Πλαστικός ορισμός και παραδείγματα στη χημεία

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ για τη χημική σύνθεση του πλαστικού ή για το πώς κατασκευάζεται; Ας δούμε τι είναι το πλαστικό και πώς σχηματίζεται.

Το πλαστικό είναι οποιοδήποτε συνθετικό ή ημισυνθετικό οργανικό πολυμερές. Με άλλα λόγια, ενώ άλλα στοιχεία μπορεί να υπάρχουν, τα πλαστικά περιλαμβάνουν πάντα άνθρακα και υδρογόνο. Ενώ τα πλαστικά μπορούν να κατασκευαστούν από σχεδόν οποιοδήποτε οργανικό πολυμερές, κατασκευάζεται το μεγαλύτερο βιομηχανικό πλαστικό πετροχημικά. Τα θερμοπλαστικά και θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή είναι οι δύο τύποι πλαστικού. Το όνομα "πλαστικό" αναφέρεται στην ιδιότητα της πλαστικότητας, την ικανότητα να παραμορφώνεται χωρίς σπάσιμο.

Το πολυμερές που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ενός πλαστικού είναι σχεδόν πάντοτε αναμεμειγμένο με πρόσθετα, συμπεριλαμβανομένων χρωστικών, πλαστικοποιητών, σταθεροποιητών, πληρωτικών και ενισχύσεων. Αυτά τα πρόσθετα επηρεάζουν τη χημική σύνθεση, τις χημικές ιδιότητες και τις μηχανικές ιδιότητες ενός πλαστικού καθώς και το κόστος του.

Τα θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή, γνωστά και ως θερμοσκληρυντικά, στερεοποιούνται σε μόνιμο σχήμα. Είναι άμορφα και θεωρούνται ότι έχουν άπειρο μοριακό βάρος. Τα θερμοπλαστικά, από την άλλη πλευρά, μπορούν να θερμανθούν και να μετατραπούν ξανά και ξανά. Ορισμένα θερμοπλαστικά είναι άμορφα, ενώ ορισμένα έχουν μερικώς κρυσταλλική δομή. Τα θερμοπλαστικά τυπικά έχουν μοριακό βάρος μεταξύ 20.000 έως 500.000 amu.

Τα πλαστικά αναφέρονται συχνά στα ακρωνύμια για τους χημικούς τύπους τους:

• Τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο: ΡΕΤ ή PETE
• Πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας: HDPE
• Πολυβινυλοχλωρίδιο: PVC
• Πολυπροπυλένιο: ΡΡ
• Πολυστυρένιο: PS
• Πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας: LDPE

Οι ιδιότητες των πλαστικών εξαρτώνται από τη χημική σύνθεση των υπομονάδων, τη διάταξη αυτών των υπομονάδων και τη μέθοδο επεξεργασίας.

Όλα τα πλαστικά είναι πολυμερή, αλλά δεν είναι όλα τα πολυμερή πλαστικά. Τα πλαστικά πολυμερή αποτελούνται από αλυσίδες συνδεδεμένων υπομονάδων, που ονομάζονται μονομερή. Εάν τα ίδια μονομερή είναι ενωμένα, σχηματίζει ένα ομοπολυμερές. Διαφορετικά μονομερή συνδέονται για να σχηματίσουν συμπολυμερή. Τα ομοπολυμερή και τα συμπολυμερή μπορεί να είναι είτε ευθείες αλυσίδες είτε διακλαδισμένες αλυσίδες.

Ακολουθούν μερικές άλλες ιδιότητες:

• Τα πλαστικά είναι συνήθως στερεά. Μπορούν να είναι άμορφα στερεά, κρυσταλλικά στερεά ή ημικρυσταλλικά στερεά (κρυσταλλίτες).
• Τα πλαστικά είναι συνήθως κακοί αγωγοί θερμότητας και ηλεκτρισμού. Οι περισσότεροι είναι μονωτήρες με υψηλή διηλεκτρική αντοχή.
• Τα υαλώδη πολυμερή τείνουν να είναι δύσκαμπτα (π.χ. πολυστυρένιο). Ωστόσο, λεπτά φύλλα αυτών των πολυμερών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μεμβράνες (π.χ. πολυαιθυλένιο).
• Σχεδόν όλες οι πλαστικές επιφάνειες επιδεικνύουν επιμήκυνση όταν είναι καταπονημένες και δεν ανακτώνται μετά την αφαίρεση της πίεσης. Αυτό ονομάζεται "ερπυσμός".
• Τα πλαστικά τείνουν να είναι ανθεκτικά, με αργό ρυθμό υποβάθμισης.

Πρόσθετα στοιχεία για τα πλαστικά:

• Το πρώτο πλήρως συνθετικό πλαστικό ήταν ο βακελίτης, που κατασκευάστηκε το 1907 από τον Leo Baekeland. Η Baekeland δημιούργησε επίσης τη λέξη "πλαστικά".
• Η λέξη "πλαστικό" προέρχεται από την ελληνική λέξη plastikos, που σημαίνει ότι μπορεί να διαμορφωθεί ή να χυτευθεί.
• Περίπου το ένα τρίτο του πλαστικού που παράγεται χρησιμοποιείται για τη συσκευασία. Ένα άλλο τρίτο χρησιμοποιείται για την παρακαμπτήρια και τις σωληνώσεις.
• Τα καθαρά πλαστικά είναι γενικά αδιάλυτα στο νερό και μη τοξικά. Ωστόσο, πολλά από τα πρόσθετα στα πλαστικά είναι τοξικά και ενδέχεται να διέλθουν στο περιβάλλον. Παραδείγματα τοξικών προσθέτων περιλαμβάνουν φθαλικούς εστέρες. Τα μη τοξικά πολυμερή μπορούν επίσης να υποβαθμιστούν σε χημικά όταν θερμαίνονται.