polimera se nanosi na matriks napravljen od supstance sa visokim afinitetom za adsorpciju UV zraka. Nakon toga se uzorak ozračuje laserom pri čemu se polimer jonizuje. Primenom visoke temperature i vakuuma jonizovani polimer se prenosi do masenog detektora. Detektor prenosi signal i pretvara ga u pik. Intenzitet pika zavisi od broja molekula koji imaju istu molekulsku masu.

31

32

broj molekula

vreme mol. težina

Raspodela molekulske mase Maldi masenom spektrometrijom

33

Kristalnost polimera

34

Najveći broj polimera ima delove sa kristalnom strukturom i amorfne delove koji imaju neuređenu strukturu kao što je prikazano na slici. U polimeru dolazi do stalne izmene amorfnog i kristalnog dela. Nijedan polimer nema potpunu kristalnu strukturu.

35

Udeo kristalne strukture u polimeru određuje uređenost molekula polimera pa tako sindiotaktički polistiren ima znatno veći udeo kristalne strukture dok ataktički ima veći udeo amorfne strukture.

36

Polietilen kod koga nema račvanja ima udeo kristalne strukture koji se približava 100 % dok je račvasti polietilen amorfne strukture.

Kristalnu strukturu favorizuju i intermolekulske veze kao što je slučaj kod dipol-interakcija i stacking interakcija između aromatičnih jezgara kod polietilen tereftalata ili vodoničnih veza kod molekula poliamida. 37

38

Amorfnost polimera utiće na to da polimeri nemaju oštru tačku topljenja kao kristalne supstance već prilikom hlađenja istopljeni polimeri se ponašaju kao staklo odnosno preko stanja visoko viskozne gumaste mase prelaze u fazu očvršćavanja na temperaturi koja se zove tačka ostakljivanja polimera.

39

Zagrevanjem kristalnog polimera on apsorbuje toplotu i njegova temperatura raste. Kada polimer dostigne tačku topljenja prestaje porast temperature usled toga što se toplota troši za topljenje polimera. Stoga i pored dovedene toplote nema promene temperature polimera. Nakon što se polimer istopi temperatura ponovo počne da raste ali sporije nego kod čvrstog polimera jer je toplotni kapacitet tečnog polimera veći, drugim rečima potrebno je dovesti veću količinu toplote da bi porasla temperatura polimera.

kristalni polimer

40

Kod polimera koji imaju amorfnu strukturu nema tačke topljenja te stoga temperatura konstantno raste s time što se javlja prevojna tačka na temperaturi ostakljivanja polimera iznad koje dolazi do sporije promene temperature sa dovedenom toplotom.

amorfni polimer 41

Za određivanje temperature ostakljivanja i tačke topljenja koristi se metoda diferencijalne skenirajuće kalorimetrije. Princip rada se zasniva na merenju promene toplotnog kapaciteta, odnosno merenju otpuštene ili primljene toplote prilikom zagrevanja.

42

Prelazne temperature Na temperaturi ostakljivanja polimer adsorbuje toplotu i prelazi u tečno stanje Tg. Nakon toga kod nekih polimera dolazi do samouređenja lanaca i kristalizacije pri čemu se otpušta toplotaTc. Daljim zagrevanjem dolazi do topljenja kristala pri čemu polimer adsorbuje veliku količinu toplote Tm

Tg tačka ostakljivanja Tc tačka kristalizacije Tm tačka topljenja

43

Mehanizmi polimerizacije Kondenzaciona polimerizacija Reakcija dva bifunkcionalna jedinjenja uz izdvajanje malog molekula (vode ili HCl) Molekulska težina polimera se kontroliše: ¾ Viškom jednog reaktanta ¾ Dodavanjem monofunkcionalnog reagensa koji završava reakciju

44

Mehanizam kondenzacione polimerizacije

45

46

47

48

49

Primeri kondenzacione polimerizacije su: ¾ sinteza poliestara ¾ sinteza poliamida

50

Lančane polimerizacije (adicione polimerizacije) - slobodnoradikalska polimerizacija - katjonska polimerizacija - anjonska polimerizacija Faze lančanih polimerizacija - inicijacija - propagacija - terminacija 51

Kao inicijatori u slobodno radikalskim polimerizacijama koriste se

52

Azobis izobutironitril

2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihidrohloride

53

Slobodnoradikalska polimerizacija

54

inicijacija

propagacija

55

terminacija

56

disproporcionisanje

57

transfer sa lanca na polimer 58

Monomeri koji se mogu polimerizovati slobodnoradikalski

59

60

Katjonska polimerizacija Inicijatori H2SO4, H3PO4, AlCl3, BF3, TiCl4, SnCl4 Terminacija ¾ transfer na polimeru ¾ transfer sa kontra-jona

61

Tipični monomeri su oni sa elektron-donorskom grupom na dvoguboj vezi (alkoksi, fenil, alkil)

62

Mehanizam katjonske polimerizacije

inicijacija 63

propagacija

64

terminacija

transfer lanca

65

transfer na katalizator

66

transfer hloridnog jona

67

Anjonska polimerizacija Inicijatori organometalna jedinjenja, natrijumamid ili metalni natrijum.

68

Mehanizam anjonske polimerizacije

inicijacija

propagacija

69

Terminacija

70

Nastajanje blok kopolimera

71

72

73

74

Koordinaciona polimerizacija Izborom katalizatora moguće je kontrolisati stereohemiju polimera (izotaktički ili sindiotaktički) Katalizatori su kombinacija jedinjenja IV do VIII grupe (halidi ili oksihalidi titana, hroma, vanadijuma, cirkonijuma) i organometalna jedinjenja (alkil, aril aluminijuma, litijuma, cinka, kalaja) Polimerizacija može biti heterogena ili homogena. Primenom ovih katalizatora može se dobiti polietilen visoke gustine (HDPE). 75

Katalizator za ovaj tip polimerizacije se dobija mešanjem dva jedinjenja u rastvaraču na niskim temperaturama.

76

Nastajanje izotaktičkog polimera

U prvoj fazi nastaje π-kompleks alkena i titanovog kompleksa

77

Nakon toga π-elektroni iz alkena formiraju σ-vezu sa titanom uz migraciju veze između ugljenika i titana i formiranje nove veze C-C. Nakon toga dolazi do migracije veze unutar kompleksa pri čemu se stvara novo slobodno mesto za koordinaciju sa alkenom

78

Terminacija β-H eliminacijom 79

Metalocenski katalizatori

80

Metode polimerizacije polimerizacija u masi Polimerizacija u masi ili bač postupak je najjednostavniji metod polimerizacije. Koristi se uglavnom za kondenzacione polimere jer kod njih viskozitet sporije raste tako da se može kontolisati transfer toplote. Kod radikalskih polimerizacija dolazi do pregrevanja te se ovaj metod izbegava. Nedostatak je što može ostati neizreagovalog monomera i što dolazi do lokalnog pregrevanja sa porastom viskoziteta. U zavisnosti od rastvorljivosti polimera u monomeru može biti homogena ili heterogena. 81

polimerizacija u rastvoru rešava se problem pregrevanja jer rastvarač prihvata toplotu oslobođenu u reakciji polimerizacije nedostatak ekološki aspekti i problem udaljavanja rastvarača iz polimera danas se sve više primenjuje superkritični ugljendioksid kao rastvarač U kondenzacionim polimerizacijama kao rastvarač se često koristi ksilen koji azeotropno udaljava vodu.

82

83

84

Suspenziona polimerizacija Ekološki razlozi nameću vodu kao rastvarač u industriji polimera. Međutim, većina monomera je nerastvorna u vodi. Problem se prevazilazi primenom suspenzione polimerizacije u kojoj se mehanički disperguje monomer u rastvaraču, najčešće vodi. Monomeri se suspenduju dodatkom stabilizatora (metilceluloze, želatina ili polivinilalkohola). Sistem je heterogen i na kraju se polimer sakuplja u obliku granula. Metod nije pogodan za lepljive, gumaste materijale (elastomere). Ova metoda se primenjuje za polistiren, PVC i polimetilmetakrilat.

85

86

Razlika između suspenzione i emulzione polimerizacije je prisustvo površinski aktivnih supstanci (surfaktanata). Deo monomera se nalazi u obliku kapi u vodi a deo ulazi u micele koje nastaju stvaranjem agregata površinski aktivnih supstanci. Inicijatori rastvorni u vodi (peroksidi i persulfati) se razlažu i aktivna čestica ulazi u micelu i na taj način stvara radikal. Polimer raste u miceli. U proseku un svakoj miceli se nalazi po jedan radikal. Zatim se vrši transfer monomera iz kapi do micele i na taj način polimer raste. Polimerizacija se završava kada u micelu uđe radikal i na taj način izvrši terminaciju. 87

emulziona polimerizacija

88

Kod emulzione polimerizacije niska koncentracija inicijatora omogućava dobijanje polimera velike molekulske mase. Emulziona polimerizacija je primenljiva samo za slobodno-radikalsku polimerizaciju jer bi voda delovala na terminaciju u katjonskoj i anjonskoj polimerizaciji. Proizvodi emulzione polimerizacije nazivaju se lateksi. U industiji boja ovakvi polimeri se koriste za disperzije. Na ovaj način mogu se dobiti polivinilacetat, polimetakrilati, polivinilhlorid, polihloropren kao i kopolimer polistirena, polibutadiena i poliakrilonitrila. 89

Polietilen U zavisnisti od katalizatora koji s koristi u polimerizaciji razlikujemo dva tipa polietilena: ¾polietilen velike gustine HDPE ¾polietilen male gustine LDPE

90

Mehanizam nastajanja račvastog polietilena

91

92

U jednom momentu nespareni elektron na kraju polimernog lanca može raskinuti vezu C-H u drugom polimernom lancu i na taj način stvoriti radikal u samom polimernom lancu. Tako dolazi do račvanja na lancu jer nastali radikal dalje reaguje sa molekulima etena i dobijaju se račvasti polietileni male gustine. Polietilen visoke gustine dobija se koordinacionom polimerizacijom (Ziegler-Nattan-ovi katalizatori). Primenom metalocenskih katalizatora može se dobiti polietilen molekulske mase od tri do šest miliona od koga se izrađuju vlakna izuzetne jačine. 93

Polietilen male gustine se dobija u tubularnim reaktorima na temperaturi od 150 do 300 ° C i pritisku od 2000 do 3000 atmosfera. 94

Polietilen visoke gustine se dobija na pritisku od 2 do 10 atmosfera u reaktorima sa mešanjem. Kao katalizatori se koriste trietilaluminijum i titantetrahlorid. Polietilen se primenjuje za izradu ambalaže, vodovodnih cevi i drugo. Polietilen niske gustine se koristi kao folija i za nanošenje folije na karton i papir.

95

Polipropilen

Primenom Ziegler-Nattan-ovog katalizatora moguće je dobiti izotaktički polimer kod koga su sve metil grupe sa iste strane. Polipropilen ima višu tačku topljenja od polietilena visoke gustine (oko 160 ° C). 96

Usled račvanja na polimernom lancu nastaje tercijarni vodonikov atom koji je osetljiv na oksidaciju. Ovaj problem se u primeni prevazilazi dodatkom fenolnih antioksidanasa polimeru. Pored toga metil grupa ukrućuje polimer što dovodi do njegove krtosti na niskim temperaturama. Ovaj problem se prevazilazi dodatkom etilen-propilendienskog polimera. Polipropilen se koristi za izradu sintetskih tepiha (na bazenima), za izradu posuda za hranu (može se prati u mašinama za sudove za razliku od polietilena), kao i za izradu vodovodnog materijala. 97

98

Polistiren

Polistiren se uglavnom dobija polimerizacijom u masi. Reakcija se inicira peroksidima i toplotom. Temperatura se podešava tako da masa stalno bude u istopljenom stanju. Dodatkom 10 % pentana i zagrevanjem dobija se ekspandovana masa (stiropor). 99

100

Nedostatak polistirena je njegova krtost i omekšavanje u vrućoj vodi. Ovo se može prevazići dodatkom 10 % gume (polibutadien) u stirenski monomer pre polimerizacije. Na ovaj način se znatno poboljšavaju njegove mehaničke osobine. Povećana otpornost na toplotu se postiže kopolimerizacijom sa akrilonitrilom (15 do 30 % akrilonitrila. Kombinacija ova dva efekta se postiže u akrilonitril-butadienstirenskom polimeru. Ovakav polimer pokazuje odlične osobine i primenjuje se za branike na automobilima, delove gume kod automobila, elektronske kabinete, uređaje i drugo. 101

primer kalemljenog polimera

102

103

Stiren-butadienska guma Stiren-butadienska guma predstavlja najznačajniju sintetsku gumu. Ona učestvuje sa 40 % ukupnoj proizvodnji sintetskih guma. Odlika gumastih polimera je da im je temperatura ostakljivanja ispod sobne temperature. Ovaj polimer se može dobiti na dva načina emulzionim postupkom i polimerizacijom u rastvoru. Emulzioni postupak se odvija radikalskim mehanizmom dok se polimerizacija u rastvoru odvija anjonskim mehanizmom.

104

U emulzionom postupku tipičan sastav smese za polimerizaciju je izražen u težinskim delovima ¾ butadien 75 delova ¾ stiren 25 delova ¾ n-dodecil merkaptan 0,5 delova ¾ kalijum-peroksisulfat 0,3 dela ¾ sapun 5 delova ¾ voda 180 delova

105

Polimerizacija se izvodi u reaktorima sa mešanjem na 50 ° C. Inicijator je radikal koji nastaje reakcijom peroksodisulfata sa merkaptanom. K2S2O8 + 2 RSH RS٠ + M

2RS٠ + KHSO4

RSM٠

Reakcija se prekida nakon konverzije od 70 do 75 % dodatkom hidrohinona. Neizreagovali monomeri se udaljavaju ispiranjem sa parom. Nakon toga se lateks koaguliše dodatkom polielektrolita. Koagulat se ispira, suši, balira i pakuje.

106

Polimerizacija u rastvoru se primenjuje za dobijanje blok kopolimera kao što je opisano kod anjonske polimerizacije.

107

Polivinilhlorid PVC Cl

* *

n Cl

Polivinilhlorid je treći po proizvodnji iza polietilena i polipropilena. Polimerizuje se suspenzionom polimerizacijom iniciranom peroksidima. Manji deo se polimerizuje emulzionom polimerizacijom. Da bi se lakše oblikovao polimerizacija se izvodi na 40 do 55 ° C i onda se polimer meša sa 20 do 80 delova dioktilftalata kao plastifikatora na sto delova PVC-a.108

Pored toga PVC-u se dodaju i ostali aditivi kao stabilizatori, sredstva za samogasivost, antioksidansi i drugo. Koristi se kao izolator, za izradu kanalizacionih cevi, plastične prozore i vrata a nekada se koristio za izradu gramofonskih ploča.

109

Teflon

Teflon je zaštićeno ime za politetrafluoroetilen. Polimer se dobija slobodno radikalskom polimerizacijom. Ovaj polimer pokazuje odlične osobine u primeni. Poseban značaj je za izradu sudova pošto se teflon topi tek na 327 ° C.

110

Teflonizacija materijala se izvodi mehanički tako što se površina materijala mehanički učini neravnom a zatim se šupljine pod pritiskom ispunjavaju teflonom

Teflon željene granulacije dobiven suspenzionom polimerizacijom se oblikuje pod pritiskom a zatim se sinteruje pod pritiskom na povišenj temperaturi.

111

Prednost teflona u odnosu na ostale materijale je što za njega ništa ne prianja. Ova osobina teflona se objašnjava velikim brojem atoma fluora koji je najelektronegativniji elemenat. Elektroni oko fluora stvaraju štit oko polimera i sprečavaju hemijska jedinjenja da priđu polimeru. Pored toga vrlo jaka veza C-F čini teflon inertnim te se koristi u hemijskoj industriji. Medjutim, njegova nereaktivnost ga čini problematičnim za primenu jer je problem naneti ga na površinu.

112

113

Polietilen-tereftalat

Polietilentereftalat se dobija topljenjem smese etilenglikola i tereftalne kiseline. Alternativni način za dobijanje je reakcija transesterifikacije dimetiltereftalata etilenglikolom. U početku je ispitivan kao materijal za vlakna sa ciljem da zameni prirodna vlakna. Kasnije je našao primenu 114 za izradu ambalaže za gazirana pića.

Prednost polietilentereftalata je što se ovaj materijal može reciklirati odnosno preradom boca dobijaju se vlakna koja se mogu koristiti u industriji nameštaja i za izradu odeće. Polarnost C=O veze uzrokuje bolje privlačenje lanaca tako da PET ima veliki udeo kristalne strukture. Varijanta poliestra je i PEN (polietilennaftalat) koji ima višu tačku ostakljivanja tako da se može koristiti za sudove koji se mogu termalno sterilisati.

115

Polikarbonati

Polikarbonat dobiven iz bisfenola A koristi se za izradu stakla otpornog na lomljenje i za izradu naočara. Bisfenol A se reakcijom sa NaOH prevodi u di natrijumovu so koja zatim reaguje sa fozgenom. 116

Polazni monomer u izradi stakla za naočare nove generacije je karbonat prikazan na slici. Ovaj karbonat ima dve reaktivne grupe koje se dalje mogu polimerizovati slobodno radikalski. Na taj način nastaju umreženi termostabilni polimeri (polimeri koji se ne mogu zagrevanjem ponovo oblikovati).

117

118

Najloni

Najlon je zajednički naziv za polimere nastale polimerizacijom diamina i dikarbonske kiseline ili polimerizacijom amino kiselina. Najpoznatiji predstavnik je najlon 6,6 koji nastaje polimerizacijom adipinske kiseline i heksametilen diamina. 119

Prvi broj iza najlona označava broj C atoma u diaminu dok drugi broj označava broj C atoma u kiselini. Tako su pored najlona 6,6 u primeni i najloni 6,10 i najlon 6,12. Mešanjem kiseline i diamina u rastvoru pada amonijum so kiseline. Nakon toga so se polimerizuje na 280 ° C pod pritiskom u autoklavu uz mešanje. Nakon toga stopljeni najlon se prebacuje u mašinu za izvlačenje vlakana. Najlon se boji u fazi polimerizacije.

120

121

Najlon 6 poznatiji pod nazivom Perlon dobija se polimerizacijom kaprolaktama. Polimerizacija može biti termalna ili anjonska pri čemu dolazi do otvaranja prstena i reakcije amino kiseline sa sledećim molekulom kaprolaktama. Pored najlona 6 poznat je i najlon 12. 122

Kevlar Kevlar je polimer od koga se izrađuju vlakna izuzetne jačine. Od njega se izrađuju pancirni prsluci. Uzrok njegovih osobina je njegova struktura koja omogučava izvlačenje vlakana i odlično pakovanje vlakana. 123

124

Polietarsulfoni stabilni do 500 ºC

125

poliimidi

126

Termostabilne plastike Fenol-formaldehidne smole OH

OH

OH CH2OH

+

CH2OH

+

HCHO

CH2OH OH

OH

OH

OH HO

HO

127

Bakelit-početak sintetičkih polimera Leo Baekeland 1908 – fenol, formaldehid i drveno brašno Polimerizacija fenol-formaldehidne smole sastoji se iz tri faze: ¾u prvoj fazi nastaju niskomolekularni oligomeri koji su rastvorni i reaktivni ¾u drugoj fazi nastaje polimer koji je još uvek topljiv i reaktivan ¾izlivanjem smole u kalupe pod pritiskom i zagrevanjem dolazi do umrežavanja i nastaje termostabilni polimer 128

Glavna primena je kao adheziv u fabrikaciji iverice, laminata i kompozita Kopolimerizuju sa celulozom P-CH2OH + HO-celuloza celuloza

P-CH2-O-

129

Poliuretani N

C

O

O

C

N

N

C

O

metilendifenil diizocijanat N

C

O

TDI- toluendiizocijanat HO

O O

OH n

O O

OH

HO

O O

n

130

H N

*

H N

O O

O

n

O

uretan

O

C

N

N

H N

*

C

O

H N

+

NH2

H2N

H N N H

O

O

n

urea R

N C O

+

HOH

R

N COOH H

RNH2

+

CO2 131

Najvažniju klasu poliuretana predstavljaju polimeri koji nastaju reakcijom poliola ili poliestara sa izocijanatima (TDI-toluendi-izocijanat, MDImetilendifenil diizocijanat i HMDIheksametilendiizocijanat). Ukoliko se koriste trifunkcionalni polioli ili višefunkcionalni polioli nastaju umreženi polimeri. Mešanjem trifunkcionalnih poliola sa izocijanatima uz dodatak malog viška izocijanata i male količine vode nastaju fleksibilne pene. Ukoliko se koriste kraći polioli nastaju tvrde pene koje se koriste za izolaciju (purpena). 132

133

Nezasićeni poliestri O

O O

OH HO

O

O

O +

+

O O O

O

HO O

O

O

U sintezi nezasićenih poliestara pored diola, aromatične dikarbonske kiseline koristi se i anhidrid maleinske kiseline. Prilikom polimerizacije maleinska prelazi u fumarnu kiselinu. 134

Ovakvi kopolimeri male molekulske mase se mešaju sa stirenom, ojačavaju staklenim vlaknima i dodaje se peroksid za inicijaciju umrežavanja. Od ovakvih poliestara izrađuju se čamci, kade, karoserije vozila,

O O

O

O

O

O

O

O O

O O

O

O

O

O

O

O

O

135

Epoksi smole CH3 HO

C

OH

CH3

O H2C C C O H H2

+

O

NaOH

H2C C C Cl H H2

CH3 C CH3

O

C H2

H C OH

CH3

C H2

O

n

C CH3

O O C C CH2 H2 H

Epoksi smole se dobijaju reakcijom bisfenola A sa epihlorhidrinom. One u stvari predstavljaju oligomere (tečnosti) sa visokom reaktivnošću na krajevima u vidu epoksi prstena. Pored toga ostaje im reaktivna i hidroksilna grupa koja se nalazi unutar lanca. 136

137

Epoksi smole se umrežavaju reakcijom sa poliaminima reakcijom na sobnoj temperaturi. Na povišenoj temperaturi mogu se umrežavati i reakcijom sa anhidridima dikarbonskih kiselina. (reaguje manje reaktivna hidroksilna grupa). Primena epoksi smola je u premazima za zaštitu od korozije, kao adheziva i za izradu ojačanih vlakana.

138

Aditivi Stabilizatori • antioksidanti (zaštićeni fenoli ili polifenoli) dodaju se od jednog do nekoliko procenata • termalni stabilizatori (barijum-cink sapuni i organski fosfati) dodaju se PVC-u radi sprečavanja dehidrohlorovanja • UV stabilizatori (ciklični amini, benzotriazoli) • biostabilizatori štite polimere od dejstva mikroorganizama 139

punioci (neorganski prahovi) dodaju se u velikoj količini radi sniženja cene, povećanja stabilnosti, neprozirnosti ojačavanje vlaknima (staklena, ugljenična ili organska) primenjuje se za poboljšanje mehaničkih osobina polimera kuplujući agensi pojačavaju vezu između vlakna ili punioca i polimera (organosilicijumova jedinjenja) plastifikatori (alifatični i aromatični estri) omogućavaju lakše procesovanje polimera, čine ih mekim i fleksibilnim 140

lubrikanti omogućavaju lakše kretanje istopljene plastike, uklanjanje sa opreme koja se koristi u preradi plastike boje danas se koriste pretežno organski pigmenti za bojenje plastike samogasiva sredstva (organofosforna jedinjenja, alkilbromidi ili hloridi, antimon-oksid, magnezijumhidroksid) mogu se ugraditi u polimer u toku polimerizacije ili prilikom umrežavanja organski peroksidi dodaju se nezasićenim poliestrima radi njihovog umrežavanja sa stirenom

141

Prednosti plastičnih masa u odnosu na druge materijale -

Mogućnost prerade i oblikovanja različitih proizvoda

Različitost od ekstremno čvrstih do ekstremno mekih i gumastih materijala -

- elastičnost

- Termička i električna izolacija - Hemijska otpornost i otpornost na vodu i vremenske uslove - Otpornost

na plamen - Transparentnost i mogućnost bojenja u najrazličitijim bojama

142

143