Plástico

Utensílios domésticos feitos de plástico.

O plástico é o termo geral para uma ampla gama de sintético ou semi-sintético produtos de polimerização. Eles são compostos de orgânico de condensação ou de adição e polímeros podem conter outras substâncias para melhorar o desempenho ou reduzir os custos. Existem muitos polímeros naturais geralmente considerados como "plásticos". Os plásticos podem ser formados em ou objectos filmes ou fibras. O seu nome deriva da maleabilidade, ou plasticidade, de muitos deles.

Visão global

O plástico pode ser classificada em vários aspectos, mas mais geralmente por sua espinha dorsal do polímero ( cloreto de polivinilo, polietileno, metacrilato de polimetilo e outras acrílicos, silicones, poliuretanos, etc). Outras classificações incluem termoplástico, termofixos, elastómero, plástico de engenharia, adição ou condensação ou polyaddition (dependendo do método de polimerização usado), e temperatura de transição vítrea ou T _g.

Alguns plásticos são parcialmente e parcialmente cristalino amorfa em molecular estrutura, dando ambos um ponto de fusão (a temperatura a que o atraente forças intermoleculares são superadas) e um ou mais transições de vidro (temperaturas acima do qual o grau de flexibilidade molecular localizada é um aumento substancial). Os chamados semi- plásticos cristalinos incluem polietileno, polipropileno, poli (cloreto de vinilo), poliamidas (nylons), poliésteres e alguns poliuretanos. Muitos materiais plásticos são completamente amorfa, tal como poliestireno e seus copolímeros, poli (metacrilato de metilo), e todos os termofixos.

Os plásticos são polímeros: longas cadeias de átomos ligados um ao outro. Termoplásticos comuns variam de 20.000 a 500.000 em peso molecular, enquanto termofixos são assumidos ter peso molecular infinito. Estas cadeias são constituída por várias unidades moleculares repetentes, conhecidas como "unidades de repetição derivadas de", " monómeros ";. cada cadeia de polímero terão vários 1000 de unidades de repetição A grande maioria dos plásticos são compostos de polímeros de carbono e de hidrogénio sozinho ou com oxigénio , de azoto , de cloro ou de enxofre na espinha dorsal (Alguns de interesse comercial são. de silício baseado. ) A espinha dorsal é que parte da cadeia principal do "percurso", ligando um grande número de unidades de repetição em conjunto. Para variar as propriedades dos plásticos, tanto a unidade de repetição com diferentes grupos moleculares "pendurado" ou "pendente" a partir da espinha dorsal, (geralmente eles são "pendurados" como parte dos monómeros antes de ligar monômeros para formar a cadeia de polímero). Essa personalização pela estrutura molecular da unidade de repetição permitiu plásticos para tornar-se uma parte tão indispensável de vinte vida do primeiro século por ajuste fino das propriedades do polímero.

Moldado réplicas de comida de plástico em exposição fora de um restaurante no Japão .

Pessoas experimentou com plásticos à base de polímeros naturais durante séculos. No século XIX, um material plástico à base de polímeros naturais modificados foi descoberto: Charles Goodyear descobriu vulcanização de borracha ( 1839 ) e Alexander Parkes, Inglês inventor (1813-1890) criou a primeira forma de plástico em 1855. Ele pyroxylin mista, uma forma parcialmente nitrados de celulose (celulose é o principal componente das paredes celulares da planta), com o álcool e cânfora. Isso produziu um material transparente rígido, mas flexível, que ele chamou de "Parkesine." O primeiro plástico sintético com base numa polímero foi feita a partir de fenol e formaldeído, com os primeiros processos de síntese viável e barato inventados pelos Leo Hendrik Baekeland em 1909 , sendo o produto conhecido como Bakelite. Posteriormente poli (cloreto de vinilo), poliestireno, polietileno (polietileno), polipropileno (polipropileno), poliamidas (nylons), poliésteres, acrílicos, silicones, poliuretanos estavam entre as muitas variedades de plásticos desenvolvidos e têm grande sucesso comercial.

O desenvolvimento de plásticos veio do uso de materiais naturais (por exemplo, goma de mascar, goma-laca) para o uso de materiais naturais quimicamente modificados (por exemplo, naturais borracha , nitrocelulose, colagénio) e, finalmente, para moléculas completamente sintéticas (por exemplo, epoxi, cloreto de polivinilo, polietileno).

Em 1959, Koppers Company, em Pittsburgh, PA tinha uma equipe que desenvolveu a espuma de poliestireno expansível (EPS). Nesta equipe foi Edward J. Fogões que fez o primeiro copo de espuma comercial. Os copos experimentais foram feitos de arroz tufado colados um ao outro para formar um copo para mostrar como seria a sensação e aparência. A química foi então desenvolvido para fazer os copos comercial. Hoje, a taça é utilizada em todo o mundo, em países que desejam fast food, como os Estados Unidos, Japão, Austrália e Nova Zelândia. Freon nunca foi usado nos copos. Como Fogões disse: "Nós não sabíamos freon era ruim para a camada de ozônio, mas sabia que não era bom para as pessoas de modo a taça nunca usou freon para expandir as contas."

O copo de espuma pode ser enterrado, e é tão estável como concreto e tijolo. Nenhum filme plástico é necessária para proteger o ar ea água subterrânea. Se for adequadamente incinerados a temperaturas elevadas, os únicos produtos químicos gerados são a água, dióxido de carbono e cinzas de carbono. Se queimado sem oxigénio suficiente ou a temperaturas mais baixas (como numa fogueira lareira ou de uso doméstico) pode produzir negro de carbono e dióxido de carbono. EPS podem ser reciclados para fazer bancos de jardim, vasos de flores e brinquedos.

Plásticos à base de celulose: celulóide e rayon

Todos Goodyear tinha feito com vulcanização foi de melhorar as propriedades de um polímero natural. O próximo passo lógico era usar um polímero natural, celulose, como a base para um novo material.

Inventores estavam particularmente interessados em desenvolver substitutos sintéticos para esses materiais naturais que eram caros e escassos, uma vez que isso significava um mercado rentável para explorar. Marfim era um alvo particularmente atraente para um substituto sintético.

Um inglês de Birmingham nomeado Alexander Parkes desenvolveu um "marfim sintético" chamado "pyroxlin", que comercializado sob o nome comercial " Parkesine ", e que ganhou uma medalha de bronze em 1862 Feira Mundial em Londres . Parkesine foi feita a partir de celulose tratada com ácido nítrico e um solvente. A saída do processo de endurecido em, um material de marfim como disco que poderia ser moldado durante o aquecimento. No entanto, Parkes não foi capaz de expandir o processo de forma confiável, e produtos feitos de Parkesine rapidamente deformado e rachado após um curto período de uso.

Ingleses Daniel Spill eo norte-americano John Wesley Hyatt ambos pegaram em Parkes onde parou. Parkes tinha falhado por falta de um amaciador apropriado, mas eles descobriram de forma independente que cânfora iria funcionar bem. Derramamento lançou seu produto como Xylonite em 1869, enquanto Hyatt patenteou o seu " Celluloid "em 1870, nomeando-o após celulose. A rivalidade entre ingleses do Spill Xylonite Companhia e do Hyatt americana Empresa Celluloid levou a um cara batalha judicial que durou uma década, com nenhuma das duas empresas sendo adjudicadas direitos, como, em última análise Parkes foi creditado com a invenção do produto. Como resultado, ambas as empresas operados em paralelo em ambos os lados do Atlântico.

Celluloid / Xylonite mostrou-se extremamente versátil em seu campo de aplicação, fornecendo um substituto barato e atraente para o marfim , carapaça de tartaruga, e osso, e os produtos tradicionais, tais como bolas de bilhar e pentes eram muito mais fáceis de fabricar, com plástico. Alguns dos itens feitos com celulose no século XIX foram lindamente projetado e implementado. Por exemplo, pentes de celulóide feitas para amarrar as longas tranças de cabelo da moda na época agora são altamente colecionáveis peças de museu jóia-como. Tais bugigangas bonitas não eram mais apenas para os ricos.

Hyatt era uma espécie de gênio industrial que entendeu o que poderia ser feito com um material tão moldável, ou "plástico", e começou a projetar grande parte do maquinário industrial básica necessária para produzir materiais plásticos de boa qualidade em quantidade. Alguns dos primeiros produtos do Hyatt foram peças dentárias, e conjuntos de dentes falsos construídas em torno de celulóide provou mais barato do que próteses de borracha existentes. No entanto, dentaduras celulóide tendeu a suavizar quando quente, fazendo beber chá complicado, eo sabor cânfora tendiam a ser difícil de reprimir.

Produtos inovadores reais do celulóide foram golas, punhos da camisa à prova d'água, e os falsos shirtfronts conhecidos como " dickies ", cuja natureza incontrolável mais tarde se tornou uma piada estoque em comédias do cinema mudo. Eles não murcha e não mancha facilmente, e Hyatt vendeu-os por trainloads. Espartilhos feitos com estadias de celulóide também provou ser popular, uma vez que a transpiração não enferrujar as estadias , como seria se tivessem sido feitas de metal.

Celulóide também pode ser usado em aplicações inteiramente novas. Hyatt descobriu como fabricar o material em um formato de tira de filme de cinema . Até o ano de 1900, filme filme foi um grande mercado para celulóide.

No entanto, celulóide ainda tendiam a amarelo e crack ao longo do tempo, e tinha outro defeito mais perigoso: ele queimou muito fácil e espetacular, não surpreende dado que as misturas de ácido nítrico e de celulose também são usados para sintetizar pólvora sem fumo.

Bolas, um dos poucos produtos que ainda feitos com celulóide, chiado e queimar Ping-pong se incendiado, e Hyatt gostava de contar histórias sobre celulóide bolas de bilhar que explodem quando golpeado muito difícil. Essas histórias poderiam ter tido uma base na realidade, uma vez que as bolas de bilhar eram muitas vezes celulóide coberto com tintas à base de outra, ainda mais inflamável, o produto nitrocelulose conhecido como " collodion ". Se as bolas haviam sido fabricados de forma imperfeita, as tintas poderia ter agido como primer para definir o resto da bola com um estrondo.

A celulose também foi usada para produzir tecido. Enquanto os homens que desenvolveram celulóide estavam interessados em substituir marfim, aqueles que desenvolveram as novas fibras estavam interessados em substituir outro material caro, seda.

Em 1884, um químico francês, o conde de Chardonnay, introduziu um tecido à base de celulose, que se tornou conhecido como "seda Chardonnay". Foi um pano atraente, mas como celulóide era muito inflamável, uma propriedade completamente inaceitável na roupa. Depois de alguns acidentes horríveis, Chardonnay seda foi retirado do mercado.

Em 1894, três inventores britânicos, Charles Cruz, Edward Bevan, e Clayton Beadle, patenteou uma nova "seda artificial" ou "arte de seda", que era muito mais seguro. Os três homens vendeu os direitos para o novo tecido para a empresa Courtauld francês, um dos principais fabricantes de seda, que colocá-lo em produção em 1905, utilizando celulose a partir de polpa de madeira como material de "matéria-prima".

Arte seda, tecnicamente conhecido como acetato de celulose, tornou-se conhecido sob o nome comercial " rayon ", e foi produzida em grandes quantidades por meio da década de 1930, quando foi suplantado por tecidos melhor artificiais. É necessário ainda em produção hoje, muitas vezes, em misturas com outras fibras naturais e artificiais. É barato e é suave na pele, embora é fraco quando molhado e vincos facilmente. Também pode ser produzido em forma de folha transparente conhecido como " celofane ". Acetato de Celulose tornou-se o substrato padrão para filmes e películas fotográficas, em vez de seu antecessor muito inflamável.

Bakelite (fenólica)

As limitações de celulose levado para o próximo avanço principal, conhecido como " fenólico "ou plásticos" de fenol-formaldeído ". Um químico chamado Leo Hendrik Baekeland, uma Belga-nascido americano que vive em Estado de Nova York, estava à procura de um verniz de isolamento para fios revestimento em motores elétricos e geradores. Baekeland descobriu que as misturas de fenol (C ₆ H ₅ OH) e formaldeído (HCOH) formaram uma massa pegajosa quando misturados em conjunto e aquecidos e a massa se tornou extremamente difícil se se deixar arrefecer. Ele continuou suas investigações e descobriu que o material poderia ser misturado com farinha de madeira, amianto, ou pó de ardósia para criar materiais "compósitos" com propriedades diferentes. A maior parte destas composições eram fortes e resistentes ao fogo. O único problema foi que o material tende a espuma durante a síntese, e o produto resultante foi de qualidade inaceitável.

Baekeland construído vasos de pressão para forçar a saída de bolhas e proporcionar um produto suave e uniforme. Ele anunciou publicamente sua descoberta, em 1912 , nomeando- baquelite. Ele foi originalmente usado para as peças elétricas e mecânicas, finalmente chegando em uso generalizado em bens de consumo na década de 1920. Quando a patente da baquelite expirou em 1930, o Catalin Corporation adquiriu a patente e começou a fabricação Catalin plástico utilizando um processo diferente que permitisse uma gama mais vasta de corantes.

Bakelite foi o primeiro verdadeiro plástico. Era um material puramente sintética, não assenta em qualquer material ou mesmo molécula encontrada na natureza. Ele também foi o primeiro plástico termoendurecível. Termoplásticos convencionais podem ser moldadas e depois fundidos, novamente, mas plásticos termofixos formar ligações entre polímeros fios quando curado, criando uma matriz confusa que não pode ser desfeita sem destruir o plástico. Plásticos termofixos são resistentes e resistentes à temperatura.

Bakelite era barato, forte e durável. Foi moldado em milhares de formas, tais como rádios, telefones, relógios, e, claro, bolas de bilhar. O governo dos EUA ainda pensou em fazer moedas de um centavo com isso quando a Segunda Guerra Mundial causou uma escassez de cobre.

Plásticos fenólicos têm sido largamente substituídas por plásticos mais baratos e menos frágeis, mas eles ainda são usados em aplicações que requerem suas propriedades isolantes e resistentes ao calor. Por exemplo, alguns electrónico placas de circuito são feitos de folhas de papel ou um pano impregnado com resina fenólica.

Fenólicos folhas, varetas e tubos são produzidos numa grande variedade de tipos sob várias marcas. As notas mais comuns de fenólico industrial são lona, linho e Papel.

Poliestireno e PVC

Plástico tubulação e firestops sendo instalados em Nortown Casitas, North York (Agora Toronto ), Ontário, Canadá . Alguns tubos de plástico pode ser utilizado em alguns edifícios não combustíveis, desde que sejam firestopped corretamente e que as classificações de propagação da chama em conformidade com o local, código de construção.

Após a Primeira Guerra Mundial , as melhorias na tecnologia química levou a uma explosão de novas formas de plásticos. Entre os exemplos mais antigos na onda de novos plásticos eram " poliestireno "(PS) e" cloreto de polivinilo "(PVC), desenvolvido pela IG Farben da Alemanha.

O poliestireno é um plástico rígido quebradiço, e de baixo custo que tem sido usado para fazer kits modelo de plástico e bugigangas semelhantes. Também seria a base para um dos mais populares "espuma" plásticos, sob o nome de "espuma de estireno" ou " Styrofoam ". Plásticos de espuma podem ser sintetizados através de um" "forma, em que as bolhas de espuma são interligados, tal como em uma esponja absorvente, e" células abertas de célula fechada ", em que todas as bolhas são distintos, como pequenos balões, tal como no isolamento de espuma e dispositivos de flutuação cheio de gás. No final dos anos 1950 "High Impact" estireno foi introduzido, o que não era frágil. Ele encontra muito uso atual como a substância de estatuetas de brinquedo e novidades.

O PVC tem cadeias laterais incorporando átomos de cloro, que formam fortes laços. PVC em sua forma normal é dura, forte, calor e resistente ao tempo, e agora é usado para fazer canalização, sarjetas, tapume da casa, gabinetes para computadores e outros aparelhos eletrônicos engrenagem. PVC também pode ser atenuado com o processamento químico, e desta forma ele é usado agora para shrink-wrap, embalagens de alimentos, e raingear.

Nylon

A verdadeira estrela da indústria de plásticos na década de 1930 era "poliamida" (PA), muito mais conhecido pelo seu nome comercial nylon. Nylon foi a primeira fibra puramente sintético, introduzida pela Du Pont Corporation a Feira Mundial de 1939 em New York City .

Em 1927, Du Pont tinha começado um projeto de desenvolvimento secreto designada "Fiber66", sob a direção de Harvard químico Wallace Carothers e diretor do departamento de química Elmer Keiser Bolton. Carothers tinha sido contratado para realizar a pesquisa pura, e ele trabalhou para entender o novo material "estrutura molecular e propriedades físicas. Ele levou alguns dos primeiros passos no desenho molecular dos materiais.

O seu trabalho levou à descoberta de fibra sintética de nylon, que foi muito forte, mas também muito flexível. O primeiro pedido foi para cerdas para escovas de dentes. No entanto, o verdadeiro alvo da Du Pont era seda, particularmente seda meias. Carothers e a sua equipa sintetizado um número de diferentes poliamidas incluindo polyamide6.6 e 4.6, bem como poliésteres.

Reacção de polimerização de condensação Geral para o nylon

Demorou Du Pont 12 anos e US $ 27 milhões para refinar nylon, e para sintetizar e desenvolver os processos industriais para a fabricação em massa. Com um grande investimento tal, não foi surpresa que Du Pont poupado pouca despesa para promover nylon após a sua introdução, criando uma sensação pública, ou "mania nylon". Nylon mania veio a uma parada abrupta no final de 1941, quando os EUA entraram Segunda Guerra Mundial . A capacidade de produção que havia sido construída para produzir meias de nylon, ou apenas "nylons", para as mulheres americanas foi assumida para a fabricação de um vasto número de pára-quedas para pilotos e pára-quedistas. Após a guerra terminou, Du Pont voltou a vender nylon ao público, engajar-se em mais uma campanha promocional em 1946, que resultou em uma mania ainda maior, provocando o chamado " motins nylon ".

Subsequentemente poliamidas 6, 10, 11, e 12 foram desenvolvidos com base nos monómeros, que são compostos de anel, por exemplo, caprolactam.nylon 66 é um material fabricado pela polimerização de condensação

Nylons ainda permanecem plásticos importantes, e não apenas para o uso em tecidos. Na sua maior parte formar é muito resistente ao desgaste, principalmente se o óleo impregnado, e por isso é usado para construir engrenagens, rolamentos, buchas, e por causa da boa resistência ao calor, cada vez mais para under-the-hood aplicações em carros, e outras peças mecânicas.

Borracha sintética

Um polímero que era crítico para o esforço de guerra era "borracha sintética", que foi produzido em uma variedade de formas. Borrachas sintéticas não são plásticos. Borrachas sintéticas são materiais elásticos.

O primeiro polímero de borracha sintética foi obtido Lebedev em 1910 . Borracha sintética prática cresceu a partir de estudos publicados em 1930 escrito de forma independente pela American Wallace Carothers, cientista russo Lebedev eo cientista alemão Hermann Staudinger. Estes estudos levaram em 1931 para uma das primeiras borrachas sintéticas bem sucedidos, conhecidos como " neoprene ", que foi desenvolvido no DuPont sob a direcção de EK Bolton. Neopreno é altamente resistente ao calor e produtos químicos, tais como óleo e gasolina, e é utilizado em tubos de combustível e como um material isolante em máquinas.

Em 1935, os químicos alemães sintetizado o primeiro de uma série de borrachas sintéticas conhecidas como "borrachas Buna". Estes eram "copolímeros", o que significa que os seus polímeros foram confeccionados com não um, mas dois monómeros, em seqüência alternada. Um desses borracha Buna, conhecido como "GR-S" (Governo borracha de estireno), é um copolímero de butadieno e estireno, tornou-se a base para a produção de borracha sintética EUA durante a Segunda Guerra Mundial.

Fontes da borracha natural em todo o mundo foram limitados e em meados de 1942 a maioria das regiões produtoras de borracha estavam sob controle japonês. Caminhões militares necessários borracha para pneus, borracha e foi usado em quase todos os outros máquina de guerra. O governo dos EUA lançou uma grande (e em grande parte secreta) esforço para desenvolver e refinar borracha sintética. A principal cientista envolvido com o esforço foi Edward Robbins.

Em 1944, um total de 50 fábricas foram fabricá-lo, despejando um volume do material dobro da produção de borracha natural do mundo antes do início da guerra.

Depois da guerra, as plantações de borracha natural já não tinha um domínio sobre suprimentos de borracha, particularmente depois que os químicos aprenderam a sintetizar isopreno. GR-S continua a ser a borracha sintética primária para o fabrico de pneus.

Borracha sintética também desempenham um papel importante na corrida espacial e corrida armamentista nuclear. Foguetes sólidos utilizados durante a Segunda Guerra Mundial usado explosivos de nitrocelulose para propulsores, mas era impraticável e perigosa para fazer tais foguetes muito grande.

Durante a guerra, California Institute of Technology (Caltech) pesquisadores surgiu com um novo combustível sólido, com base em combustível asfalto misturado com um oxidante, tal como potássio ou perclorato de amônio, além de alumínio em pó, que queima muito quente. Este novo combustível sólido queimado de forma mais lenta e uniforme de explosivos de nitrocelulose, e foi muito menos perigoso para armazenar e usar, embora tendem a fluir lentamente para fora do foguete no armazenamento e os foguetes usando ele teve que ser estocado nariz para baixo.

Após a guerra, os pesquisadores de Caltech começou a investigar o uso de borrachas sintéticas em vez de asfalto como o combustível na mistura. Em meados Década de 1950, grandes mísseis estavam sendo construídas utilizando combustíveis sólidos com base em borracha sintética, misturado com perclorato de amônio e proporções elevadas de alumínio em pó. Tais combustíveis sólidos pode ser convertido em grandes blocos e uniformes que não tinham rachaduras ou outros defeitos que possam causar queimadura não uniforme. Em última análise, todos os grandes foguetes militares e mísseis que utilizam combustíveis sólidos com base de borracha sintética, e eles também desempenham um papel significativo no esforço espacial civil.

Plásticos explosão: acrílico, polietileno, etc.

Outros plásticos surgiu no período pré-guerra, embora alguns não viria em uso generalizado até depois da guerra.

Em 1936, americanos, britânicos, e as empresas alemãs estavam produzindo polimetilmetacrilato (PMMA), mais conhecido como vidro acrílico. Embora acrílicos são agora bem conhecidos por seu uso em tintas e fibras sintéticas, tais como peles falsas, na sua forma a granel eles são realmente muito difícil e mais transparente do que o vidro, e são vendidos como substitutos de vidro sob nomes comerciais como Plexiglas e Lucite. Plexiglas foi usada para construir dosséis de aviões durante a guerra, e ele também é usado agora como um substituto para as bancadas de mármore.

Outra importante plástico, polietileno (PE), também conhecido como polietileno, foi descoberto em 1933 por Gibson e Reginald Eric Fawcett no British gigante industrial Imperial Chemical Industries (ICI). Este material evoluiu em duas formas, de polietileno de baixa densidade (LDPE), e polietileno de alta densidade (HDPE).

PEs são baratos, flexível, durável e resistente a produtos químicos. LDPE é usado para fazer películas e materiais de embalagem, enquanto que o PEAD é usado para recipientes, encanamento e acessórios automotivos. Enquanto PE tem uma baixa resistência ao ataque químico, verificou-se mais tarde que um recipiente de PE pode ser feito muito mais robusto, expondo-o flúor gás, que modificou a camada de superfície do recipiente para o muito mais resistente polyfluoroethylene.

Polietileno levaria depois da guerra para um material melhorado, polipropileno (PP), que foi descoberto no início de 1950 por Giulio Natta. É comum em ciência e tecnologia que o crescimento do corpo geral de conhecimento pode levar às mesmas invenções em lugares diferentes em quase ao mesmo tempo moderno, mas polipropileno era um caso extremo deste fenômeno, sendo inventados separadamente cerca de nove vezes. O litígio que se seguiu não foi resolvido até 1989.

Polipropileno conseguiu sobreviver ao processo legal e dois químicos americanos que trabalham para Phillips Petroleum, J. Paul Hogan e Robert Banks, agora são geralmente creditado como os inventores "oficiais" do material. O polipropileno é semelhante ao seu antepassado, polietileno, e de baixo custo partes de polietileno, mas é muito mais robusto. Ele é usado em tudo, desde garrafas de plástico para tapetes para móveis de plástico, e é muito fortemente utilizados em automóveis.

Poliuretano foi inventado por Friedrich Bayer & Company em 1937, e que entrou em uso após a guerra, em forma soprado para colchões, móveis de estofamento e isolamento térmico. É também um dos componentes (em forma não-fundido) da fibra spandex.

Em 1939 , IG Farben arquivou uma patente para poliepóxido ou epoxi. Epoxis são uma classe de plástico termoendurecível que formam ligações cruzadas e curar quando um agente catalisador, ou endurecedor, é adicionado. Depois da guerra, eles iriam entrar em ampla utilização para revestimentos, adesivos, e materiais compósitos.

Compósitos utilizando epoxi como uma matriz incluem vidro plástico reforçado, em que o elemento estrutural é fibra de vidro, e de carbono-epoxi compósitos, em que o elemento estrutural é fibra de carbono. Fibra de vidro agora é frequentemente usado para construir barcos de esporte, e compósitos de epóxi-carbono são um elemento estrutural cada vez mais importante na aeronave, como eles são leves, fortes e resistentes ao calor.

Dois químicos chamados Rex e Whinfield James Dickson, que trabalha em uma pequena empresa de Inglês com o nome pitoresco da "Associação de Calico Printer" em Manchester, desenvolvido tereftalato de polietileno (PET ou PETE) em 1941, e que seria usado para fibras sintéticas na era do pós-guerra, com nomes tais como o poliéster, dacron, e terylene.

PET é menos permeável ao gás do que outros plásticos baratos e por isso é um material popular para fazer garrafas para Coca-Cola e outras bebidas carbonatadas, desde carbonatação tende a atacar outros plásticos, e para bebidas ácidas, como sucos de frutas ou vegetais. PET é também forte e resistente à abrasão, e é usado para fazer peças mecânicas, bandejas de alimentos, e outros artigos que têm de suportar o abuso. Filmes de PET são utilizadas como uma base para a fita de gravação.

Uma das mais impressionantes plásticos usados na guerra, e um top secret, era politetrafluoroetileno (PTFE), mais conhecido como o Teflon, que poderia ser depositada sobre as superfícies metálicas como à prova de riscos e, revestimento protector de baixo atrito resistente à corrosão. A camada de superfície polyfluoroethylene criada através da exposição de um recipiente de polietileno com o flúor gás é muito semelhante ao de Teflon.

Um químico Du Pont nomeado Roy Plunkett descobriu Teflon por acidente em 1938. Durante a guerra, ele foi usado em processos de difusão gasosa-para refinar urânio para a bomba atômica, como o processo foi altamente corrosivo. Até o início dos anos 1960, as frigideiras de Teflon de adesão resistente estavam na demanda.

Teflon foi depois utilizada para sintetizar o tecido respirável Gore-Tex®, que pode ser usado para a fabricação de vestuário tempo molhado que é capaz de "respirar". Sua estrutura permite que as moléculas de vapor de água para passar, enquanto não permitindo que a água como líquido para entrar. Gore-Tex também é usado para aplicações cirúrgicas, tais como peças de vestuário e implantes; Teflon cadeia é usada para fazer fio dental; Teflon e misturado com compostos de flúor é usado para fazer flares lançadas pelas aeronaves para distrair mísseis guiados por calor.

Após a guerra, os novos plásticos que haviam sido desenvolvidos entrou no mainstream do consumidor em uma inundação. New fabricação foram desenvolvidos, utilizando várias formando, moldagem, fundição, e processos de extrusão, a produzir produtos de plástico em grandes quantidades. Os consumidores americanos adotaram com entusiasmo a infinita variedade de coloridos, baratos e duráveis truques de plástico que está sendo produzido para a vida nova casa suburbana.

Uma das partes mais visíveis desta invasão foi plásticos Earl Tupper de Tupperware, uma linha completa de embalagens de alimentos de polietileno vedáveis que Tupper habilmente promovida através de uma rede de donas de casa que venderam Tupperware como um meio de trazer algum dinheiro. A linha de produtos Tupperware foi bem pensado e altamente eficaz, reduzindo a deterioração dos alimentos no armazenamento. Thin-film envoltório de plástico que poderia ser comprado em rolos também ajudou a manter os alimentos frescos.

Outro elemento de destaque em 1950 foi de casas Formica, uma laminado plástico que foi usado para a superfície móveis e armários. Formica era durável e atraente. Foi particularmente útil em cozinhas, uma vez que não absorver, e pode ser facilmente limpo de manchas de preparação de alimentos, tais como sangue ou graxa. Com Formica, uma tabela muito atraente e bem construído pode ser construído usando low-cost e madeira compensada leve com Formica cobertura, ao invés de madeiras caras e pesadas como o carvalho ou mogno.

Os materiais compósitos de fibra de vidro, como passou a ser usado para a construção de barcos e, em alguns casos, carros. Espuma de poliuretano foi utilizado para encher colchões e isopor foi usada para forrar caixas térmicas com gelo e fazer brinquedos flutuantes.

Plásticos continuar a ser melhorada. Apresentar General Electric Lexan, um de alto impacto plástico policarbonato, na década de 1970. Du Pont desenvolveu Kevlar ®, uma fibra sintética extremamente forte que era mais conhecido por seu uso na balísticos vestuário e capacetes de combate avaliado. Kevlar foi tão impressionante que seu fabricante, DuPont, considerou necessário liberar um comunicado oficial negando envolvimento alienígena.

Efeitos negativos para a saúde

Alguns plásticos têm sido associados com efeitos negativos na saúde.

Cloreto de polivinila (PVC) contém numerosas substâncias químicas tóxicas chamadas e adipatos ftalatos ("plastificantes"), que são usados para amolecer o PVC frágil para uma forma mais flexível. PVC é comumente usado para embalar alimentos e líquidos, onipresentes em brinquedos e mordedores infantis, canalizações e materiais de construção, e em tudo, desde cosméticos para chuveiro cortinas. Traços de esses produtos químicos podem lixiviar fora de PVC quando entra em contacto com os alimentos. A Organização Mundial de Saúde 's Agência Internacional para Pesquisa sobre Câncer (IARC) tem reconhecido o produto químico usado para fazer PVC, cloreto de vinilo, como um carcinogéneo humano conhecido. A União Europeia proibiu a utilização de DEHP (di-2-etil-ftalato), o plastificante mais utilizado no PVC, e em brinquedos para crianças.

O poliestireno (PS) é uma das toxinas da USEPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos) monitores em água potável da América. Sua produção também polui a atmosfera, destruindo a camada de ozônio. Alguns compostos de lixiviação a partir de recipientes de isopor de alimentos interferir com as funções hormonais. É um possível carcinógeno humano.

Policarbonatos são um grupo particular de termoplástico polímeros, cuja principal bloco de construção é o bisfenol A (BPA), um disruptor hormônio que libera em alimentos e líquidos e age como estrogênio. Research in Environmental Health Perspectives descobre que BPA (lixiviados do revestimento de latas, selantes dentários e garrafas de policarbonato) pode aumentar o peso corporal das crias dos animais de laboratório, bem como os níveis de hormônio impacto. Um estudo animal mais recente sugere que mesmo a exposição de baixo nível aos resultados de BPA na resistência à insulina, o que pode levar à inflamação e doenças cardíacas.

O ambiente

Os plásticos são duráveis e degradam muito lentamente. Em alguns casos, pode libertar plástico queimado fumos tóxicos. Além disso, a produção de matérias plásticas, muitas vezes cria grandes quantidades de poluentes químicos.

Na década de 1990, programas de reciclagem de plástico eram comuns nos Estados Unidos e em outros lugares. Os termoplásticos podem ser refundidos e reutilizado, e plásticos termoendurecidos pode ser moída e utilizada como material de enchimento, embora a pureza do material tende a degradar-se com cada ciclo de reutilização. Existem métodos pelos quais os plásticos podem ser quebrados para trás para baixo a um estado de matéria-prima.

Para ajudar reciclagem de itens descartáveis, o frasco plástico Instituto da Sociedade da Indústria do Plástico concebeu um esquema agora familiar para marcar garrafas de plástico por tipo de plástico. Um recipiente de plástico reciclável com este esquema é marcada com um triângulo de três setas de perseguição "", que envolva um número que dá o tipo de plástico:

1. PET (PETE), tereftalato de polietileno: Encontrado geralmente em 2 litros de refrigerantes garrafas, frascos de óleo de cozinha, potes de manteiga de amendoim.
2. HDPE, polietileno de alta densidade: Comumente encontrados em garrafas de detergente, jarros de leite.
3. PVC, policloreto de vinila: Encontrado geralmente em tubos de plástico, mobiliário de exterior, shrink-wrap, garrafas de água, molho de salada e recipientes de detergente líquido.
4. LDPE, polietileno de baixa densidade: Comumente encontrados em sacos de limpeza a seco, produzir sacos, lata de lixo forros, recipientes de armazenamento de alimentos.
5. PP,polipropileno: Encontrado geralmente em tampas de garrafa, canudos, embalagens de iogurte.
6. PS,poliestireno: Comumente encontrados em "bolinhas de isopor", copos, talheres de plástico, bandejas de carne, recipientes take-away comida garra
7. Outro, Outro: Esta categoria de plástico, como o próprio nome de "outro" implica, é qualquer plástico que não seja o nomeado # 1- # 6, comumente encontrada em certos tipos de recipientes para alimentos, Tupperware, egarrafas Nalgene.

Infelizmente, plásticos reciclagem tem-se revelado difícil. O maior problema com a reciclagem de plástico é que é difícil de automatizar a triagem de resíduos de plástico, e por isso é trabalho intensivo. Normalmente, os trabalhadores classificar o plástico, olhando para o código de identificação da resina, embora contentores comuns, como garrafas de refrigerante podem ser classificados a partir da memória. Outros materiais recicláveis, tais como metais, são mais fáceis de processar mecanicamente. No entanto, novos processos de triagem mecânica estão sendo utilizados para aumentar a capacidade de reciclagem de plástico e eficiência.

Enquanto os contentores são normalmente feitos de um único tipo e cor de plástico, tornando-os relativamente fácil de resolver, um produto de consumo como um telefone celular pode ter muitas peças pequenas que consistem em mais de uma dúzia de tipos e cores diferentes de plásticos. Em um caso como este, os recursos seriam necessários para separar os plásticos excedem em muito seu valor eo item é descartado. No entanto, os desenvolvimentos estão ocorrendo no campo da desmontagem ativa, o que pode resultar em mais componentes de produtos de consumo a ser reutilizados ou reciclados. Reciclagem de certos tipos de plásticos podem ser rentáveis, bem. Por exemplo, poliestireno é raramente reciclado geralmente não porque é rentável. Estes resíduos não recicláveis ​​podem ser eliminados em aterros, incinerados ou utilizados para produzir electricidade em instalações de resíduos em energia.

Bioplásticos e plásticos biodegradáveis

A pesquisa foi feita em plásticos biodegradáveis ​​que quebram com a exposição à luz solar (por exemplo, a radiação ultra-violeta ), água ou umidade, as bactérias, enzimas, abrasão vento e alguns casos roedor pragas ou ataque de insetos também são incluídos como formas de biodegradação ou degradação ambiental . É claro alguns destes modos de degradação só vai funcionar se o plástico é exposto na superfície, enquanto outros modos só será eficaz se certas condições são encontradas em sistemas de compostagem ou aterro. Pó de amido foi misturado com plástico como um enchimento para permitir que degradam-se mais facilmente, mas ainda não conduz à degradação completa do plástico. Alguns pesquisadores têm realmente geneticamente bactérias que sintetizam um plástico totalmente biodegradável engenharia, mas este material é caro no momento, por exemplo Biopol da BP. BASF fazer Ecoflex, um totalmente biodegradáveis ​​de poliéster para aplicações em embalagens de alimentos.

Uma desvantagem potencial de plásticos biodegradáveis ​​é que o carbono que está preso nelas é liberado na atmosfera como uma estufa de gás dióxido de carbono quando se degradam, mas se eles são feitos de materiais naturais, tais como derivados de culturas de vegetais ou produtos de origem animal, não há ganho líquido das emissões de dióxido de carbono, embora preocupação será por um gás de efeito estufa pior, metano release. Claro, incinerando plásticos não biodegradáveis ​​vai liberar dióxido de carbono, bem como, ao mesmo tempo da sua eliminação em aterro vai liberar metano quando o plástico é que, eventualmente, quebrar.

Até agora, estes plásticos provaram muito caro e limitado para o uso geral, e os críticos têm apontado que o único verdadeiro problema que abordar é na estrada de areia , que é considerada como uma questão secundária. Quando tais materiais plásticos são despejados em aterros sanitários, eles podem se tornar "mumificados" e persistir por décadas, mesmo se eles são supostamente para ser biodegradável.

Houve algumas histórias de sucesso. A preocupação Courtauld, o produtor original de rayon, surgiu com um processo de revisão para o material em meados dos anos 1980 para produzir " Tencel ". Tencel tem muitas propriedades superiores sobre rayon, mas ainda é produzido a partir de " fontes de biomassa ", e sua fabricação é extraordinariamente limpo pelos padrões de produção de plástico.

Pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana tem vindo a trabalhar no desenvolvimento de resinas biodegradáveis, folhas e filmes feitos comzein (proteína de milho). PDF (96,7 KiB)

Recentemente, no entanto, um novo tipo de biodegradável resina fez sua estréia nos Estados Unidos, chamado de Material Plastarch (PSM). É o calor, água, óleo e resistente e vê uma degradação de 70% em 90 dias. Os plásticos biodegradáveis ​​à base de ácido poli láctico (uma vez que derivam de produtos lácteos, a partir de cereais , tais como as culturas de milho ) entraram no mercado, por exemplo, como polilactatos como embalagens descartáveis ​​sanduíche.

Resinas são aditivos, tais como uma alternativa à base de amido-Bio-Batch um aditivo que permite que os fabricantes de fazer PE, PS, PP, PET, PVC e totalmente biodegradáveis ​​em aterros, onde 94,8% da maioria dos plásticos acabam, de acordo com aEPA mais recente relatório MSW localizado em "Resíduos Sólidos Urbanos nos Estados Unidos": Tabelas de Dados de 2003.

Também é possível que as bactérias irão, eventualmente, desenvolver a capacidade de degradar plásticos. Isso já aconteceu com nylon: dois tipos de bactérias que comem nylon, Flavobacteria e Pseudomonas , foram encontrados em 1975, para possuir enzimas ( nylonase) capaz de quebrar nylon. Embora não seja uma solução para o problema de eliminação, é provável que as bactérias evoluir a capacidade de utilizar outros plásticos sintéticos, bem.

Esta última possibilidade era de fato o tema de um romance de advertência por Kit Pedler e Gerry Davis (roteirista), os criadores do Cybermen, re-utilizando o enredo do primeiro episódio de sua série Doomwatch. O romance, "Mutant 59: O Comedor de plástico" , escrito em 1971, é a história do que poderia acontecer se uma bactéria estavam a evoluir, ou ser artificialmente cultivadas-para comer plásticos, e ser solta em uma grande cidade .

Bioplásticos

Alguns plásticos podem ser obtidos a partir da biomassa, incluindo:

• deervilha filme de amido com gatilhopropriedades de biodegradação para aplicações agrícolas (TRIGGER).
• de Biopetroleum.

Preço, meio ambiente, e para o futuro

A maior ameaça para a indústria de plásticos convencional é mais provável de ser preocupações ambientais, incluindo o lançamento de poluentes tóxicos, gases de efeito estufa , lixo, biodegradável e não-biodegradável impacto aterro como resultado da produção e eliminação de petróleo e de plásticos baseados em petróleo . De particular preocupação tem sido a recente acumulação de enormes quantidades de lixo plástico no oceano giros, particularmente o Pacífico Norte Gyre, agora conhecido informalmente como a Grande Mancha de Lixo do Pacífico ou do Vortex Lixo do Pacífico.

Durante décadas um dos grandes apelos de plásticos tem sido o seu preço baixo. No entanto, nos últimos anos, o custo de plásticos tem vindo a aumentar drasticamente. Uma causa importante é o custo acentuadamente crescente de petróleo , a matéria-prima que é quimicamente alterado para formar plásticos comerciais.

Com alguns observadores sugerem que o futuro reservas de petróleo são incertos, o preço do petróleo pode aumentar ainda mais. Portanto, as alternativas estão sendo buscadas. O xisto betuminoso e óleo de alcatrão são alternativas para a produção de plástico, mas são caros. Os cientistas estão buscando mais baratos e melhores alternativas aos plásticos baseados em petróleo, e muitos candidatos estão em laboratórios de todo o mundo. Uma alternativa promissora pode ser frutose.

Plásticos comuns e seus usos

Polipropileno (PP)

Recipientes para alimentos, eletrodomésticos, pára-lamas de automóveis (amortecedores).

O poliestireno(PS)

Embalagens de espuma, recipientes para alimentos, copos descartáveis, pratos, talheres, CD e caixas de cassetes.

Poliestireno de alto impacto(HIPS)

forros frigorífico, embalagens de alimentos, copos de venda automática.

Acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS)

Casos de equipamentos eletrônicos (por exemplo, monitores de computador, impressoras, teclados).

O tereftalato de polietileno (PET)

garrafas de bebidas carbonatadas, potes, filme plástico, embalagens de microondas.

Poliéster (PES)

Fibras,têxteis.

Poliamidas (PA) (Nylons)

Fibras, cerdas de escova de dentes, linha de pesca, sob o capô molduras motor do carro.

Poli (cloreto de vinilo) (PVC)

Tubos de canalização e caleiras, cortinas de chuveiro, esquadrias, pisos.

Os poliuretanos (PU)

espumas de amortecimento, espumas de isolamento térmico, revestimentos de superfície, rolos de impressão. (Actualmente sexto ou sétimo mais utilizada material plástico, por exemplo, o plástico mais utilizada encontrados nos automóveis).

Policarbonato (PC)

Os discos compactos,óculos, escudos, janelas de segurança, semáforos, lentes.

Cloreto de polivinilideno (PVDC) (Saran)

Embalagens de alimentos.

O polietileno (PE)

Vasta gama de usos de baixo custo, incluindo sacos de supermercados, garrafas de plástico.

Bayblend (PC / ABS)

Uma mistura de PC e ABS que cria um plástico mais forte. : Interior do carro e peças externas

Plásticos para fins especiais

Polimetilmetacrilato (PMMA)

lentes de contato, vidros (mais conhecido desta forma por seus vários nomes comerciais ao redor do mundo, por exemplo, Perspex, Oroglas, Plexiglas) difusores de luz fluorescente, luz traseira cobre para veículos.

Politetrafluoretileno (PTFE) (nome comercial Teflon)

Resistente ao calor, os revestimentos de baixa fricção, utilizados em coisas como superfícies antiaderentes para frigideiras, fita e toboáguas do canalizador.

Polyetheretherketone (PEEK) (policetona)

Strong, química e de termoplástico resistente ao calor, permite que a biocompatibilidade para uso em aplicações de implantes médicos, molduras aeroespaciais. Um dos polímeros comerciais mais caros.

Polieterimida (PEI) (Ultem)

A Produto General Electric, similar aPEEK.

Fenólicos (PF) ou (formaldeídos fenólicos)

alto módulo, relativamente resistente ao calor, e polímero resistente excelente fogo. Usado para peças de isolamento em equipamentos elétricos, produtos laminados de papel (por exemplo, "fórmica"), termicamente espumas de isolamento. É um plástico termoendurecível, com o nome familiar comércio baquelite, que pode ser moldado por calor e pressão quando misturado com uma farinha de madeira de enchimento ou de tipo pode ser convertido em sua forma líquida por preencher ou escalado como espuma, por exemplo, "Oasis". Os problemas incluem a probabilidade de molduras, naturalmente, sendo cores escuras (vermelho, verde, marrom), e como termofixos difícil de reciclar .

Ureia-formaldeído (UF)

um dos aminoplastos e usado como alternativa multi-colorível para compostos fenólicos. Usado como uma cola de madeira (para a madeira compensada, placas de aglomerado, compensado) e caixas de interruptores elétricos.

A melamina formaldeído (MF)

um dos aminoplastos, e usou uma alternativa multi-ilusório decompostos fenólicos, por exemplo, em molduras (por exemplo, alternativas para copos de cerâmica, pratos e tigelas para crianças de resistência break-) e a camada de superfície superior decorado dos laminados de papel (por exemplo, "Formica" ).

Ácido polilático

um biodegradável, termoplástico, encontrado convertido numa variedade de poliésteres alifáticos derivados de ácido láctico, que por sua vez pode ser feito por fermentação de vários produtos agrícolas, tais como amido de milho, uma vez feita a partir de produtos lácteos.

Material de Plastarch

biodegradável e resistente ao calor, termoplástica composta de amido de milho modificado.