Un mod diferit de abordare a cineticii de reacţie de cel al cineticii experimentale îl constituie cel în care se suspectează că procesul chimic analizat se desfăşoară după un anumit mecanism.
Un mod diferit de abordare a cineticii de reacţie de cel al cineticii experimentale îl constituie cel în care se suspectează că procesul chimic analizat se desfăşoară după un anumit mecanism.
Pentru a înţelege conceptul de mecanism, fie un proces chimic în care H2 şi Br2 reacţionează pentru a forma HBr. Un studiu de cinetică chimică asupra unei astfel de reacţii ar putea arăta că reacţia se produce prin atacul unui atom de Br asupra moleculei de H2 urmată de câteva etape succesive şi nu printr-o singură etapă în care o moleculă de H2 ar ciocni o moleculă de Br2 pentru ca atomii să-şi schimbe partenerii pentru a forma molecule de HBr.
Pentru a înţelege cele ce urmează este necesar să se definească molecularitatea. Molecularitatea este numărul de molecule de reactant care participă într-o reacţie elementară (presupusă etapă individuală într-un mecanism de reacţie).
Spre deosebire de ordinul de reacţie, care este o mărime dedusă experimental din legea de viteză şi care se aplică unei reacţii generale, molecularitatea se aplică reacţiilor elementare individuale presupuse a fi etape în mecanismul de reacţie.
Într-o reacţie elementară monomoleculară o singură moleculă suferă o rearanjare de structură sau descompunere. Un exemplu este izomerizarea ciclopropanului la propenă.
Într-o reacţie elementară monomoleculară o singură moleculă suferă o rearanjare de structură sau descompunere. Un exemplu este izomerizarea ciclopropanului la propenă.
Cazul general al reacţiei elementare monomoleculare se exprimă printr-o reacţie de forma:
R → βjPj, j = 1, … J, dR/dt = -k[R]
Legea de viteză pentru o astfel de reacţie se scrie direct pe baza ecuaţiei chimice. Rearanjarea propenei are, în acord cu ecuaţia generală de mai sus un singur produs de reacţie, J = 1 şi coeficientul βJ = 1.
O reacţie elementară monomoleculară este de ordinul 1, deoarece numărul de molecule din reactant care se descompun într-un interval scurt dt este proporţional cu numărul de molecule disponibile să reacţioneze, adică cu [R].
Mecanismul Michaelis – Menten funcţionează după schema:
Mecanismul Michaelis – Menten funcţionează după schema:
şi se aplică frecvent la cataliza enzimatică (R1 este enzima, R2 este substratul, R3 cumulează produşii obţinuţi în urma acţiunii enzimei). (Michaelis L., Menten M. L., Biochem. Z., 1913, 49, p. 333)
Enzimelesunt catalizatori biologici; ele sunt foarte specifice şi pot avea efect spectaculos asupra reacţiilor pe care le controlează. Energia de activare pentru hidroliza acidă a zaharozei este de 107 kJ·mol-1; în prezenţa enzimei zaharază energia se reduce la 36 kJ·mol-1 şi procesul de hidroliză este accelerat de 1012 ori la temperatura corpului (310 K). Un catalizator omogen este în aceeaşi fază cu amestecul de reacţie. Există şi catalizatori eterogeni (situaţi în altă fază decât amestecul de reacţie), cum este cazul unui catalizator solid pentru o reacţie în fază gazoasă.
Enzimele sunt catalizatori biologici; ele sunt foarte specifice şi pot avea efect spectaculos asupra reacţiilor pe care le controlează. Energia de activare pentru hidroliza acidă a zaharozei este de 107 kJ·mol-1; în prezenţa enzimei zaharază energia se reduce la 36 kJ·mol-1 şi procesul de hidroliză este accelerat de 1012 ori la temperatura corpului (310 K). Un catalizator omogen este în aceeaşi fază cu amestecul de reacţie. Există şi catalizatori eterogeni (situaţi în altă fază decât amestecul de reacţie), cum este cazul unui catalizator solid pentru o reacţie în fază gazoasă.
Reacţii oscilante. Reacţiile oscilante reprezintă mai mult decât o curiozitate de laborator. Dacă în procesele industriale apar în puţine cazuri, în sistemele biochimice există numeroase exemple de reacţii oscilante. De exemplu, reacţiile oscilante menţin ritmul cardiac. O caracteristică generală a reacţiilor oscilante este că toţi participanţii din lanţul de reacţie oscilează în aceleaşi condiţii, cu aceeaşi frecvenţă dar cu defazaj diferit.
Reacţii oscilante. Reacţiile oscilante reprezintă mai mult decât o curiozitate de laborator. Dacă în procesele industriale apar în puţine cazuri, în sistemele biochimice există numeroase exemple de reacţii oscilante. De exemplu, reacţiile oscilante menţin ritmul cardiac. O caracteristică generală a reacţiilor oscilante este că toţi participanţii din lanţul de reacţie oscilează în aceleaşi condiţii, cu aceeaşi frecvenţă dar cu defazaj diferit.
A. Lotka (Lotka A. J., J. Phys. Chem., 14, 271, 1910) a propus pentru prima dată un mecanism de reacţie complexă în fază omogenă care manifestă oscilaţii amortizate. Zece ani mai târziu, în lucrarea sa (Lotka A. J., J. Amer. Chem. Soc., 42, 1595, 1920), Lotka modifică mecanismul propus în 1910 pentru a genera oscilaţii neamortizate. Mecanismul se numeşte Lotka-Volterra
A. Lotka (Lotka A. J., J. Phys. Chem., 14, 271, 1910) a propus pentru prima dată un mecanism de reacţie complexă în fază omogenă care manifestă oscilaţii amortizate. Zece ani mai târziu, în lucrarea sa (Lotka A. J., J. Amer. Chem. Soc., 42, 1595, 1920), Lotka modifică mecanismul propus în 1910 pentru a genera oscilaţii neamortizate. Mecanismul se numeşte Lotka-Volterra
R + X → 2X, υ = κ1·[R]·[X]
X + Y → 2Y, υ = κ2·[X]·[Y]
Y → P, υ = κ3·[Y]
P → , υ = κ4·[P]
Ultima ecuaţie reprezintă un proces de extracţie a produsului de reacţie P, iar primele sunt autocatalitice. În modelul Lotka–Volterra de mecanism de reacţie, concentraţia reactantului R se menţine constantă (de exemplu prin adaos în vasul de reacţie sau prin intermediul unui echilibru între două faze nemiscibile, după cum este necesar). Aceste restricţii fac ca concentraţiile intermediarilor X şi Y să fie variabile.
Modelul brusselator de oscilaţie autocatalitică. Modelul brusselator a fost iniţiat de un grup din Bruxelles condus de Ilya Prigogine şi introduce pentru prima dată mecanismul unei reacţii a cărei schemă de evoluţie converge către un atractor. Mai mulţi autori au modificat această variantă şi au studiat sistemele care funcţionează după aceste mecanisme. O variantă simplificată este prezentată în continuare:
Modelul brusselator de oscilaţie autocatalitică. Modelul brusselator a fost iniţiat de un grup din Bruxelles condus de Ilya Prigogine şi introduce pentru prima dată mecanismul unei reacţii a cărei schemă de evoluţie converge către un atractor. Mai mulţi autori au modificat această variantă şi au studiat sistemele care funcţionează după aceste mecanisme. O variantă simplificată este prezentată în continuare:
R → X, υ = κ1·[R]
X + 2Y → 3Y, υ = κ2·[X]·[Y]2
Y → P, υ = κ3·[Y]
Deşi ecuaţiile par mai simple la prima vedere, sunt chiar mai complicat de rezolvat prin integrare decât cele anterioare. Mai mult, încă nu a fost raportată în literatura de specialitate integrarea acestora pe cazul general. În plus, ecuaţiile nu duc la un model atractor indiferent de valorile constantelor de viteză şi ale concentraţiilor [R], [X]0 şi [Y]0. Încercarea de a le rezolva este plină de surprize. Pentru cele mai multe valori se obţine un sistem care evoluează către o poziţie de echilibru; există valori pentru care se regăsesc oscilaţii amortizate către echilibru; oscilaţiile periodice neamortizate au însă şi ele o pondere însemnată, fapt dovedit de majoritatea sistemelor vii, în care procesele biochimice celulare se bazează pe astfel de oscilaţii. Un exemplu în acest sens sunt procesele care se desfăşoară în inimă; pulsaţiile periodice ale inimii se datorează unor procese de acest tip. Importanţa acestor procese este majoră. Acesta a şi fost motivul pentru care în 1977 lui Ilya Prigogine i-a fost conferit Premiul Nobel pentru Chimie, pentru studiile sale teoretice asupra sistemelor disipative.
Polimeri şi proprietăţi
Se poate afirma că astăzi nu există nici o ramură a tehnicii care să nu beneficieze de descoperirile şi cercetările care au dus la obţinerea polimerilor şi pe această bază a materialelor plastice. Unele ramuri industriale se ocupă cu producerea (sinteza) polimerilor iar altele cu obţinerea şi prelucrarea materialelor pe bază de polimeri.
Unul dintre cei mai cunoscuţi polimeri, nylonul, este produsul de condensare al acidului adipic şi a hexametilendiaminei.
Prin eliminarea unei molecule de apă între două astfel de molecule se formează celula de bază din structura nylonului. Prin repetarea alternativă a radicalilor proveniţi de la acidul adipic şi hexametilendiaminei, rezultă o moleculă lungă.
Nylonul este un material fibros care constă din aceste molecule lungi într-o orientare aproximativ paralelă.
Prin reacţii similare de condensare se prepară şi alte fibre artificiale şi mase plastice. Procesul de condensare a mai multe astfel de molecule se numeşte polimerizare.
Iniţial materialele plastice au pătruns în tehnică înlocuind materialele clasice (lemn, ceramică, metale). Treptat însă, polimerii sintetici s-au impus şi au ieşit din stadiul de materiale de înlocuire.
Polimerii s-au afirmat datorită proprietăţilor lor deosebite (rezistenţă mecanică şi termică, rezistenţă la coroziune, densitate mică, prelucrabilitate uşoară, conductivitate electrică şi termică reduse) ca materiale noi, utilizabile în condiţii în care materialele clasice nu făceau faţă.
Polimerii s-au afirmat datorită proprietăţilor lor deosebite (rezistenţă mecanică şi termică, rezistenţă la coroziune, densitate mică, prelucrabilitate uşoară, conductivitate electrică şi termică reduse) ca materiale noi, utilizabile în condiţii în care materialele clasice nu făceau faţă.
Materialele plastice au permis rezolvarea unor probleme de cea mai mare importanţă pentru domenii de vârf ale tehnicii: în construcţiile aerospaţiale, electrotehnică şi electronică (izolatori ai conductorilor electrici).
Materialele plastice au egalat rezistenţa mecanică a metalelor, dar sunt mult mai uşoare şi mai rezistente la agenţii atmosferici, acvatici şi chimici (firele transatlantice); sunt tot aşa de transparente ca şi sticla, dar incasabile; rezistă la umezeală şi bacterii; permit transportul razelor γ (fibrele optice).
Progresele realizate în direcţia obţinerii de polimeri cu stabilitate termică ridicată au mărit prestigiul materialelor plastice.
Astfel, posibilitatea utilizării politetrafluoretilenei (teflonului) până la aproape 300°C a jucat un rol important în realizarea primelor aparate de zbor cu motoare cu reacţie, a motoarelor electrice (bucşe, lagăre) şi a transformatoarelor cu funcţionare la temperaturi ridicate (izolatori la sârma de cupru). Utilizarea polimerilor silico-organici stabili la temperaturi de peste 400-500°C permite reducerea gabaritului motoarelor electrice. Izolarea cu astfel de polimeri permite realizarea unor secţiuni reduse ale conductorilor cu care se bobinează rotorul. Se obţin economii importante în greutate.
La avioanele supersonice în timpul zborului suprafaţa metalică poate atinge temperaturi de până la 300°C. Materialele plastice din care sunt realizate parbrizul, geamurile, garniturile de etanşare de la uşi, ferestre, trape trebuie să reziste acestor temperaturi. În anvelopele avioanelor de mare viteză se dezvoltă la aterizare, pentru foarte scurt timp, temperaturi de peste 320°C; polimerii utilizaţi în acest scop trebuie să-şi menţină comportarea elastică şi să reziste suprasolicitărilor. Densitatea de 5 pană la 9 ori mai mică decât a metalelor recomandă utilizarea materialelor plastice în aeronautică.
La avioanele supersonice în timpul zborului suprafaţa metalică poate atinge temperaturi de până la 300°C. Materialele plastice din care sunt realizate parbrizul, geamurile, garniturile de etanşare de la uşi, ferestre, trape trebuie să reziste acestor temperaturi. În anvelopele avioanelor de mare viteză se dezvoltă la aterizare, pentru foarte scurt timp, temperaturi de peste 320°C; polimerii utilizaţi în acest scop trebuie să-şi menţină comportarea elastică şi să reziste suprasolicitărilor. Densitatea de 5 pană la 9 ori mai mică decât a metalelor recomandă utilizarea materialelor plastice în aeronautică.
Probleme foarte complicate legate de stabilitatea termică la temperaturi foarte ridicate au fost rezolvate prin utilizarea materialelor plastice. De exemplu:
vârful de atac al rachetelor necesită o finisare perfectă, rezistenţă termică şi în plus o perfectă stabilitate dimensională la şocurile de temperatură obişnuite vitezelor şi altitudinilor mari. Lipsa dilatărilor şi contractărilor, necesare unei bune dirijări a navei nu poate fi obţinută prin utilizarea unei piese metalice, sensibilă la variaţiile de temperatură. Un stratificat de polimer fenolic a rezolvat această problemă datorită coeficientului său de dilatare termică mic şi a bunei sale stabilităţi termice;
ajutajul prin care ies gazele de combustie la motoarele rachetă nu poate fi realizat numai din metal, dar nici numai din material plastic datorită temperaturilor foarte mari: 3000-3500°C. Prin combinarea acestor două materiale se rezolvă problema. Suprafaţa metalului se acoperă cu un polimer corespunzător (de exemplu cu un polimer fenolic). Adus la temperatură înaltă, datorită fenomenului de ablaţiune, polimerul se carbonizează (nu arde), iar stratul format având structură poroasă devine izolant termic, ceea ce totodată încetineşte procesul de descompunere. În final, se obţine un strat cu calităţi de izolant termic excepţionale. De exemplu, dacă în anumite condiţii o suprafaţă de oţel neprotejată ajunge la 1000°C, prin aplicarea unui strat de protecţie din teflon de 5mm temperatura de la suprafaţa metalului ajunge să fie de numai 150°C.
ajutajul prin care ies gazele de combustie la motoarele rachetă nu poate fi realizat numai din metal, dar nici numai din material plastic datorită temperaturilor foarte mari: 3000-3500°C. Prin combinarea acestor două materiale se rezolvă problema. Suprafaţa metalului se acoperă cu un polimer corespunzător (de exemplu cu un polimer fenolic). Adus la temperatură înaltă, datorită fenomenului de ablaţiune, polimerul se carbonizează (nu arde), iar stratul format având structură poroasă devine izolant termic, ceea ce totodată încetineşte procesul de descompunere. În final, se obţine un strat cu calităţi de izolant termic excepţionale. De exemplu, dacă în anumite condiţii o suprafaţă de oţel neprotejată ajunge la 1000°C, prin aplicarea unui strat de protecţie din teflon de 5mm temperatura de la suprafaţa metalului ajunge să fie de numai 150°C.
Există polimeri care îşi păstrează proprietăţile mecanice în limite largi de temperatură (-50...+500°C). Alţi polimeri, în limite restrânse, au stabilitate chimică mai bună decât aurul şi platina.
Bariera termică a fost învinsă de polimeri. Temperaturile înalte nu mai reprezintă o îngrădire pentru extinderea utilizării materialelor plastice. Prin acceptarea de către aeronautica modernă (cea mai capricioasă şi pretenţioasă ramură a tehnicii) a utilizării pe scară largă a materialelor plastice se poate considera că acestea au trecut „botezul focului”. Evoluţia producţiei mondiale de materiale plastice este, în acest sens, semnificativă (milioane tone).
1975 1976 1980 2000
35 42 105 1700
Câteva domenii în care materialele plastice sunt din ce în ce mai mult utilizate:
Câteva domenii în care materialele plastice sunt din ce în ce mai mult utilizate:
materiale de construcţie (ţevi, elemente prefabricate, materiale spongioase, plăci, acoperişuri, mobilier);
aerospaţiale (componente ale avioanelor şi elicopterelor ce a permis reducerea greutăţii cu 20%);
agricultură (ţevi diverse, folii la realizarea serelor);
electrotehnică (izolarea cablurilor şi sârmelor, prize, ştechere, materiale izolante);
medicină (inimi artificiale, valvule, articulaţii şi membre artificiale, instrumente chirurgicale, catgut, sonde şi catetere, siringi pentru utilizare unică, proteze diverse);
ambalaje (cutii, borcane, sticle, ce permit reducerea cheltuielilor de transport);
confecţii şi obiecte de uz casnic.
Actualmente se realizează hârtie sintetică (bancnote) şi se utilizează materialele plastice în tehnica reproducerilor (LED-urile de la Xerox).
Materialele convenţionale nu sunt corespunzătoare unor cerinţe importante ale tehnicii zborurilor spaţiale. Fără materialele plastice zborurile interplanetare ar fi rămas o idee genială. Calităţile protectoare ale materialelor plastice (cu conţinut mare de hidrogen) au permis de asemenea un progres rapid în cercetarea şi utilizarea energiei nucleare. Un ordin de mărime al dezvoltării industriei bazate pe materialele plastice este dat de raportul de consum relativ la fier: dacă în anul 2000 consumul de materiale plastice a fost de aproximativ 1400 milioane tone, la fier de numai aproximativ 300 milioane m3.
Materialele convenţionale nu sunt corespunzătoare unor cerinţe importante ale tehnicii zborurilor spaţiale. Fără materialele plastice zborurile interplanetare ar fi rămas o idee genială. Calităţile protectoare ale materialelor plastice (cu conţinut mare de hidrogen) au permis de asemenea un progres rapid în cercetarea şi utilizarea energiei nucleare. Un ordin de mărime al dezvoltării industriei bazate pe materialele plastice este dat de raportul de consum relativ la fier: dacă în anul 2000 consumul de materiale plastice a fost de aproximativ 1400 milioane tone, la fier de numai aproximativ 300 milioane m3.
Larga utilizare a maselor plastice a făcut ca sinteza polimerilor să devină una dintre cele mai importante activităţi ale industriilor chimice. Odată cu aceasta s-a dezvoltat, în paralel, industria de prelucrare a materialelor plastice şi de transformare a acestora în produse utile.
Sub denumirea de materiale plastice se înţeleg azi materialele obţinute pe bază de polimeri, în general sintetici, a căror prelucrare sub formă de produse finite se face la temperaturi la care aceste materiale devin plastice. Materialele plastice la presiune şi temperatură normală sunt relativ dure şi puţin elastice. Masele ceramice în cursul operaţiunii de formare a produsului sunt plastice. După ardere produsul finit devine dur şi casant.
În secolul XIX au fost făcute primele descoperiri care au permis modificarea caracteristicilor substanţelor naturale:
În secolul XIX au fost făcute primele descoperiri care au permis modificarea caracteristicilor substanţelor naturale:
primul polimer sintetic (polilactida) a fost obţinut în 1833 de Gay Lussac şi J. Pelouze prin încălzirea acidului lactic;
vulcanizarea cauciucului natural (în 1839) prin încălzirea acestuia cu o cantitate mică de sulf, a permis eliminarea dezavantajelor cauciucului natural (starea lipicioasă, curgerea) şi obţinerea unui material elastic şi rezistent (cauciucul vulcanizat);
plastifierea nitrocelulozei cu camfor (în 1872) a dus la obţinerea celuloidului (prima masă plastică pe bază de derivaţi ai celulozei);
modificarea chimică a caseinei şi obţinerea primei mase plastice pe bază de substanţe proteice: galalitul (în 1897).
În deceniile următoare au fost obţinute o serie de substanţe macromoleculare sintetice. Transpunerea pe scară industrială a acestora începe însă abia în 1909
Primii polimeri sintetizaţi şi produşi industrial
Structura Polimerilor
Moleculele polimerilor (numite şi macromolecule) sunt formate în mod uzual din 1000-10000 şi chiar 100000 de unităţi structural identice, care se repetă, denumite meri. Natura merilor diferenţiază tipurile de polimeri. Câteva tipuri de (mono)meri sunt redate în tabel.
O moleculă se consideră polimer dacă are o masă moleculară suficient de mare, de peste 103-104 g/mol. Moleculele care prezintă interes tehnologic au masă moleculară care depăşeşte 104.
Materialul de construcţie al macromoleculei este monomerul. Dacă se utilizează o singură specie de monomer, atunci produsul este un homopolimer. Dacă se utilizează două specii de monomer atunci produsul se numeşte copolimer, iar dacă se utilizează trei specii, el se numeşte terpolimer.
Macromoleculele obţinute nu au toate aceeaşi lungime, respectiv acelaşi număr de monomeri. Într-un gram de polimer există de regulă mai multe milioane de lanţuri macromoleculare de lungimi diferite. Din acest motiv, informaţiile cu privire la masa moleculară a polimerului se exprimă statistic prin utilizarea noţiunii de distribuţie a maselor moleculare ale polimerului. Macromoleculele cu mase moleculare diferite, alcătuite din număr diferit de monomeri ale unui polimer formează polimeri omologi.
meros (greacă) = parte
Există o imensă variate de polimeri cu compoziţie chimică diferită. Aceştia pot fi împărţiţi în următoarele clase:
Există o imensă variate de polimeri cu compoziţie chimică diferită. Aceştia pot fi împărţiţi în următoarele clase:
polimeri organici (alcătuiţi din carbon şi alte elemente organofile: hidrogen, oxigen, azot, sulf, halogeni);
polimeri anorganici (nu conţin atomi de carbon în moleculă);
polimeri elemento-organici (pe lângă carbon şi elemente organofile mai conţin şi alte elemente: siliciu, seleniu, bor, aluminiu, staniu, plumb, titan);
Domeniul polimerilor organici a fost cel mai mult dezvoltat. Polimerii anorganici şi elemento-organici (de exemplu silico-organici) au rezultat ca urmare a cercetărilor în vederea obţinerii polimerilor cu calităţi speciale (cu rezistenţă termică, chimică şi mecanică ridicate, calităţi semiconductoare, electroizolante şi termoizolante).
În funcţie de natura lanţului macromolecular polimerii se împart în:
carbocatenari (cu lanţ alcătuit numai din atomi de carbon: policlorură de vinil, polietilenă, polibutadienă);
heterocatenari (lanţ alcătuit şi din alţi atomi: oxigen, azot, sulf, siliciu pe lângă cei de carbon: poliamide, poliuretani, poliesteri, polizaharide).
După tipul reacţiilor prin care se obţin polimerii sintetici, ei se clasifică în:
polimeri obţinuţi prin reacţii de policondensare;
polimeri obţinuţi prin reacţii de poliadiţie.
Polimerizarea a două specii diferite A şi B se numeşte copolimerizare şi se poate efectua după una din schemele:
Polimerizarea a două specii diferite A şi B se numeşte copolimerizare şi se poate efectua după una din schemele:
alternativ: –A–B–A–B–A–B–A–B–A–B–A–B–
întâmplător: –A–B–B–A–A–B–B–B–A–B–A–A–B–
bloc: –A–A–A–A–A–A–B–B–B–B–
ramificat:
Polimerul obţinut prin copolimerizare prezintă numai în cazuri rare o alternare regulată a celor doi monomeri şi, mai mult, raportul de monomeri în catenă nu corespunde de obicei cu raportul de monomeri din amestecul de reacţie. Din acest caz copolimerii sunt în general substanţe amorfe.
Din punctul de vedere al structurii polimerii pot fi:
Din punctul de vedere al structurii polimerii pot fi:
liniari (filiformi) – lanţuri macromoleculare ce au crescut pe o singură direcţie; lungimea este mult mai mare decât dimensiunile transversale;
ramificaţi – lanţurile macromoleculare au crescut pe două direcţii, asemănător ramurilor unei crengi;
tridimensionali – macromoleculele au crescut pe toate cele 3 direcţii ale spaţiului şi se formează o reţea spaţială.
O categorie intermediară o reprezintă polimerii crescuţi cu structură liniară care în urma unui proces chimic ulterior stabilesc legături şi catene încrucişate, care le conferă structură tridimensională. Cazul cel mai cunoscut este la cauciuc, când sulful stabileşte punţi între catenele liniare în procesul de vulcanizare. În acest caz toate moleculele sunt unite între ele şi formează o moleculă unică (gigant). Lanţurile moleculare nu mai pot fi separate prin solvire sau încălzire fără a distruge legăturile. Polimerii care trec prin încălzire ireversibil în stare infuzibilă şi insolubilă se numesc termorigizi.
O înaltă simetrie în structura internă a polimerilor se poate realiza încă de la sinteză. Ei se numesc stereoregulaţi.
Din punctul de vedere al comportării termomecanice se disting următoarele grupe de polimeri:
Din punctul de vedere al comportării termomecanice se disting următoarele grupe de polimeri:
termoplaste – pot fi supuse la topiri repetate fără a suferi vreo transformare chimică; sunt în general polimeri amorfi sau parţial cristalini;
elastomeri – de tipul cauciucurilor; polimeri în general amorfi la care modulul de elasticitate transversală nu se modifică sensibil şi are valori de 1..10 daN/cm2;
duroplaste – duromeri, materiale rigide; polimeri amorfi la care modulul de elasticitate nu se modifică sensibil şi are valori de peste 102 daN/cm2.
Materiale auxiliare
Materialele auxiliare utilizate la obţinerea materialelor plastice sunt:
plastifianţii: substanţe lichide sau solide care adăugate produşilor macromoleculari modifică ireversibil proprietăţile fizice ale polimerilor fără a schimba natura chimică; au rolul de a micşora forţele de atracţie intramoleculare din polimer;
stabilizatori: pentru polimerii sintetici; au rolul de a atenua sau elimina reacţiile care cauzează degradarea;
materialele de umplutură – substanţe sau amestecuri de substanţe care se amestecă cu polimerul pentru a-i modifica anumite proprietăţi fizico-chimice; pot fi: pulberi, fire, fibre, foi, ţesături;
materiale de armare – materiale de umplutură care măresc rezistenţa;
coloranţi – pigmenţi organici şi anorganici;
coloranţi – pigmenţi organici şi anorganici;
lubrifianţi (agenţi de emulare) – se aplică pe suprafeţele metalice pentru a uşura desprinderea materialelor plastice;
substanţe antistatice – au rolul de a împiedica acumularea sarcinilor electrostatice; exemple: soluţii de acetobutirat, celuloză + alcool, metacrilat de glicidil;
agenţi de ignifugare – anticombustibili; au rolul de a mări rezistenţa la foc a materialelor plastice;
agenţi fungistatici – măresc rezistenţa la acţiunea microorganismelor asupra materialelor auxiliare (ele nu atacă macromoleculele de polimer);
agenţi de expandare – pentru obţinerea materialelor plastice poroase;
agenţi de odorizare – pentru acoperirea mirosului necorespunzător datorat constituţiei chimice, auxiliarilor sau proceselor de oxidare.
