Tworzywa sztuczne

Tworzywa sztuczne (potocznie nazywane plastikami lub masami plastycznymi) to materiały, które mają za zadanie zastąpić materiały tradycyjne, tj. drewno, skórę, szkło, metal. Często otrzymuje się je z polimerów poprzez reakcje chemiczne lub dodawanie do nich różnych substancji, np. barwniki, pigmenty, stabilizatory, wypełniacze, zmiękczacze, katalizatory, antyutleniacze itp. Podstawowy podział tworzyw sztucznych dotyczy ich zachowania przy podgrzewaniu:
a) termoplastyczne- ogrzewane miękną, a oziębiane twardnieją, np. polietylen,
b) termoutwardzalne i chemoutwardzalne (tzw. duroplasty)- pod wpływem wysokiej temperatury albo utwardzaczy nieodwracalnie twardnieją.
Polietylen (PE)- uzyskiwany przez polimeryzację etylenu. Można go uzyskać przy odpowiedniej temperaturze, ciśnieniu i przy zastosowaniu odpowiednich katalizatorów. Znany jest także polietylen o małej gęstości (PE-LD) i o dużej gęstości (PE-HD). Wiele ich właściwości zależy od sposobu polimeryzacji. Generalnie są to tworzywa dielektryczne (nie przewodzące prądu), elastyczne, odporne na działanie kwasów, zasad, soli, większości związków organicznych. PE-LD jest bardziej elastyczny, natomiast PE-HD odporniejszy na wysokie temperatury. Polietylen stosuje się do produkcji folii, powłok kablów do prądów, płyt, rur, zabawek, niektórych elementów sprzętu gospodarstwa domowego, powlekania papieru.
Polipropylen (PP)- można go wytworzyć przez polimeryzację propylenu. Jest to termoplast wytrzymalszy i sztywniejszy od polietylenu o gęstości mniejszej od PE. Częściowo jest krystaliczny. Występuje w trzech odmianach różniących się budową przestrzenną:
a) izotaktyczny- lżejszy od wody, odporny na działanie soli nieorganicznych, kwasów, zasad,
b) syndiotaktyczny- o właściwościach pośrednich między polipropylenem izotaktycznym, a ataktycznym,
c) ataktyczny- o konsystencji plasteliny.
Polipropylen służy do wytwarzania opakowań, folii, rur, kół zębatych, łożysk, wykładzin, pojemników, elementów armatury. Z włókien polipropylenu wyrabia się sieci rybackie oraz sznury.

Polistyren- produkt polimeryzacji styrenu. Jest gęstszy od polietylenu i polipropylenu. Odporny na działanie alkoholi, zasad, kwasów (z wyjątkiem azotowego), wody, olejów, natomiast rozpuszcza się w niektórych węglowodorach. Nie przewodzi prądu elektrycznego. Poza tym polistyren jest kruchy i topliwy, słabo przewodzi ciepło w 90% przepuszcza światło, łatwo go zabarwić. Jedną z odmian polistyrenu jest styropian stosowany jako materiał dźwięko i termoizolacyjny. Polistyren znalazł zastosowanie w produkcji galanterii, przedmiotów gospodarstwa domowego, zabawek, wyrobów elektrotechnicznych. Z polistyrenu wysokoudarowego wytwarza się części samochodowe, maszyn biurowych, lodówek, hełmów, obuwia.

Polichlorek winylu (PCW, PCV)- produkt polimeryzacji chlorku winylu, termoplast. Jest to biały proszek, z którego przy dodaniu odpowiednich zmiękczaczy można wytworzyć polichlorek winylu twardy (winidur) lub miękki (igielit, skaj). PCV twardy formuje się na gorąco, po ostygnięciu jest wytrzymały. PCV miękki w zależności od ilości oraz rodzaju zmiękczacza może mieć różną elastyczność i twardość. PCV twardy ma wiele zastosowań; z rur wykonuje się rurociągi, instalacje wodociągowe, gazowe, kanalizacyjne, z kształtowników- elementy mebli i budowlane, z płyt i folii zbiorniki, wanny, wykładziny, materiały biurowe, usztywnienia, z cienkich folii- opakowania. Z miękkiego PCV wyrabia się różnego typu węże, kształtowniki, płyty, folie, folie przezroczyste o wielu różnych zastosowaniach.

Nylony (poliamidy)- można je otrzymać, np. przez polikondensację dwukwasów, polikondensację, polimeryzację laktamów. Są w znacznym stopniu krystaliczne, mogą być bezbarwne lub kremowe, łatwo zabarwiają się. Poza tym są trudno ścieralnie, niełamliwe, bardzo rozciągalne, mają wysoką tempreraturę topnienia. Rozpuszczają się pod wpływem kwasów i stężonych zasad. Z nylonów produkuje się koła zębate, łożyska, części maszyn, rury ciśnieniowe, foliowe opakowania, żyłki wędkarskie, sztuczne kości i ścięgna, włókna, tkaniny, dzianiny.

Teflon (politetrafluoroetylen)- materiał odporny na spalanie, bardzo wytrzymały. Nie poddaje się działalności chemikaliów, ani czynników atmosferycznych, wysokiej temperatury (250C). Nie przewodzi prądu elektrycznego, ma mały współczynnik tarcia. Stosowany do wyrobu łożysk, armatury, uszczelek, przewodów, naczyń kuchennych.

Kauczuk syntetyczny- jest to elastometr, jego właściwości są podobne do właściwości kauczuku naturalnego, jednak ma właściwości różniące się od własności kauczuku naturalnego. Kauczuk to główny składnik gumy, która jest produktem wulkanizacji kauczuku. Główna właściwość gumy polega na zdolności do dużych, odwracalnych zniekształceń. Jest słabo rozpuszczalna, słabo przewodzi prąd elektryczny. Znalazła zastosowanie w przemyśle lotniczym, samochodowym, maszynowym.

Szkło organiczne (polimetalkrylan metylu, Plexiglas)- doskonale przezroczysty materiał. Po nagrzaniu do 150C daje się łatwo formować, jest odporny na działanie rozcieńczonych kwasów i zasad, benzyny, terpentyny. Wytwarza się z niego różnego typu szyby, soczewki, szkiełka, reflektory, elementy dekoracyjne itp.