Syntetické makromolekulární látky

• plasty, syntetické kaučuky a syntetická vlákna
• vznikají polyreakcemi
• další zpracování
  • vytlačování, lisování, vyfukování
• vlastnosti lze měnit přísadami
  • pigmenty, změkčovadla, stabiloizátory
• využití
  • textil
  • stavebnictví
  • zdravotnictví
  • elektrotechnika
• výhody
  • nízká hmotnost a hustota
  • chemická odolnost
  • izolační vlastnosti
  • pevnost
  • snadná tvarovatelnost
  • nízké náklady na výrobu
• nevýhody
  • nižší odolnost vůči vysokým teplotám
  • hořlavost
  • horší propustnost plynů a vody
  • odolné vůči biologickému rozkladu
  • problém s likvidací
• vlastnosti
  • ovlivněny
    • polymeračním stupněm n
      • = počet jednotek v řetězci
      • n < 10 - oligomery
      • n > 10 - polymery
    • typem monomerů
    • strukturou
    • substituenty vázanými na hlavním řetězci
• dělení

  • dle typu monomeru

    • homopolymery
      • vznikají polymerací jednoho typu monomerů
      • polyethylen
      • polypropylen
      • vinylové plasty
      • polystyren
      • polymethylmethakrylát
    • kopolymery
      • vznikají polymerací více typů monomerů
      • polyamidy
      • polyestery
      • polyurethany

  • podle tvaru molekul

    • 

  • dle zpracovatelnosti po ohřátí

    • termoplasty
      • teplem tvarovatelné
      • lze opakovat
      • obvykle lineární nebo větvené
    • reaktoplasty (dříve termosety)
      • teplem tvrditelné
      • po vytvarování a vytvrzení lze znovu zahřát a tvarovat
      • obvykle síťované řetězce
    • elastomery
      • natažením násobí délku, navrátí se do původního tvaru

  • dle dopadu na životní prostředí

    • plně syntetické
      • odolné vůči biodegradaci
    • polosyntetické (bioplasty)
      • modifikace přírodních polymerů
    • speciální skupiny
      • plasty se zkrácenou životností
      • woodplastic
• reakce pro vznik polymerů
  • polymerace
  • polyadice
  • polykondenzace

Polymerace

• reagují nenasycené monomery za vzniku polymerů bez vedlejších produktů $$ \begin{align} n H_{2}C = CH-X \to [-CH_{2}-CHX-]_{n} \end{align} $$
• mechanismus - radikálový, iontový - tři fáze
  • iniciace
  • propagace
  • terminace
• polymery vzniklé polymerací

  • polyethylen PE

    • termoplast, který vzniká polymerací ethylen
    • pevný, houževnatý; odolný vůči vodě; elektroizolant

  • polypropylen PP

    • vznik polymerací propylenu
    • termoplast
    • podobný PE, ale pevnější
    • využití jako PE a výroba vláken (nití a provazů)

  • polystyren PS

    • vznik polymerací styrenu
    • neměkčený (tvrzený)
      • výroba různých spotřebních materiálů
      • misky, obaly na CD, kelímky
    • měkčený
      • tvořený pěnovými kuličkami

  • polyvinylchlorid PVC

    • vznik polymerací vinylchloridu
    • není odolný proti mrazu a vyšším teplotám
    • dvě varianty
      • neměkčený (tvrzený)
        • novodur
        • trubky, desky, profily
      • měkčený
        • novoplast
        • podlahové krytiny (linolea), hračky, hadice, pláštěnky, ubrusy, fólie

  • polymethylmetakrylát PMMA

    • = plexisklo
    • termoplast
    • pevnost v tahu, nárazuvzdornost
    • průhledný a průsvitný
    • propouští UV záření
    • tvarovatelný
    • štíty, ochranné helmy, brýlová skla a kontaktní čočky, náhrady zubů, kloubů a chrupavek

  • polytetrafluorethylen PTFE

    • polymerací tetrafluorethylenu
    • obchodní název teflon
    • jeden z nejodolnějších plastů (chemicky i odolně)
    • výroba zařízení pro chemický průmysl, nádobí, oblečení (goretex)

polymerace ethylenu

polymerace propylenu

polymerace styrenu

polymerace vinylchloridu

polymethylmetakrylát

polymerace tetrafluorethylenu

Polyadice

• dva různé monomery se dvěma různými funkčními skupinami
• spojení přesunem odštěpitelného vodíku (podmínka pro průběh polyadice)
• bez vedlejších produktů $nH-O-(CH_{2}){4}-O-H + nO=C=N-(CH{2}){6}-N=C=O\to H-[O-(CH{2}){4}-O-C(=O)-N(-H)-(CH{2})_{6}-N(-H)-C(=O)]-OH$
• Polyurethany PUR
  • vznikají adicí diizokyanátů a dvojsytných alkoholů
  • výroba umělých kůží, pěnového molitanu, lepidel, textilních vláken

Polykondenzace

• dva různé monomery s nejméně dvěma různými funkčními skupinami
• reakce funkčních skupin
• vznik vedlejšího produktu
  • nízkomolekulární látka (např. $H_{2}O, NH_{3}, CH_{3}OH$)

Zástupci

• syntetická vlákna
  • výhody
    • lesklé, pevné, elastické, …
  • nevýhody
    • nízká teplota tání, hořlavé, statika, …
  • polyestery PES
    • vznikají polykondenzací dvojsytných alkoholů a dikarboxylových kyselin
    • využití: výroba vláken a filmů
  • polyamidy PAD, PA
    • vznikají polykondenzací diaminů nebo laktanů (= cyklické aminy) a dikarboxylových kyselin
    • využití: textilní vlákna
• fenoplasty
  • vznikají polykondenzací fenolu s formaldehydem
  • v kyselém vznikají lineární řetězce, tzv. NOVOLAK
  • v zásaditém prostředí vznikají hustě zesíťovaný, nerozpustný a nezastavitelný REZIT
    • elektrotechnický materiál
• aminoplasty
  • vyrábějí se polykondenzací močoviny a formaldehyd
  • využití: výroba nátěrů, tmelů, spotřebního zboží, elektrotechnický materiál, obkladů, impregnace papíru (umakart)