POLIMERI OSNOVEStankovi Aleksandra, 11241Petkovi Mihajlo, 11242

Istorijat polimernih materijala Malajski hirurg dr Montgomeri, 1843. godine, izvestio je da Malajci koriste gutaperku za pravljenje drki za noeve i drugih upotrebnih predmeta.

Alfred Krilou razvija novi proizvod smeu slamene pulpe i gutaperke.

Zaetke nastanka hemijskih vlakana nalazimo jo u staroj Kini.

Don Vesli Hajt podneo je patentni zahtev u kome opisuje delovanje kamfora na piroksilin, napravljen od pamuka i azotne kiseline.

etrdeset i jednu godinu kasnije industrija polimernih materijala je nainila novi znaajan korak napred bakelit.

Drugi polimerni materijali dobijeni vetakim putem usledili su veoma brzo za bakelitom.

Godine 1953. dr Karl Cigler je otkrio proces za proizvodnju polietilena korienjem titanijum-tetrahlorida i trietil-aluminijuma kao katalizatora.

Posebno je interesantan pristup De ena u prouavanju fizike polimernih materijala. Razvoj fizike polimernih materijala on deli u tri etape.

Hronoloki pogled na razvoj i poetak velike proizvodnje polimernih materijala:- 1907. god. dobijen je bakelit reakcijom fenola i formaldehida;- 1920. god. proizveden je sintetiki kauuk, kopolimer butadiena i stirena;- 1930. god. prva proizvodnja polistirena;- 1931. god. proizvodnja PVC-a;- 1933. god. poetak proizvodnje pleksiglasa - organskog stakla;- 1938. god. proizvodnja poliamida;- 1939. god. prva komercijalna prozvodnja polietilena;- 1940. god. proizvodnja poliuretana iz dizocijanata i diola; - 1941. god nezasieni poliesteri iz anhidrida maleinske kiseline i glikola;- 1941. god. sintetizovan polietilen-tereftalat kondenzacijom tereftalne kiseline i etilen-glikola. Proizvodnja poela nakon Drugog svetskog rata;- 1953. god. sintetizovan polipropilen;- 1958. god. polikarbonati.

Period od ezdesetih godina do danas karakterie masovni i neprekinuti razvoj u oblasti proizvodnje polimernih materi-jala sa izraenom tendencijom rasta. Oko 50-60% aktuelne proizvodnje plastinih materijala upotrebljava se za pakovanje razliitih industrijskih proizvoda, poluproizvoda i sirovina.

Tabela 1. Prosena godinja upotreba razliitih vrsta plastike u SAD.

Polietilen8 677 000 tPolistiren2 681 000 tPolivinilhlorid5 369 000 tPolipropilen4 842 000 tTermoumreavajui materijali3 015 000 t

Nauni centri japanskih univerziteta i preduzea uzimaju u obzir samo tri gradacije u proizvodnji polimera: 1. Polimeri ija je godinja proizvodnja reda nekoliko stotina grama (za primenu u biologiji, mikroelektronici i informacionim tehnologijama);

2. Polimeri ija je proizvodnja izraena u kilogramima (za oblast energetike polimerni energetski pretvarai);

3. Polimeri ija se proizvodnja izraava u tonama (proizvodi namenjeni biotehnologiji, ekologiji i za iroku upotrebu).

Slika 1. Razliita podruja primene polimernih materijala

OSNOVE POLIMERA Re polimer je sloenica koja potie od grkih rei:

poli mnogo i meros deo.

Makromolekul polietilena dobija se spajanjem molekula etilena:

n C2H4 (C2H4)n ,

gde n molekula etilena formira makromolekul polietilena.

Svi polimeri odlikuju se:

- malom gustinom,- dobrim mehanikim svojstvima,- dobrom hemijskom otpornou,- dobrim izolacionim svojstvima,- velikom elastinou.

Najvanija svojstva polimernih materijala su sledea:

- opta: tvrdoa i izgled;- mehanika: zatezna vrstoa, jaina pri savijanju, otpornost na udar, ilavost, krutost, trajnost, rastegljivost;- termika: koeficijent irenja, toplotna provodljivost, toplotni kapacitet, toplotna otpornost i gorivost;- elektrina: specifina otpornost, dielektrina vrstoa, dielektrina konstanta, faktor snage;- hemijska otpornost prema razliitim agensima.

Podela polimera na osnovu formiranja:

- prirodni i - sintetiki.

Podela polimera na osnovu ponaanja pri zagrevanju i elastinim svojstvima:

- plastomeri,- duromeri,- elastomeri i- elastoplastomeri.

Prirodnim polimerima pripadaju proteini, enzimi, skrobi, celuloza. Sintetiki polimeri mogu biti organski i neorganski.

Slika 2. Ilustracija proteina, celuloze i skroba kao prirodnog materijala

Plastomeri (termoplasti) su polimeri graeni iz linearnih ili granatih makromolekula koji su meusobno povezani slabim Van der Valsovim vezama.

Duromeri su umreeni (mreasti) polimeri.

Elastomeri su materijali koji na sobnoj temperaturi mogu biti produeni viestruko, najmanje dvostruko od svoje originalne duine, a nakon prestanka istezanja odmah se vraaju na svoju poetnu, originalnu duinu.

Elastoplastomeri (termoplastini elastomeri) su materije koje se pri sobnoj temperaturi ponaaju poput elastomera, a pri povienim temperaturama poput plastomera, to omoguava njihovu preradu i doradu.

Prema fizikim svojstvima polimeri se dele na:

- elastomere,- vlakna i- plastine mase.

Prema nainu prerade polimeri se dele na:

- termoplastine, od kojih su najpoznatiji: polietilen, polivinil-hlorid, polistiren, polipropilen.- termostabilne, od kojih su najpoznatiji: epoksidi, fenolformal-dehidi, poliesteri.

S obzirom na strukturu polimeri mogu biti linearni, razgranati, umreeni i mreasti.

Slika 3. Podela polimernih materijala s obzirom na grau makromolekula i strukturnu ureenost

Jedan makromolekul moe biti izgraen od jedne ili vie vrsta monomera. Dakle, polimeri se mogu podeliti na dve osnovne grupe:

- homopolimere, koji su izgraeni samo od jedne vrste monomera. Tipian predstavnik ove grupe je polietilen;

- kopolimere, koji su izgraeni od dve ili vie vrsta monomera. Razlikujemo: statike kopolimere, regularne kopolimere, blok kopolimere i kalemljene kopolimere.

Slika 4. Podela polimernih materijala s obzirom na vrstu monomera u makromolekulu

Polimerizacija je hemijska reakcija kojom od malih molekula monomera nastaju velike molekule i makromolekule polimera:

nM - [M]n ,

gde n monomera daje n mera.

Polimerizacije se dele na stepenaste i lanane.