Области применения

Термин «полимер» состоит из слов: «поли» – много и «мер» – единица,

таким образом, полимер – это молекула, состоящая из множества единиц.

По отношению к воздействию температуры полимеры подразделяются на два ипа: термоотверждаемые и термопластичные. Термопластичные полимеры могут быть использованы для получения изделий различной конфигура А 5. БИОТЕХНОЛОГИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ: БИОСИНТЕЗ, СЙСТВА, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

ции из расплавов путем формования, прессования, экструзии. Термопласты е имеют межмолекулярных связей и, как правило, состоят из линейных полимерных цепей. Термоотверждаемые полимеры полимеризуются, приняв свою окончательную форму и не могут быть переформованы с целью изменения формы в результате нагрева. Как правило, полимерные цепи в этом типе полимеров имеют ковалентные межмолекулярные связи.

В зависимости от способа получения, полимеры классифицируется как аддитивные (полимеры, полученные ступенчатой олимеризацией) и конденсационные. Аддитивные полимеры (полиэтилен, полиметилметакрилат)синтезируются в реакции присоединения свободного радикала из ненасыщенных мономеров, содержащих двойные углеродно-углеродные связи.

Конденсационные полимеры образуются путем совместной реакции двух полимеров, в результате которой выделяется вещество с небольшим молекулярным весом, например вода. Примерами конденсационных полимеров являются полиамиды. Некоторые конденсационные полимеры могут подвергаться гидролизу в организме и разрушаться.

Термин «полимерные материалы» является обобщающим. Он объединяет три обширных группы синтетических пластиков, а именно: полимеры;пластмассы и их морфологическую разновидность – полимерные композиционные материалы (ПКМ) или, как их еще называют, армированные пластики. Общее для перечисленных групп то, что их обязательной частью является полимерная составляющая, которая и определяет основные термодеформационные и технологические свойства материала. Полимерная составляющая

представляет собой органическое высокомолекулярное вещество, полученное в результате химической реакции между молекулами исходных низкомолекулярных веществ – мономеров. Полимерами принято называть высокомолекулярные вещества.

Физически полимеры являются гомофазными материалами, они сохраняют все присущие гомополимерам физико-химические особенности. Пластмассами называются композиционные материалы на основе полимеров, содержащие дисперсные или коротковолокнистые наполнители, пигменты и иные сыпучие компоненты. Наполнители не образуют непрерывной фазы.

Они располагаются в полимерной матрице. Физически пластмассы представляют собой гетерофазные материалы с изотропными (одинаковыми во всех направлениях) физическими макросвойствами.

Пластмассы могут быть разделены на две основные группы – термо-

пластические и термореактивные. Термопластические пластмассы послеформирования могут быть расплавлены и снова сформованы; термореактивные, сформованные раз, уже не плавятся и не могут принять другую форму под воздействием температуры и давления. Почти все пластмассы, используемые в упаковках, относятся к термопластическим, например, полиэтилен и полипропилен (члены семейства полиолефинов), полистирол, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат, найлон (капрон), поликарбонат, поливинил-

ацетат, поливиниловый спирт и др.

ГЛАВА 5. БИОТЕХНОЛОГИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ: БИОСИНТЕЗ, СВОЙСТВА, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Наиболее распространенными полимерами углеводородной природы

являются полиэтилен и полипропилен. Полиэтилен получают полимеризацией этилена; полипропилен – стереоспецифической полимеризацией пропилена (пропена). Полиолефины – это класс олимеров одинаковой химической природы (химическая формула – (СН2)-n) с разнообразным пространственным строением молекулярных цепей, включающий в себя полиэтилен и полипропилен. В мире ежегодно производится порядка 180 млн т полимеров,полиолефины составляют примерно 60 % от этого количества. В будущем полиолефины будут окружать нас в гораздо большей степени, чем сегодня.

Комплекс свойств полиолефинов, в том числе такие, как стойкость к ультрафиолету, окислителям, к разрыву, протыканию, усадке при нагреве и к раздиру, меняется в очень широких пределах в зависимости от степени ориентационной вытяжки молекул в процессе получения полимерных материалов и изделий.

Около 60 % всех пластиков, используемых в настоящее время для упаковки – это полиэтилен, главным образом благодаря его низкой стоимости,но также благодаря его отличным свойствам для многих областей применения. Полиэтилен высокой плотности (ПЭНД – низкого давления) имеет самую простую структуру из всех пластиков, он состоит из повторяющихся звеньев этилена. -(CH2CH2) n - полиэтилен высокой плотности. Полиэтилен низкой плотности (ПЭВД – высокого давления) имеет ту же химическую формулу, но отличается тем, что его структура разветвленная. -(CH2CHR) n - полиэтилен низкой плотности, в котором R может быть -H, -(CH2) n CH3 или более сложной структурой с вторичным разветвлением.

Самым крупным направлением переработки пластмасс является производство тары и упаковки. Удельный вес этого сегмента в РФ в объемах потребления пластмасс сопоставим с показателями в Европе (38 %) и США (29 %). Наибольшим спросом на внутреннем рынке пользуются тара и упаковка из полиэтилена и олиэтилентерефталата. Следом идут упаковочные материалы на основе полипропилена, полистирола и поливинилхлорида.

В России обеспечение спроса внутреннего рынка на тару и упаковку осуществляется в основном за счет отечественных производителей.

Крупнейшими потребителями изделий из пластмасс являются: строи-

тельство – 26 %, производство упаковочных материалов для пищевых продуктов – 25 %, домашние хозяйства – 10 %. Среднегодовые темпы роста спроса внутреннего рынка на период до 2015 г. на изделия из пластмасс составят 6,0–10,0 %.

По прогнозам, рост потребления пластиков неизбежен, при этом наи-

больший прирост объемов выпуска, как полагают, придется на новый вид пластиков – разрушаемые биопластики.

Дата добавления: 2014-01-03