Materiale Plastice de Inalta Tehnologie

MATERIALE PLASTICE DE ÎNALTĂ TEHNOLOGIE Plastic biodegradabil Este cunoscut faptul că este nevoie de câteva sute de ani pentru ca plasticul să se descompună natural. Ecoflex®, plasticul complet biodegradabil de la BASF, este ideal pentru sacii menajeri sau pentru ambalajele de unică folosință: produs din bacterii și fungi, apă, monoxid de carbon și biomasă, se descompune în câteva săptămâni fără a lăsa reziduuri. Acest copoliester alifatic-aromatic este ideal pentru sacoșe, hârtie de împachetat, ambalaje de unică folosință sau folii pentru solariile din agricultură, pentru că se descompune fără a lăsa reziduuri dăunătoare. Una din ariile sale de utilizare este cea a sacilor menajeri biodegradabili.

DEFINITIE Masele plastice sunt produse sintetice de natura organica,anorganica sau mixtă,care se pot prelucra ușor în diferite forme ,la cald sau la rece,cu sau fara presiune. CEVA DIN ISTORIE… In anul 1908 chimistul Jacques Brandenberger descoperă celofanul, a cărui denumire o patentează în 1912. În 1909, belgianul Leo Baekeland brevetează prima materie plastică sintetică, care avea să îi poarte numele:bachelita. Fritz Klatte brevetează, în 1913,polimerzarea unui gaz, clorura de vinil, și obțin policlorura de vinil(PVC). Datorită proprietăților sale (rezistență chimică, greutate mică și preț redus) PVC-ul a avut un puternic impact în domeniul tehnologiei conductelor și instalațiilor. In ultimii 50 de ani productia de materiale plastice s-a dublat practic la fiecare 5ani. Putem spune ca nu exista nici o ramura a tehnicii care sa nu beneficieze de descoperirile si cercetarile care au dus la obtinerea polimerilor si pe aceasta baza a maselor plastice. Acestea au patruns in tehnica inlocuind materialele clasice(lemn, metal, cermaica), insa polimerii sintetici s-au impus si au iesit din stadiul de materiale de inlocuire. STIATI CA?!? O masa plastica este constituita din: 

materialul de implutura ( faina de lemn, teseturi,azbest, fibre de sticla

s.a.), care ii reduc costul si ii imbunatatesc proprietatile mecanice, 

plastifianti( de exemplu esteri cu punctul de fierbere inalt),care le sporesc

elasticitaea, le reduc fragilitatea, 

stabilizatori (antioxidanti, fotostabilizatori), care contribuie la pastrarea

proprietatilor maselor plastice in timpul proceselor de prelucrare si in timpul utilizarii, coloranti, care le dau culoarea necesara,



alte substante.

Domeniile de utilizare ale maselor plastice! Cele mai interesante domenii de aplicare a materialelor plastice sunt: ♦Industria de ambalaje- materialele plastice au patruns adânc în domeniile de utilizare ale sticlei, tablelor,cutiilor si foliilor metalice etc. Ambalajele de plastic pastreaza calitatile alimentelor si impiedica patrunderea bacteriilor. Un strat dintr-un plastic denumit „teflon” face ca mancarea sa nu se lipeasca de cratita. Ambalajele de polistiren mentin calde gustarile la pachet. ♦Electrotehnica si electronica au cunoscut o pondere relativ importanta a maselor plastice, în special polimerii traditionali ca policlorura de vinil, polietilena, polistirenul, dar si unele mase plastice speciale cum sunt policarbonatii, poliacetatii, etc. Polietilena este utilizata la fabricarea foliilor pentru ambalaje (pungi, saci folii pentru îmbracaminte, folii pentru alimente congelate, folii pentru sere), pentru izolarea cablurilor electrice, la obtinerea de butelii si butoaie, tevi, conducte si obiecte de uz casnic.

Policlorura de vinil este folosita la fabricarea foliilor si covoarelor pentru pardoseli, (musamale, linoleum), a înlocuitorilor de piele pentru încaltaminte si marochinerie, a tuburilor si a conductelor pentru instalatii sanitare, a diferitelor detalii pentru aparatele electrotehnice, a jucariilor, la izolarea cablurilor.

♦Industria constructiilor de masini si autovehicule a înregistrat cel mai înalt ritm de asimilare a materialelor plastice. Principalele tipuri de polimeri folositi sunt policlorura de vinil, poliolefinele si polimerii stirenici. O inovatie interesanta ! Conceptul de automobil dezvoltat de Daimler și BASF vine cu câteva inovații majore ale industriei maselor plastice. Reprezentând o nouă generație de mașini electrice, smart forvision aduce o reducere considerabilă în greutate și un design unic datorită roților de plastic, o realizare pionierat în industria auto.Roata dezvoltată de BASF dintr-un material nou, foarte performant, este mai ușoară cu 3 kg.

Spre deosebire de materialul convențional, din poliamidă compozită, acest material plastic are fibre lungi de consolidare care îi îmbunătățesc proprietățile mecanice. Rezultatul este o stabilitate termică și chimică excelentă, putere dinamică, duritate și bune caracteristici de operare continuă. ♦În agricultura ponderea cea mai mare o detin filmele de polietilena de joasa presiune, folosite pentru mentinerea umiditatii solului, protejarea culturilor în sere si solarii. ♦Industria nucleara- politetrafluoretilena care rezista la compusii fluorurati agresivi, se utilizeaza la instalatiile industriale destinate separarii izotopice a uraniului, ca element de legatura pentru pompe si compresoare, conducte,etc. ♦Industria chimica- materialele plastice îsi gasesc cele mai diverse aplicatii, începând de la conducte pâna la piese componente ale pompelor si compresoarelor care lucreaza în medii corozive. ♦Industria electronică-sunt cunoscute în general proprietatile electroizolante ale polimerilor sintetici. S-au gasit însa utilizari ale materialelor plastice si ca înlocuitori de materiale conductoare si semiconductoare traditionale. ♦Industria farmaceutică :seringi de unică folosință, capsule și ambalaje, etc. ♦Materiale de constructie:Principalele categorii de produse sunt profilele din materiale plastice ca inlocuitor ai tablelor ondulate si profilelor metalice, panourile stratificate, elementele prefabricate cu izolatie termica si fonica din spume poliuretanice, retele sanitare si electice cuprinzand tevi din policlorura de vinil si poliolefine, instalatii sanitare din poliesteri armati, polimeri acrilici sau aliaje din diferite materiale plastice cum ar fi acrilonitrilul, butadiena si stirenul(ABS). ♦Medicina:Deși majoritatea echipamentelor medicale sunt fabricate din metal, anual, o cantitate considerabilă, de un milion de tone de material sintetic, este folosită pentru fabricarea instrumentelor medicale. Având o gamă largă de proprietăţi fizice bune, policarbonatul oferă o combinație neobișnuită de putere, rigiditate, duritate și transparență precum sticla. Ce este şi mai important din punct de vedere medical este conformitatea claselor de policarbonați cu standardele testării de biocombatibilitate, însemnând că aplicațiile pot intra în contact direct sau indirect cu substanțe endogene (sânge, țesuturi, dentină, alte lichide din corp). De aceea este folosit pentru fabricarea instrumentelor chirurgicale și echipamentelor în care se depozitează sânge sau alte lichide.Unele aplicații sintetice ieşite din comun, folosite în medicină, sunt oasele artificiale, care sunt produse în sute de tipuri diferite și care sunt reproduceri ale oaselor umane. Ele formează un grup special întrucât nu sunt folosite direct pentru scopuri terapeutice, ci în cursurile medicale. Studenții de la medicină folosesc aceste oase artificiale pentru a căpăta experiență profesională în chirurgie, de exemplu în înlocuiri sau punerea protezelor. Avantajele maselor plastice: 1.

Proprietăţi optice superioare

2.

rezistenţă la acţiunea agenţilor chimici

3.

rezistenţă mecanică

4.

izolatori chimici şi termici

5.

preţ de cost redus

6.

elasticitate.

1. Scurt istoric În drumul mereu ascendent al maselor plastice,o deosebita importanta a avut-o descoperirea facuta de Karl Ziegler, în anul 1954, si anume amestecul de combinatii organo-aluminice si tetraclorura de titan catalizarea polimerizarea etilenei la presiuni joase. Procedeul Ziegler a revolutionat tehnologia de obtinere a polietilenei, permitând obtinerea industriala a acesteia la presiuni de numai câteva atmosfere. Aceasta polietilena este formata în principal din macromolecule liniare cu foarte putine ramificatii, ceea ce permite împachetarea usoara a macromoleculelor. Polietena obtinuta prin procedeul Ziegler este cunoscuta sub numele de polietilena de mare densitate ( 0,97 g/ cm3 ) sau polietilena dura. Descoperirea lui Karl Zeigler a fost dezvoltata cu succes de lucrarile lui Giulio Natta si ale scolii sale. În anul 1955 Giulio Natta pune bazele polimerizarii stereospecifice care permite obtinerea polimerilor stereoregulati, folosind drept catalizator de polimerizare produsii de reactie ai combinatiilor organo-aluminice cu compusii materialelor traditionale ( asa numitii catalizatori Zie 13313t1922n gler-Natta ). Importanta acestor descoperiri rezulta si din faptul ca în 1963, celor doi savanti le-a fost decernat premiul Nobel pentru chimie. 2. Definitie Materialele plastice sunt produse sintetice macromoleculare, din care, prin prelucrare mecanica sau termica, se pot obtine obiecte de diferite forme, cu utilizari largi în industrie si comert. Materialele plastice organice se mai pot numi carboplaste. un material plastic este format dintr-un compus macromolecular, un plastifiant, umplutura inerta si un colorant. Compusul macromolecular se obtine din substante simple: monomeri vinilici, fenol, aldehida formica, glicerina, acid ftalic. Plastifiantul are rolul de aîmbunatati gradul de prelucrare a polimerului, dar si de aconserva proprietatile acestuia. 3. Clasificare Dupa comportarea la incalzire materialele plastice se împart în: 1. produse termoplastice (acele produse care supuse la încalzire se înmoaie si pot fi prelucrate prin diferite procedee: presare,valtuire,etc. Dupa racire se solidifica ,dar printr-o noua încalzire devin din nou plastice, procesul putând fi repetat ). Ex.: polietena, policlorura de vinil, polistirenul, materiale plastice de polimerizare; 2. produse termoreactive [( rigide )acele produse care se înmoaie prin încalzire putând fi prelucrate, de asemenea prin presare,valtuire,etc., iar apoi se întaresc ireversibil ( devin rigide )]. Ex: rasinile fenol-formaldehidice, materiale plastice obtinute prin policondensare Dupa tipul reactiilor chimice care stau la baza sintezei lor, materialele plastice se împart în:  materiale plastice de polimerizare;  materiale plastice de policondensare;

 materiale plastice obtinute prin transformarea produsilor, macromoleculari si naturali ( de ex.celuloza ); 4. Metode de obtinere Pentru obtinerea materialelor plastice se folosesc: - substante naturale care au o anumita structura macromoleculara ( polizaharide, substante proteice, etc ); - substante cu masa moleculara mica ( derivatele de titei, gazele naturale, substantte minerale, etc) care pot fi transformate în produsi macromoleculari; Macromoleculele materialelor plastice sunt alcatuite dupa diferite tipuri structurale, deosebindu-se molecule cu structura liniara ( molecule filiforme sau catenare ),molecule cu structura ramificata si molecule cu structura spatiala (reticulara sau tridimensionala). 5. Proprietati Principalele proprietati ale materialelor plastice sintetice sunt urmatoarele: a) densitatea este mult mai mica decât a metalelor ( sunt folosite în industria navala, aeronautica,automobile si în transportul feroviar ); greutatea specifica între 0,9 si 2,2 gf/cm 3; b) stabilitatea chimica este foarte mare comparativ cu metalele (masele plastice se folosesc ca materiale anticorozive la fabricarea de aparate chimice ); c) proprietati dielectrice ( materialele plastice sunt în general buni dielecrtici si datorita acestui fapt prezinta o importanta deosebita pentru industria electrotehnica); d) rezistenta mecanica variaza în limite largi cum ar fi de la rigide, la elasticitatea redusa (asemanatoare cu a materialelor ceramice, a lemnului), pâna la flexibile si extensibile (asemanatoare cu pielea si cauciucul, polietena, P.V.C, etc ); e) proprietati de antifrictiune ( diferite materiale plastice sunt caracterizate printr-un coeficient mic de frecare si printr-o uzura redusa (se folosesc la construirea lagarelor, a rotilor dintate, a rolelor, etc); f) proprietati optice care se concretizeaza fie in transparenta (sticlele organice), fie în opacitate; spre deosebire de sticlele obisnuite, ele lasa sa treaca si razele ultraviolete. 6. Dezavantaje Materialele plastice au si dezavantaje care limiteaza folosirea lor. Dintre aceste dezavantaje amintim:  stabilitate termica scazuta (unele pot fi utilizate pâna la 70oC ,altele pâna la 200oC si numai câteva pot fi folosite la temperaturi mai înalte);  duritate mica în comparatie cu sticla obisnuita sau cu metalele;  conductibilitatea termica redusa;  coeficient mare de dilatatie termica (daca în timpul folosirii lor sunt expuse la variatii bruste de temperatura, apar tensiuni interne care pot produce fisuri);  "îmbatrânirea" ( care se manifesta prin procese lente de oxidare, de absortie a umiditatii, de reducere a duritatii, de închidere a culorii, etc ); 7. Procedee de prelucrare 

extrudere ( se obtin sine, tuburi si forme profilate);

 

suflare ( se obtin mingi, flacoane ,baloanele, popicele,etc); injectare (se obtin jucarii, capace pt sticle, nasturi,etc) 8. Tipuri de mase plastice a. Materiale plastice obsinute prin polimerizare

În cazul polimerizarii se leaga între ele de acelesi fel sau molecule diferite, iar macromolecula formata ( denumita si polimer ) are masa moleculara egala cu suma maselor moleculare intrate în reactie si aceeasi compozitie procentuala. Polimerul are propritati fizice si chimice diferite de ale monomerului de la care provine De exemplu, din etena, C2H2, substanta gazoasa cvu molecula mica, care se obtine industrial prin cracarea fractiunilor petroliere, se sintetizeaza polietena ( polimerul etenei ): nCH2=CH2 Uneori se numeste copolimer

[-CH2-CH2-]n

supun polimerizarii doi monomeri diferiti. Polimerul rezultat ( polimer mixt ), iar fenomenul se numeste copolimerizare.

se

În industrie se întrebuinteaza frecvent copolimeri, de pilda copolimeri ai acrilonitrilului cu butadiene, cu clorura de vinil. În industie se folosesc urmatoarele procedee de polimerizare: - Polimerizarea în bloc, care consta în polimarizarea monomerului cu ajutorul initiatorilor ( peroxidul de benzoil ) în forme, rezultând un polimer sub forma de blocuri, bar sau placi; - Polimerizarea în supensie apoasa ( emulsie ), consta în dispersarea monomerului în apa, în prezenta de emulgatori ( substante care ajuta la emulsionare ). Polimerul obtinut este apoi uscat si macinat sub forma de pulbere, prin diferite mijloace. - Polimerizarea în solutie, în care monomerul este tratat cu anumit dizolvant ce se poate dizolva în aceleasi timp atât monomerul cât si polimerul format, rezultând o solutie de polimer în dizolvant; în aceasta solutie se gaseste si o cantitate de monomer neintrata în reactie. Prin distilare sau prin antrenare cu vapori de apa, polimerul este separat de rest ca urmare a eliminarii substantelor volatile. În cazul în care polimerul este insolubil în dizolvant, dar în schimb monomerul este solubil în el, atunci pe masura ce are loc formarea polimerului, aceasta precipita. La fel se întâmpla în cazul polimerizarii în solutie a poiclorurii de vinil ( P.V.C ) sau a polimetacrilatului de metil ( stiplex ), în amestec de 50% metanol (CH3OH) si 50% apa. Polimerizarea în solutie duce la obtinerea de polimeri omogeni, cu o compozitie chimica constanta si pura. Principalele materiale plastice obtinute prin polimerizare sunt: polietena, polipropena, policlorura de vinil, polistirenul, politetrafluoroetena. Polietena [-CH2-CH2-]n

Caracteristici: - se obtine prin polimerizarea propenei la 400˚C si 200 atm; - are o structura asemanatoare alcanilor, dar are catene mai lungi avand masa mleculara cuprinsa între 10 000 si 80 000; - este o masa solida, laptoasa sau transparenta, cu o buna rezistenta mecanica si o stabilitate chimica deosebita;

Polipropena [-CH2-CH-]n | CH3

Policlorura de vinil [-CH2-CH-]n | Cl

Polistirenul [-C2H-CH-]n | C6H5

Politetrafluo roetena [-CF2-CF2-]n

- este un izolator electric; - este insolubila în apa si în alti solventi, la temperatura obisnuita; - are punct de înmuiere ridicat, la 100 - 150˚C. Utilizari: Polietena este utilizata la fabricarea foliilor pentru ambalaje (pungi, saci folii pentru îmbracaminte, folii pentru alimente congelate, folii pentru sere), pentru izolarea cablurilor electrice, la obtinerea de butelii si butoaie, tevi, conducte si obiecte de uz casnic Caracteristici: - polipropena este un polimer cu fluiditate mare, care se poate prelucra usor; - rezistenta chimica deosebita; - proprietati optice bune. Utilizari: Se utilizeaza la obtinerea de frânghii, cordaje, covoare, benzi adezive, containere, folii de împachetat, articole de uz casnic, filme transparente.

Caracteristici: - masa moleculara variaza între 18 000 si 30 000; - este notata si PVC, este o asa solida, relative dura, se înmoaie la 90-95˚C si se descompune latemperaturi înalte; - este solubila în cetone, derivati halogenati si esteri; - se obtine prin polimerizarea clorurii de vinil în prezenta de H2O2. Utilizari: Este folosita la fabricarea foliilor si covoarelor pentru pardoseli, (musamale, linoleum), a înlocuitorilor de piele pentru încaltaminte si marochinerie, a tuburilor si a conductelor pentru instalatii sanitare, a diferitelor detalii pentru aparatele electrotehnice, a jucariilor, la izolarea cablurilor. Caracteristici: - substanta solida, incolora, transparenta; - punct de înmuiere 75-90˚C; - solubil în benzen sau în toluen; - inert fata de agentii chimici si bun izolator electric; - este casant si se decompune la încalzire peste 150˚C. Utilizari: Polistirenul este utilizat ca materila electroizolant în electrotehnica si la fabricarea poroplastelor ( buretele ), a polistirenuluiu expandat, care este bun izolator temric si fonic, a ambalajelor. Caracteristici: - polimer cunoscut si sub numele de Teflon, este o substansa solida; cu un punct de înmuiere ridicat 320-330˚C; - stabil fata de agentii chimici si nu se dizolva în nici un solvent. Utilizari: Teflonul este utilizat ca material electroizolant, la confectionarea unor echipamente speciale, la acoperirea vaselor de bucatarie.

b. Materiale plastice obtinute prin policondensare

Policondensarease deosebeste depolimerizare prin aceea ca unirea moleculelor initiale (monomerilor), care duce la formarea polimerului, are loc cueliminarea unor substante, cu masa moleculara mica, ca: apa , acizi sau amoniac. În acest caz,masa moleculara a polimerului obtinut nu mai este egala cu suma maselor moleculare ale moleculelor intrate în reactie. Policondensareaeste caracteristicapentru combinatiile organice care au în molecula lor grupe functionale. Aceste grupe, interactionând în procesul de condensare, elimina molecula substantei cu masa moleculara mica si formeaza o noua grupa care leaga resturile moleculelor reactante. Principalele material plastice aminoplastele, fibrele poliamidice.

Fenoplastele

Aminoplastele

Fibrele poliamidice

obtinute

prin

policondensare

sunt:fenoplastele,

Caracteristici: - sunt primele materiale sintetice de importanta industriala; - ele se obtin prin reactia de policondensare dintre fenoli si aldehide sau cetone în mediu acid, unde se formeaaza o rasina sintetica numita novalac; - daca policondensarea se face în mediu alcalin se obtine rezolul care trece în rezitol îi mai departe în rezita (banchelita), care este un polimer trimdimensional; - datorita acestei structuri se explica proprietatile importante: rezistenta mecanica si chimica, infuzibilitate si insolubilitate. Utilizari: Fenoplastele se folosece la confectionarea stecherelor, întrerupatoarelor, receptoarelor de telefon, mânere pentru usi si ferestre, nasturi, calimari, scrumiere, vase pentru acumulatoare, carcase pentru transformatoare. Caracteristici: - sunt rasini, care se obtin prin rectia de policondensare dintre uree si - derivatii sai cu formaldehida (rasini carbamidice), în mediu neutru slab sau - alcalin; - produsele de condensare se numesc ureoplaste, solubile în apa; - sunt stabile pâna la 80˚C, au rezistenta buna; - sunt stabile la lumina; - nu au miros si gust. Utilizari: Un exemplu de aminoplast este pollopausul, de culoare deschisa folosita ca - masa de presare si la stratificare. Cleiul Kaurit este întrebuintat la fabricarea placajelor de - lemn. Caracteristici: - sunt produse de condensare în care monomerii sunt legati prin legaturi peptidice; - ele pot fi obtinute prin policondensarea acizilor dicarboxilici cu diaminele - sunt subtante solide, cu temperatura de topire înalta ( 180-250˚C ); - insolubile în dizolvanti obisnuiti; - stabile la actiunea alcanilor si sensibile la cizi, sub actiunea carora hidrolizeaza usor; - se prelucreza usor prin valtuire, întindere, extrudere. Utilizari: Materialele plastice de tip poliamidic servesc la fabricarea fibrelor de nailon

si relon. Aceste fire se aseamana cu matasea dar sunt mai rezistente ca acestea. Din ele se confectioneza tesaturi, tricotaje, plase de pescuit, fire pentru perii de haine si dinti.

c. Materiale plastice obtinute din produsi macromoleculari naturali sub actiunea diferitelor substante chimice Cei mai importanti produsi macromoleculari naturali din care se pot obtine materiale plastice sunt proteinele ( în special cazeina din lapte) si polizaharidele cu derivatii lor (celuloza si derivatii ei). Rasini proteice. Dintre acestea cel mai caracteristic este galalitul. Galalitul

Caracteristici: - primul material plastc obtinut pe baza de substante proteice; - pe scara industriala se fabrica prin policondensarea cazeinei cu formaldehida. Se obtine o rasina cu proprietati mecanice bune. Utilizari: Se întrebuinteaza la confectionarea de nasturi, piepteni, mânare de genti, catarame si obiecte decorative.

Materiale plastice din celuloza. Din aceasta categorie fac parte celuloidul si celofanul. Celuloidul

Caracteristici: - pentru fabricarea acestuia se foloseste o nitroceluloza care are un - continut în azot 11-12% numit coloxilina; - se poate prelucra usor, iar prin adaosul de solutii colorate poate fi - obtinut în diferite nuante cu aspect de fildes, sidef, baga; - este usor inflamabil. Utilizari: Se întrebuinteaza la confectionarea pieptenelor, a mânerelor, a sticlei incasabile "triplex", a obiectelor decorative. -

Celofanul Caracterisici: - este un produs format din hidrat de celoloza; - se obtine din solutii dinvâscoza sub forma de filme si foi; - este flexibil. Utilizari: Celofanul se întrebuinteaza ca material transparent si igienic în industria alimentara ( de exemplu sub forma de învelis pentru preparate din carne ).

d. Siliconii Siliconii sunt o clasa speciala de polimeri macromoleculari obtinuti în urma proceselor de condensare-polimerizare a unor compusi organo-silicici, în molecula carora atomul de siliciu lega direct diversi radicali organici, cu formarea legaturii Si-C. Datorita structurii chimice si compozitiei lor, siliconii au proprietati speciale. Partea componenta anorganica din molecula siliconilor ( asemanatoare cu SiO 2) determina proprietati: -

electroizolante, rezistenta la coroziune, stabilitate la caldura si la frig.

În timp ce partea organica a moleculei ( radicalul hidrocarburat ), imprima urmatoarele proprietati: -

hidrofobe, elasticitate, consistenta vâscoasa.

Utilizari: Siliconii se folosesc sub forma de rasini, uleiuri si cauciuc. Dintre diferite tipuri de silicon, importanta tehnica au: Siliconii lichizi

Rasini siliconice

Cauciucul siliconic

Caracteristici: - lichide vâscoase, insolubile în apa, solubile în solventi organici. Utilizari: Sunt întrebuintati în locul uleilor minerale si ca lichide dielectrice pentru scopuri speciale. Caracteristici: - produse solide, dure sau sub forma de solutii în solventi organici. Utilizari: Se folosesc în industria lacurilor, pentru acoperirea lacurilor, pentru - acoperirea aparatelor solicitate termic, a conductelor si în electrotehnica. Utilizari: Este întrebuintat pentru izolarea cablurilor, împregnarea tesaturilor de sticla si la confectionarea garniturilor, electro si termoizolante în electrotehnica.

9. Stadiul dezoltarii materialelor plastice în tara noastra În cadrul industriei chimice, productia de materiale plastice si rasini sintetice cunoaste astazi, o dezvoltare foarte mare, contribuind la progresul tehnic si la ridicarea nivelului de trai al poporului. O serie de materiale plastice au fost realizate în tara la noi.

Astfel la Turda, Tîrnaveni si la Combinatul petrochimic Borzesti se obtine policlorura de vinil. La combinatul de cauciuc sintetic din orasul Dej se fabrica polistiren si cauciucul sintetic CARCOM ( din butadiena si metil-stiren ); fenolul necesar fabricarii rasinilor fenolformaldehidice se obtine la Combinatul Chimic din Fagaras si Buzau. La combinatul chimic de la Craiova se fabrica poliacetat de vinil si ureea necesara obtinerii rasinilor ureo-formaldehidice. De asemenea, la combinatul de fire si fibre sintetice de la Savinesti se obtine fibra sintetica numita relon si fbra poliacrilonitrilica numita melana.

2. Materiale plastice organice Materialele plastice organice sunt substante organice macromoleculare in stare pura sau sub forma de amestecuri continand diferite materiale de adaos si umplutura (plastifianti, stabilizatori, coloranti, acceleratori de polimerizare sau condensare etc.) capabile sa treaca prin incalzire in stare plastica si sa pastreze dupa intarire forma data. Masele plastice folosite in domeniul ambalajelor pot fi pe baza de produse de condensare (rasini fenolice, anionice etc.), produse de polimerizare (rasini polivinilice, polistirenice, polietilenice etc.), polimeri naturali modificati chimic (rasini pe baza de celuloza, rasini proteice etc.). Dupa comportarea la incalzire aceste materiale se impart in: - produse termoplastice care supuse incalzirii se inmoaie si pot fi prelucrate prin presare, valtuire etc. Dupa racire se solidifica, iar printr-o noua incalzire devin din nou plastice, procesul acesta putand fi repetat; -produse semitermoplastice care supuse incalzirii se inmoaie si se pot prelucra similar cu cele termoplastice, dar care conduc, dupa racire, la un produs putin plastic la cald; -produse monoplaste sau termorigide (termoreactive) care se inmoaie la incalzire putand fi prelucrate ca in cazurile anterioare, dar care, apoi, se intaresc ireversibil. Produse termoplastice. Produsele termoplastice sunt clasificate din punct de vedere al structurii chimice in poliolefine, olefine substituite, copolimeri ai etilenei, poliamide, acrilonitrili si polimeri asociati , derivati celulozici, poliacrilati si poli-carbonati. In tabelele mentionate sunt prezentate proprietati, aspecte toxicologice si utilizarea principalelor produse termoplastice folosite la confectionarea ambalajelor destinate produselor alimentare. Proprietati, aspecte toxicologice si utilizarea poliolefinelor in industria alimentara Polietilena (polietena) PE Sortimente utilizate in industria PE de inalta PE de medie PE de joasa presiune alimentara Caracteristici presiune sau densitate presiune sau sau densitate inalta densitate medie mica LDPE (Low HDPE (High Density Density Polyethylene) Polyethylene MDPE (Medium Density Polyethylene Masa moleculara Densitate, kg/m

j

Temperatura de inmuiere, °C

10000-50000 920 - 930 100-110

20000-3000000 930 - 940

940 - 960 123-127

Temperatura de topire, °C

120-180

120-180

135-180

Rezistenta la intindere, MPa

9-15

21

28

CHa/IOOOatomiC

20-33

5-7

ce are aplicatie la imprimarea unui caracter hidrofug unor materiale (iextile ca-it* jg, sticla) - Rezistenta la agentii chimici datorata stabilitatii legaturilor chimice si caracterului saturat al moleculei - Stabilitatea termica depinde de natura radicalilor alchil

Toxicitate

Utilizare

Produsele macromoleculare siliconice prezinta o mare inertie si sunt comple lipsite de toxicitate, desi cloroxilanii folositi la sinteza siliconilor sun hidrolizabili cu formare de HCI, anumite produse intermediare cu masa moleculara mica prezinta o anumita toxicitate si anumite paste siliconice provoaca o iritatie pasagera a mucoasei oculare, mai mult din cauze fizice decat chimice Material de acoperire a ambalajelor sub forma de:  fluide siliconice (imprimarea caracterului hidrofug al flacoanelor de sticla)  rasini siliconice (protectia prin vernisare a ambalajelor metalice si de hartie)  pasta siliconica Ca material auxiliar la fabricarea cauciucului siliconic

Proprietati, aspecte toxicologice si utilizarea elastomerilorin industria alimentara Clasificare si proprietati elastomeri Cauciuc natural

 000)

n variaza intre 1000 si 5000 (la n = 4000, masa moleculara este de 300

- Elasticitatea depinde de temperatura (la peste 30°C se inmoaie, iar la 0°C devine casant) - "imbatraneste" sub actiunea oxigenului, devenind sfaramicios - Prin vulcanizare (aditia sulfului: 1-5% la 130...140°C, la dublele legaturi) se reduce solubilitatea fata de unii dizolvanti, iar plasticitatea dispare aproape complet - Prin aditia clorului la dublele legaturi rezulta cauciucul clorat, produs alb, cu unct de inmuiere 115°C, solubil in numerosi solventi si rezistent la agentii himici (acizi si baze); - Plastifiantii folositi pentru imbunatatirea prelucrabilitatii sunt fie acizi grasi acid stearic), care pot avea o actiune usor defavorabila asupra proprietatilor mecanice, fie naftil-sau xililmercaptan si tio-/3-naftol, care provoaca lastifiere fara a modifica proprietatile mecanice - Materialele de umplutura folosite in industria alimentara pentru a confer auciucului anumite proprietati mecanice trebuie sa fie inerte: kioselgur, talc ulfat de bariu, creta, negru de fum lipsit de carburi cancerigene - Acceleratorii de vulcanizare (tiazoli) au rolul de a reduce durata de vulcanizare si cantitatea de sulf necesara - Inhibitorii de autooxidare (fenil-/3-naftilamina si aldol-a-naftilamina adaugati in proportie de 1%) impiedica "imbatranirea" datorata unor produse de autooxidare care duc la pierderea elasticitatii Cauciuc

- Se obtine din cauciucul natural prin aditia acidului clor hidric gazos la dublele egaturi, rezultand o masa termoplastica nevulcanizabila

hidroclorurat - Produs de culoare alba, impermeabil fata de apa, vapori de apa, alcool, acid acetic, foarte putin permeabil fata de aer si oxigen si inalt permeabil in dioxidul de carbon - Se dizolva in derivatii clorurati ai hidrocarburilor - Prin adaos de plastifianti (aceiasi ca la policlorura de vinii) si stabiiizant urmat de turnare si evaporare pe un cilindru cald in miscare de rotatie s obtine o folie cunoscuta sub denumirea de pliofilm - Rezistenta la frig se mareste prin adaos de sebacati, adipati, succinati s hexahidroftalati ca plastifianti - Stabilizantii fotochimici protejeaza clorhidratul de cauciuc fata de actiune luminii: derivati aromatici (poliamine si polifenoli), cel mai bun fiin hexametilentetramina

- Stabilizantii bazici impiedica o eventuala descompunere cu punere in libertat de acid clorhidric: oxizi de magneziu si de calciu si hexametilentetramina Cauciucuri

Cauciuc

sintetice

polibutadienic

- Denumirea comerciala: cauciuc Buna (Germania) si S.K (CSE) - Solubil in solventi folositi pentru cauciucul natural, vulcanizab cu agenti obisnuiti de vulcanizare - Miros nu prea accentuat, aderenta foarte buna la metale - Rezistent fata de acizi, dar prin oxidare devine sfaramicios

Cauciucbutadi - Denumirea comerciala: Buna S (Germania), SK-S (CSE), SBR enStyrene Butadiene Rubber, SUA) stirenic

- Vulcanizarea decurge mai greu, astfel ca acest cauciuc se oloseste in amestec cu cauciucul natural si cu adaosuri de /ulcanizare - Are rezistenta si elasticitatea mai bune la 20...30"C deca cauciucul polibutadienic, dar stabilitatea la incalzire este ma edusa ca a acestuia - Are rezistenta la rupere mai mica si elasticitatea mai redusa decat cauciucul natural - Are o buna rezistenta la frig, este rezistent la apa, are o buna aderenta la metal, rezistent fata de acidul acetic si alcoolul etilic

Cauciuc butadien metilstirenic

Cauciuc butadien acrilonitrilic

 Denumirea comerciala: Carom  Are proprietati asemanatoare cauciucului butadier.stirenic

- Are denumirea comerciala de Buna N sau Perbunan (Germania), NBR (Nitrile Butadiene Rubber, SUA) si SKN (CSE) - Rezistent la actiunea acizilor diluati, bazelor si solutiilor d saruri de orice concentratie; rezistent la apa pana la 70°C (cresterea de volum fiind de 2,5%) - Se umfla usor in grasimi si uleiuri vegetale si animale, dar scaderea proprietatilor fizice in urma umflarii este neinsemnata - Are un miros slab iar aderenta la metale este foarte buna

Cauciuc

 Denumirea comerciala; CR (Chloroprene Rubber) si Neopre (SUA), Sovpren (CSE) si Perbunan C (Germania)

policloro- Se vulcanizeaza cu oxid de zinc sau magneziu (nu cu sulf) prenic - Rezistent la grasimi animale si vegetale, mai rezistent decat cauciucul natural la actiunea caldurii st a luminii solare - Rezistent la actiunea acizilor (oxalic, tartric, citric, acetic),

solutiilor concentrate calde de NaOH, a alcoolului Cauciuc Butil

 Denumire comerciala: IIR (Izobutylene Isoprene Rubber, S.U A)  Se vulcanizeaza cu agenti de vulcanizare obisnuiti (sulf, oxid d zinc); se folosesc aceleasi materiale de umplere ca la cauciucul natural - Rezistent la uleiuri vegetale, buna impermeabilitate la gaze

Cauciuc siliconic

- Are o variatie redusa a proprietatilor mecanice intr-un interval mare de temperatura (-85°C...+250°C) - Are elasticitate ridicata, rezistenta mare la caldura, oxidare si agenti chimici

Toxicitate

- Acidul stearic folosit ca plastifiant pentru cauciucul natural este netoxic

elastomeri

- Cauciucul siliconic este netoxic

Utilizare

Cauciucul natural clorurat

Fabricarea lacurilor si acoperirilor protectoare

elastomeri Cauciucul natural Cauciucul polibutadienic

Accesorii ambalaje: busoane pentru flacoane, recipiente diverse, ineie-garnitura pentru butelii si cutii de conserve Caserarea diferitelor pelicule celulozice

Cauciucul butadien-stirenic si metilstirenic

Confectionarea ambalajelor complexe, combinandu-se in special cu materiale fibroase

Cauciucul in amestec cu policlorura de vinii care ii confera o mai buna butadien-acrilonitrilic impermeabilitate ia vapori de apa si prelucrare buna prin ambutisare si extrudare, ceea ce permite obtinerea multor tipuri de ambalaje Cauciucul policloroprenic

Prepararea lacurilor pentru protectia suprafetelor metalice (la utilaje, ambalaje etc.)

Cauciucul siliconic

Confectionarea accesoriilor pentru ambalaje (busoane pentru diferite flacoane si butelii, inele-garnitura pentru recipiente diverse)

Produse monoplaste sau termorigide. in tabelul 4.1Z sunt prezentate proprietatile fizice, aspectele toxicologice si utilizarea materialelor termorigide (fenoplaste si aminoplaste) pentru confectionarea ambalajelor destinate produselor alimentare. Proprietati, aspecte toxicologice si utilizarea produselor termorigide in industria alimentara Fenoplaste (bachelite) Sortimente

Bachelita A sau rezolul

 Se obtine prin procedeul cu catalizator bazic si are masa moleculara pana la 500

si

- Este un lichid vascos, care la racire trece intr-o masa sticloasa, galbenbruna, usor fuzibila (la 80...100°C) si solubila in alcool, acetona, fenol

Proprietati - Bachelita bloc sau sub forma de praf este rezistenta fata de apa, chiar la temperaturi ridicate, acizi neoxidanti de concentrate medie, la temperatura obisnuita; este rezistenta la actiunea uleiurilor si grasimilor vegetale si animale, fata de vin si rachiu Bachelita B sau rezitolul Bachelita C sau rezita Novolacuri



Se obtine prin procedeul cu catalizator bazic

- Este termoplastica si nu se dizolva 

Se obtine prin procedeul cu catalizator bazic

- Este insolubila si nu se poate prelucra pe cale mecanica si termica (este duroplasta), proprietati datorate structurii tridimensionale  Se obtine prin procedeul cu catalizator acid (sulfuric, clorhidric sau oxalic) - Termoplastice, se pot prelucra usor - Structura liniara cu lanturi relativ scurte (10 unitati structurale fenolice) le permite dizolvarea in alcool, acetona si alti solventi

 Bachelita C, datorita structurii tridimensionale, este complet lipsita de reactivitate, deci de toxicitate - Materialele de umplutura folosite sunt inerte si netoxice: pasta alba de celuloza, faina de lemn (brad, pin), fibre de bumbac, fibre de azbest, mica Toxicita te

- Bachelite le A si B, dizolvate in solventi, nu sunt lipsite de reactivitate, in schimb dupa depunerea stratului, evaporarea solventului si tratamentul termic se obtine un policondensat inert si foarte rezistent - Rasinile fenol-formaldehidice utilizate in industria alimentara nu trebuie sa contina fenol si formaldehida necondensate - Bachelita A, pulverizata, topita sau dizolvata se utilizeaza la turnarea diferitelo piese, ca material de impregnare si la prepararea lacurilor si a accesoriile pentru confectionarea ambalajelor 8 cleiuri, adezivi) - Bachelita B se poate incalzi si presa - Bachelita C se foloseste la confectionarea prin presare a accesoriilor pentrv ambalaje (capace filetate pentru borcane, diferite dispozitive pentru inchidere recipientelor de sticla) Utilizare sau se poate prelucra ia masinile unelte - Prin amestecarea emulsiei bachelitice (produsul lichid de condensare fenolului cu formaldehida prin procedeul cu catalizator bazic, cu adaos ulterio de alcool etilic) sau abachelitei in stare topita cu umpluturi organice sa anorganice se obtin pulberi pentru presare la cald - Bachelita praf (care isi pastreaza proprietatile termice pana la 200°C) amestecata cu faina de lemn in proportie de 60-90 :40-10 se foloseste la confectionarea prin presare a

capsulelor de inchidere a buteliilor - Bachelita-bloc sau sub forma de praf se foloseste la acoperirea bidoanelor d tabla pentru transportul uleiurilor si grasimilor animale sau vegetale Aminoplaste Rasini ureo- Nu sunt fuzibile, au o buna rezistenta mecanica, nu sunt solubile in formaldehidice solventi organici si in apa, desi nu rezista la contactul indelungat cu apa - Denumirea comerciala este pollopas - Prezinta stabilitate termica pana la 100°C, este suficient de rezistenta la actiunea acizilor si bazelor diluate, dar se distrug in acizi si baze concentrate - In forma de masa spongioasa au calitati mecanice interesante: densitate 15-20 kg/m3, conductivitate termica 0,0338 WY(m-K) la 0°C si 0,0412 W/(m-K) la 60°C

Sortimente si Rasini proprietati tioureoformaldehidice

- Structura asemanatoare cu a rasinii ureo-formal-dehidice; - Rezistenta la apa este mai buna decat la rasina ureo-formaldehidica

Rasini

- Infuzibila, insolubila, inodora, insipida, incolora si transparenta

melamino-

- Rezistente fata de apa rece si fierbinte si fata de grasimi

formaldehi dice Toxicolo gie Utilizare

Nu sunt toxice

 Rasinile ureo-formaldehideice se folosesc la prepararea lacurilor ureoformaldehidice cu larga utilizare in domeniul ambalajelor, la prepararea adezivilor sau la confectionarea capsulelor pentru inchiderea buteliilor prin presarea pulberii de rasina cu umplutura de faina de lemn. Ele au aceleasi utilizari ca si bachelitele, dar prezinta fata de acestea avantaju ca sunt inodore si se utilizeaza pentru confectionarea ambalajelor la care bachelita este contraindicata din cauza mirosului de fenol pe care este posibil sa-i aiba. Nu pot fi folosite la ambalaje pentru solutii apoase - in forma de masa spongioasa, numita porozit, se utilizeaza ca material de ambalaj si izolare complet stabil fata de mucegaiuri si microorganisme - Rasinile melamino-formaldehidice se folosesc pentru fabricarea maselor de presare cu diverse umpluturi (faina de lemn, celuloza) si la prepararea lacurilor si adezivilor - Rasinile melamino-fonnaldehidice se folosesc la confectionarea recipi entelor pentru ambalarea si pastrarea acestora

Sursa: Manualul Inginerului de Industrie Alimentara, Editura Tehnica, Bucuresti

Masele plastice - POLIETILENA, POLIPROPILENA, POLISTIRENUL, MASELE PLASTICE FENOLFORMALDEHIDE Masele plastice Se numesc mase plastice materialele produse pe baza de polimeri, capabile de a capata la incalzire forma ce li se da si de a o pastra dupa racier. Dupa cantitatea in care se produc ele ocupa primul loc printer materialele polimere. Ele se caracterizeaza printr-o rezistenta mecanica mare, densitate mica, stabilitate chimica inalta, proprietati termoizolante si electroizolante etc. Masele plastice se fabrica din materii prime usor accesibile, din ele pot fi confectionate usor cele mai felurite articole. Toate aceste avantaje au determinat utilizarea lor in diversele ramuri ale economiei nationale si ale tehnicii, in viata de toate zilele. Aproape toate masele plastice contin, in afara de polimeri (denumiti adesea rasini), componenti care le confera anumite calitati; substanta polimere serveste in ele in calitate de liant. O masa plastica este constituita din materialul de implutura ( faina de lemn, teseturi,azbest, fibre de sticla s.a.), care ii reduc costul si ii imbunatatesc proprietatile mecanice, plastifianti( de exemplu esteri cu punctual de fierbere inalt), care le sporesc elasticitaea, le reduc fragilitatea,stabilizatori (antioxidanti, fotostabilizatori), care contribuie la pastrarea proprietatilor maselor plastice in timpul proceselor de prelucrare si in timpul utilizarii, coloranti, care le dau culoarea necesara, si alte substante. Pentru a ne comporta correct cu masele pastice, trebuie sa stim din ce fel de polimeri au fost produse ele – termoplastici sau termoreactivi. Polimerii termoplastici( de exemplu polietilena) la incalzire devin moi si in aceasta stare isi schimba usor forma. La racier ele din nou se solidifica si isi pastreaza forma capatata. Fiind din nou incalzite, ele iarasi devin moi, pot capata o noua forma si tot asa mai departe. Din polimerii termoplastici pot fi formate prin incalzire si presiune diferite articole care in caz de necessitate pot fi din nou supuse aceluias mod de prelucrare. Polimerii termoreactivi la incalzire devin plastici, apoi isi pierd plasticitatea devinind nefuzibili si insolubili, deoarece intre macromoleculele lor liare au loc interactiuni chimice, formindu-se o structura tridimensionala ( ca in cazul vulcanizarii cauciucului). Un astfele de material nu mai poate fi supus prelucrarii a doua oara: el a capatat o structura spatiala si si-a pierdut plasticitatea – proprietate necesara pentru acest scop. Vom examina in continuare cele mai raspindite feluri de mase plastice.

POLIETILENA In drumul mereu ascendent al materialelor plastice, o deosebita importanta a avut descoperirea facuta de Karl Ziegler, in anul 1954, si anume ca amestecul de combinatii organoaluminice si tetraclorura de titan catalizeaza polimerizarea etilenei la presiuni joase. Pana la acea data, polietilena se obtinea numai prin polimerizarea radicalica la presiuni de ordinul catorva mii sau chiar zeci de mii de atmosfere (5000-20.000) atmosfere, conducand la asa numita polietilena de presiune inalta si foarte inalta sau polietilena de densitate joasa (0,92 g/cm3). Macromoleculele acestui polimer prezinta numeroase ramificatii, ceea ce face ca materialul plastic sa aiba o cristalinitate de numai 40-50%. Ca urmare, polietilena de densitate joasa se caracterizeaza prin rezistenta termica si mecanica relativ scazute (polietilena moale).

Procedeul Ziegler a revolutionat tehnologia de obtinere a polietilenei, permitand obtinerea industriala a acesteia la presiuni de numai cateva atmosfere. Aceasta polietilena este formata in principal din macromolecule liniare, cu foarte putine ramificatii, ceea ce permite impachetarea usoara a macromoleculelor. Drept urmare, creste continutul in faza cristalina pana la 94%, iar proprietatile termomecanice ale acestui material plastic sunt considerabil imbunatatite. Polietilena obtinuta prin procedeul Ziegler este cunoscuta sub numele de polietilena de mare densitate, (0,97 g/cm3) sau polietilena dura. Pe langa utilizarile clasice in domeniul ambalajelor, ea are si alte intrebuintari, cum ar fi: conducte de presiune, izolatii electrice, rezervoare foarte mari, ambarcatiuni usoare sau chiar roti dintate. Descoperirea lui Karl Ziegler a fost dezvoltata cu succes de lucrarile lui Giulio Natta si ale scolii sale. In anul 1955 Giulio Natta pune bazele polimerizarii stereospecifice care permite obtinerea polimerilor stereoregulati, folosind drept catalizator de polimerizare produsii de reactie ai combinatiilor organo-aluminice cu compusii materialelor traditionale (asa numitii catalizatori ZieglerNatta). Importanta acestor descoperiri rezulta si din faptul ca in 1963, celor doi savanti le-a fost decernat premiul Nobel pentru chimie. Cu acesti catalizatori au fost polimerizati cei mai diversi momomeri, obtinnandu-se materiale plastice cu proprietati noi. Una din proprietatile de baza este aceea ca sunt apte de a cristaliza, datorita aranjamentului spatial regulat al monomerilor si ai substituentilor acestora, faptul acesta conferindu-le o rezistenta mecanica si termica superioara celor ale materialelor plastice atactice (nestereoregulate). In acest sens o mare realizare a constituit-o obtinerea polipropilenei izotactice cu structura cristalina a carei temperatura de topire este de circa 165°C, pe cand polipropilena atactica, amorfa are intervalul de inmuiere la 100-120°C. Deosebit de interesanta este obtinerea unor polimeri de propilena stereobloc. Sinteza decurge astfel incat in macromolecule se gasesc blocuri cristaline si amorfe. Un asemenea material plastic se topeste intrun interval larg de temperatura, (100-170°C) ceea ce ii faciliteaza prelucrarea. Pentru a imbunatati calitatile maselor plastice se recurge si la alte procedee. Materialele plastice izotactice se utilizeaza atat ca atare, cat si sub forma compozitiilor lor ranforsate (cu fibre de sticla, grafit, fibre de azbest etc). Ranforsarea (armarea) materialelor plastice mareste mult rezistenta mecanica si greutatea specifica, dar in acelasi timp creste si pretul lor. Alte cai e modificare a proprietatilor materialelor plastice constau in formarea de aliaje intre ele, grefari de macromolecule pe un material dat etc. (- CH2-CH2-)n este o substanta solida, de culoare alba, termoplastica, putin grasoasa la pipait, asemanatoare cu parafina. Acesta asemanare poate fi inteleasa daca vom lua in consideratie faptulca acest polimer prezinta prin structura sa o idrocartbura saturata (parafina) cu o masa moleculara mare. De aci se poate trage concluzia despre inflamabilitatea polietilenei si despre stabilitatea ei chimica fata de reagenti. Polietilena arde cu o flacara albastrie luminoasa. Solutiile de acizi, baze si oxidanti( permanganat de caliu) asupra ei nu influenteaza. Acidul azotic concentrat o distruge.

POLIPROPILENA (-CH2-CH-)n este foarte asemanatoare cu polietilena. Ea de asemenea este un CH3 material solid, grasos la pipait, de culoare alba, termoplastic. Ca si polietilena ea poate fi considerate hidrocarbura macromoleculara saturata (masa moleculara –

80 000 – 200 000). Este un polimer stabil la mediile agresive. Spre deosebire de polietilena, ea devine moale la o temperatura mai inalta( de 160-170 C) si are o rezistenta mai mare. La prima vedere aceasta pare de neinteles. Prezenta in prolipropilena a numeroase grupe laterale - CH3 ar fi trebuit sa impiedice la alipirea macromoleculeleor una de alta. Rezistenta polimerului si temperatura lui de topire in acest caz ar fi trebuit nu sa creasca, ci sa descreasca. Pentru a intelege aceasta ―contradictie‖, este necesar sa examinam mai profound structura acestei substante. In procesul de polimerizare moleculele de propilena(sau de alt monomer cu o structura asemanatoare)pot sa se uneasca unele cu altele in diferite moduri, de exemplu: 

CH2 – CH – CH2 – CH – CH2 – CH – CH2 – CH -

CH3 CH3 CH3 CH3 

CH2 – CH – CH – CH2 – CH2 – CH – CH – CH2 – 51577byk79mpr7x

CH3 CH3 CH3 CH3

Primul procedeu se numeste ―cap-coada‖, cel de-al doilea procedeu-―coada-cap‖. E posibila si o varianta mixta de combinare. Polimerizarea propilenei se realizeaza in prezenta de catalizatori, ceea ce contribuie la formarea dintre toti polimerii posibili a polimerului cu o structura regulata corespunzatoare principiului ―cap-coada‖, caracterizata printr-o succesiune dreapta a grupelor metil in catena. Grupele- CH3 capata in cazul unei polimerizari de acest fel o orientare spatiala regulata. Daca ne vom inchipui ca atomii de carbon, care formeaza macromolecula zigzag, sint situati intr-un singur plan, atunci grupele metil vor fi situate sau de una si aceeasi parte a acestui plan, sau se vor succeed regulat de ambele parti ale lui. Polimerul capata, duap cum se spune o structura sterioregulata. La un asemenea polimer macromoleculelesint strins lipite una de alta( au un inalt grad de cristalitate), fortele de atractie reciproca dintre ele cresc, ceea ce influenteaza asupra proprietatilor.

Clorura de polivinil(- CH2 – CH -)n – este un poilimer termoplastic, ale Cl carui macromoleculele au o structura de tipul ―cap-coada‖(Mr de la 10 000 pine la 150 000). Ea se obtine prin polimerizarea prin radicali a clorurii de vinil CH2=CHCl In prezenta de initiatori, din a caror dezintegrare rezulta radicali liberi pentru inceputul cresterii catenei. Faceti schema unei macromolecule crescinde de polimer prin formarea successive de radicali liberi. Dupa pozitia si structura sa clorura de polivinil poate fi considerate un clor-derivat al poilietilenei. Atomii de clor, care substituie o parte din atomii de hydrogen, sint legati trainic de atomii de carbon, de aceea clorura de polivinil este stabila la actiunea acizilor si a bazelor, areproprietati dielectrice bune, o rezistenta mecanica mare. Ea de fapt nu arde, dar se descompune usor la incalzire, elimminind clorura de hidrogen. yp577b1579mppr

Pe baza de clorura de polivinil se obtin mase plastice de doua tipuri: viniplast , care are o regiditate considerabila, si plasticat, care e un material ceva mai moale. Pentru a preveni descompunerea acestui polimer, in masele plastice fabricate pe baza lui se introduc stabilizatori, iar pentru a obtine plasticate moi se introduc si plastifianti. Din viniplast se fabrica tevi nrezistente la actiunea agentilor chimici, piese pentru aparatajul chimic, cutii de accumulator si multe altele

POLISTIRENUL (- CH2 – CH - )n. Monomerul acestui polimer este stirenul CH2=CH. El reprezinta C6H5 C6H5 o imbinare de hidrocarburi nesaturate cu hidrocarburi saturate, ca si cum ar fi etilena, in a carui molecula un atom de hydrogen este substituit cu un radical de fenil – C6H5, sau benzen, in a carui molecula atomul de hydrogen este substituit cu un radical de vinil CH2=CH-. Polisterenul are o structura liniara, masa moleculara de la 50 000 pina la 300 000. Se obtine prin polimerizarea monomeruluiin prezenta de initiatori. Spre

deosebire de polimerii examinati mai inainte, polistirenul se depolimerizeaza foarte usor, adica se dezintegreaza, formind monomerul initial:

la

incalzire

-CH2 – CH – CH2 – CH – CH2 – CH - … nCH2=CH C6H5 C6H5 C6H5 C6H5 Un astfel de process poate fi realizat si in laboratorul scolii: la incalzirea polimerului in aparatul pentru distilarea lichidelor in receptor se va acumula monomerul format. Prezenta legaturii dublein stiren poate fi usor demonstrata pe cale experimentala. Unul din dezavantajele polistirenului este rezistenta relativ mica la lovire, ceea ce-I reduce domeniile de utilizare. In present datorita cauciucului la sintetizarea polimerului se obtine polistiren rezistent la lovire. Acest polistiren este acum cel mai raspindit. O varietate de polimer este penopolistirenul. El se obtine, adaugind in timpul prepararii materialului a unei subtante de spumare. Ca rezultat polistirenul capata o structura asemanatoare cu o spuma solidificata cu porii inchisi. Acesta este un material foarte usor. Penopolistirenul se utilizeaza in calitate de material termo- si fonoizolator, la constructii, in tehnica frigorifica, industria mobilei.

MASELE PLASTICE FENOLFORMALDEHIDE Rasina fenol- formaldehidicaeste o substanta macromoleculara care constituie baza maselor plastice ea se sintetizeaza nu prin polimerizare, ci prin reactia de policondensare si dupa proprietati nu e termoplastica, ci termoreactiva. Prin aceste doua particularitati si se deosebeste de celelalte mase plastice. Aceasta rasina se sintetizeaza prin incalzirea fenoluluiimpreuna cu aldehida formica in prezenta de acizi sau de baze in calitate de catalizatori.

Stim de acum ca in fenol se produc usor reactii la atomii de hidrogen din pozitiile 2, 4, 6. In acest caz policondensarea are loc acolo unde se gasesc atomii de hydrogen din pozitia 2 si 6. in prezenta unei cantitati suficiente de aldehida formica la reactie participa si atomi de oxygen din pozitia 4, si atunci moleculele liniare se unesc prin intermediul grupelor CH2 una cu alta, formind un compus macromolecular cu o structura spatiala. Acest process secundar, in timpul caruia se manifesta caracterul reactive al polimerului, areloc de acum in timpul procesului de prelucrarein scopul obtinerii articolului necesar. Rasinele fenolformaldehidice se utilizeaza, de regula, ca parti componente ale diferitelor materiale artificiale. In afara de poilimeri care joaca rolul de lianti, in compozitia lor intra materiale de umplutura, substante de solidificare, coloranti si altele. In procesul de prelucrare la executarea articolelor din ele, de exemplu in timpul presarii la cald, o astfel de masa plastica la inceput e termoplastica, umple bine forma, apoi in timpul incalzirii si sub actiunea presiunii in ea se formeaza structura spatiala si ea devine articol solid monolit. Articolele produse pe baza de mase plastice fenolformaldehidice se caracterizeaza printr-o rezistenta mecanica, rezistenta termica si stabilitate mare la actiunea acizilor, prin proprietati dielectrice bune. Din masele plastice fenolformaldehidice, la cre in calitate de material de umplutura serveste faina de lemn, se prepara pulberi de presare, iar din acestea - prin presare la cald – un larg asortiment de articole electrotehnice, precum si multe aparate de uz casnic. Utilizind in calitate de material de umplutura materiale fibroase, de exemplu linters de bumbac, se obtin materialele cu fibre. Daca in calitate de material de umplutura se foloseste tesatura de bumbac, se obtine o masa plastica rezistenta denumita textolit ( piatra textila). Din ea se executa piese deosebit de importante pentru masini. Sint larg cunoscute materialele plastice cu straturi lemnoase. Ele se obtin prin prelucrarea furnirului de lemn cu rasina formaldehidica si prin presarea lui ulterioara. Fiind un material rezistent si ieftin, se folosesc in industria constructoare de masini, in transport, in diverse ramuri ale tehnicii, precum si pentru fabricarea mobilei. O larga intrebuintare isi gaseste textolitul de sticla. El este o masa plastica la care in calitate de material de umplutura serveste tesatura din fibre de sticla. Acesta este un material de o rezistenta deosebita, are o stabilitate termica sporita, proprietati electroizolante bune. Iata pe scurt cateva dintre cele mai interesante domenii de aplicare a materialelor plastice. Industria de ambalaje este si va ramane si in viitor in lume principalul consumator de materiale plastice. Se estimeaza ca rata de dezvoltare a ambalajelor din plastic va fi in continuare in medie de 10% anual in lume, iar pe tari o dezvoltare proportionala cu produsul national brut. Materialeleplastice au patruns adanc in domeniile de utilizare ale sticlei, tablelor si foliilor metalice, extinderea si perfectionarea sistemelor de ambalaje. In domeniul materialelor de constructii, masele plastice isi vor continua de asemenea ascensiunea, pe plan mondial atingandu-se ritmuri de crestere a productiei si consumului de 1015%. Principalele categorii de produse sunt profilele din materiale plastice ca inlocuitor ai tablelor ondulate si profilelor metalice, panourile stratificate, elementele prefabricate cu izolatie termica si fonica din spume poliuretanice, retele sanitare si electice cuprinzand tevi din policlorura de vinil si

poliolefine, instalatii sanitare din poliesteri armati, polimeri acrilici sau aliaje din diferite materiale plastice cum ar fi acrilonitrilul, butadiena si stirenul(ABS). Electrotehnica si electronica, beneficiari traditionali ai materialelor polimere, au cunoscut o patrundere relativ importanta a maselor plastice, in special polmerii traditionali ca policlorura de vinil, polietilena, polistirenul dar si unele mase plastice speciale cum sunt policarbonatii, poliacetalii, polifenilen oxidul etc. Industria constructiilor de masini si autovehicule a inregistrat cel mai inalt ritm de asimilare a mateeialelor plastice: in medie, pe plan mondial, 44% anual. Principalele tipuri de polimeri folositi sunt policlorura de vinil, poliolefinele si polimerii stirenici. Directiile de utilizare a materialelor plastice in constructia de masini se diversifica si se multiplica continuu. In agricultura ponderea ce mai mare o detin filmele de polietilena de joasa presiune, folosite pentru mentinerea umiditatii solului, protejarea culturilor in sere si solarii, impermeabilitatea rezervoarelor si canalelor. Alte domenii de aplicatii ale materialelor sintetice polimere sunt tehnicile de varf. Iata cateva exemple: Industria aerospatiala. Conditiile principale impuse materialelor plastice utilizate in acest domeniu sunt: sa reziste la temperaturi ridicate si scazute, sa nu arda, iar daca ard sa nu produca fum. Astfel hublourile avioanelor se confectioneaza din policarbonat rezistent la foc si care are si o exceptionala rezistenta la soc. Pentru cabinele de pasageri se fosesc laminate din rasina epoxidica sau fenolica ranforsate cu fibre de sticla si acoperite cu un strat metalic subtire pentru o cat mai buna rezistenta la foc. La constructia navelor spatiale se utilizeaza placi cu structura sandwich de grafit-rasina epoxidica-bor-aluminiu care rezista la temperaturi ridicate. Industria nucleara. Politetrafluoretilena si politriclorfluoretilena, care rezista la compusii fluorurati agresivi cum este si hexaflurura de uraniu, se utilizeaza la instalatiile industriale destinate separarii izotopice a uraniului, ca elemente de legatura pentru pompe si compresoare, conducte, clape de vane etc. Pentru imbunatatirea rezistentei fata de radiatiile beta sau de amestecurile de radiatii si neutroni provenite de la pilele nucleare se utilizeaza polimeri fluorurati (fluoroplaste) grefati radiochimic cu monomeri de stiren, metil-metacrilat etc. Industria chimica. In acest domeniu, materialele plastice isi gasesc cele mai diverse aplicatii, incepand de la conducte pana la piese componente ale pompelor si compresoarelor care lucreaza in medii corozive, gratie greutatii scazute si rezistentei chimice si mecanice ridicate al acestor materiale. Dar materialele plastice cunosc utilizari importante chiar in constructia unor aparate si utilaje la care cu greu si-ar fi putut inchipui cineva ca se poate renunta la metal. S-au executat astfel reactoare chimice din polipropilena izotactica si poliester armat cu fibre de sticla avand o capacitate de nu mai putin de 48 t, diametrul reactorului fiind de 3m, iar inaltimea de 7,5m. In prezent se utilizeaza schimbatoare de caldura pentru racirea lichidelor corozive cu tuburi din politetrafluoretilena. Materialele folosite prezinta o rezistenta mult mai mare la coroziune decat tuburile din fonta, avand un cost similar dar o greutate mult mai mica. S-au construit de asemenea tuburi de atomizare a materialelor, de 15m inaltime si 25m diametru, placate in interior cu politetrafluoretilena, pentru solutiile concentrate de saruri alcaline. Politetrafluoretilena, avand proprietati antiaderente impiedica formarea crustelor pe peretii turnului. Industria electronica. Sunt cunoscute in general proprietatile electroizolante ale polimerilor sintetici. S-au gasit insa utilizari ale materialelor plasticesi ca inlocuitori de materiale conductoare si semiconductoare traditionale. Utilizarea lor in acest domeniu se bazeaza pe urmatoarele considerente:  usurinta de formare a piesei cu geometria dorita, aplicand tehnicile conventionale de prelucrare a materialelor plastice;



posibiliatea de realizare a gradului de conductibilitate dorit;



greutate mult mai scazuta a piesei.

Materialele plastice cu conductbilitate electrica se realizeaza pe doua cai principale. Prima este de obtinere de amestecuri polimerice electroconductibile prin introducerea de grafit sau pulberi metalice in masa materialului. Cea de a doua consta in realizarea polimerilor cu structuri moleculare particulare, prin sinteza directa sau prin modificarea catenei polimerice, ca de exemplu: poliftalocianina, polifenocen, polimeri de condensare. Materialele plastice semiconductoare sunt de doua tipuri: 

cu semiconductibilitate de tip ionic, ca de exemplu poliacrilatul de sodiu:

 cu semiconductibilitate de tip electronic, datorita prezentei de electroni delocalizati (de obicei, electroni de tip π). Un exemplu il constituie polimerul obtinut prin incalzirea poliacrilonitrilului (Ladder-polymer). Aceste materiale plastice isi gasesc utilizarea la fabricarea tranzistoarelor.

Schimbarile cele mai spectaculoase nu au loc insa in domeniul asa numitilor polimeri clasici. Anii ‗80 au marcat dezvoltarea unui sector deosebit de important al sintezei materialelor plasticecel al polimerilor speciali. Produsi in cantitati mici, in conditii speciale, ei sunt capabili sa ofere utilizatorilor performante ridicate. Simpla aditivare, de exemplu, a cunoscutelor rasini epoxi cu fibre de carbon, duce la aparitia unui material al carui modul de elasticitate specifica este de 10 ori mai mare decat al celor mai bune oteluri produse in acea vreme. Alte modificari, de data aceasta in insasi structura polimerilor, pot aduce calitati spectaculoase in comportamentul acestora. De exemplu daca lanturile hidrocarbonate ale polimerilor nu sunt lasate sa se plieze la intamplare ci sunt intinse prin etirare, ia nastere o structura semicristalina a masei de material plastic care este caracterizata de o mare reziatenta mecanica. Un alt exemplu il constituie articulatiile din plipropilena etirata, care datorita structurii cristaline rezista la milioane de indoiri. O alta posibilitate de a modifica srtructura masei de polimeri o constituie legarea chimica a lanturilor hidrocarbonate intre ele. Rezulta asa-numitii polimeri reticulati, care se aseamana cu o retea tridimensionala. Caracteristice pentru aceasta structura sunt infuzibilitatea, o rigiditate neobisnuita, insolubilitate in orice dizolvant. Materialele plastice speciale se impun tot mai mult si prin calitatile lor optice. Cele mai spectaculoase realizari le consemneaza fibrele optice din polimeri acrilici sau poliamidici, care au o ductibilitate, o rezistenta si o elasicitate mult superioare fibrelor din sticla minerala. In sfarsit , in acelasi domeniu sunt de mentionat polimerii cu structura tridimensionala de foarte mare regularitate, cilindrica sau in lamele echidistante. Ei sunt foarte asemanatori cristalelor lichide. Daca distantele dintre cilindri sau lamele sunt de ordinul lungimilor de unda ale radiatiilor luminoase, are loc un proces de difractie a acestora. Astfel, un material plastic cu o asemenea structura se comporta ca un colorant irizant. De asemenea, polimerilor sintetici li se poate conferi capacitatea de a conduce curentul electric sau pot deveni electreti—substante cu incarcatura electrica bipolara permanenta. In sfarsit, cea mai interesanta aventura a materialelor plastice, pare sa devina in viitor, biocompatibilitatea. Prin grefarea pe lantul polimerului a unor grupari chimice adecvate se spera ca

acesta nu va mai fi considerat strain de organismul uman. Cat de utila ar fi o asemenea proprietate pe langa medicina viitorului este usor de imaginat, la nivelul actual de cunostinte de care dispunem.

Plastic biodegradabil pentru ambalaje si colectare deseuri

In ultimii ani institutiile de cercetare sidezvoltare a materiilor prime alternative, maselor plastice conventionale derivate din petrol, au inceput o productie experimentala de masa plastica biodegradabila pe baza de porumb. La sfarsitul anilor 1990 aceasta cercetare era foarte avansata astfel incat in anul 2005, dupa multe experimente, s-a realizat un produs biodegradabil, Biolice, avand toate caracteristicele mecanice si de rezistenta a maselor plastice traditionale. Biolice este un produs natural din faina de porumb nemodificat genetic, ce poate inlocui toate ambalajele traditionale, mai ales cele folosite in supermarket (sacosele shoppers). Biolice poate fi folosit in agricultura pentru fertilizarea pamantului pentru anumite plante, deoarece, dupa folosirea filmului biodegradabil, acesta poate fi arat impreuna cu terenul si devine ingrasamant organic natural. Se aplica conceptia: “cine polueaza plateste“. Trebuie sa se stie ca o sacosa din mase plastice dauneaza mediului, pentru ca o astfel de sacosa are nevoie de 300- 400 ani pentru a se degrada. In multe tari din intreaga lume se doreste introducerea unei taxe pe sacosele din mase plastice si limitarea consumului de sacose mase plastice, respectiv scutirea de taxa pentru sacosele biodegradabile. Directiva Comunitatii Europene, EN 13432, stabileste metodologiile, durata de compostabilitate si biodegradabilitate a produselor alternative la masele plastice conventionale. Biolice are toate caracteristicile directivei europene si este certificat OK compost, deci compostabil in 90 zile, in instalatii de compostaj si se biodegradeaza in 180 zile daca este abandonat in natura. Biodegradabil 100% - Compostabil 100 %. Biodegradabilitatea si compostajul sunt procese de degradare naturala in materie organica.

MANAGEMENTUL AMBALAJELOR SI DESEURILOR DE AMBALAJE Tipuri de ambalaje dupa constituienta materiala •

Ambalaje din materiale plastice:PET – polietilen tereftalat ,HDPE – polietilena de mare

densitate,PVC – policlorura de vinil,LPDE – polietilena de mica densitate,PP – polipropilena,PS – polistiren • Cerinte esentiale specifice privind fabricarea si compozitia ambalajului: -

sa asigure nivelul cerut de siguranta , igiena si acceptabilitate;

-

sa permita reutilizarea sau recuperarea , inclusiv reciclarea si care sa reduca la

minim impactul negativ asupra mediului; -

sa fie reduse la minim continutul de substante si materiale toxice si de alte substante

periculoase din materialul de ambalare ce se pot regasi in emisii, cenusa sau levigat dupa eliminarea prin incinerare • Cerinte esentiale specifice privind caracterul reutilizabil al unui ambalaj -

sa permita mai multe rotatii in utilizare;

-

sa satisfaca exigentele de securitate si sanatate;

•

sa devina dupa ce nu mai poate fi reutilizat deseu de ambalaj recuperabil Cerinte esentiale specifice privind caracterul recuperabil a unui ambalaj:

-

sa permita atunci cand devine deseu de ambalaj, ca un procent din materialele

folosite sa fie reciclat; -

sa permita optimizarea recuperarii energetice la o valoare calorica minima la

incinerare; -

sa fie suficient de biodegradabil atunci cand deseurile se elimina prin compostare;

-

sa permita la descompunerea fizica , chimica , termica sau biologica a deseului de

ambalaj , transformarea in CO2, H2O si biomasa. Principiile specifice activitatii de gestionare a deseurilor de ambalaje sunt: -

prevenirea producerii de deseuri de ambalaje;

-

reutilizarea ambalajelor;

-

reciclarea deseurilor de ambalaje;

-

alte forme de valorificare a deseurilor de ambalaje care sa conduca la reducerea

cantitatilor eliminate prin depozitare finala. Tabelul 3. Etapizarea obiectivelor de recuperare si reciclare pe perioada 2002 – 2010 Anul 2003

Recuperare*) 2,0%

Reciclare**) 0,5%

2004

5,0 %

2,0 %

2005

10,0 %

3,5 %

2006

17,0%

5,0 %

2007

25,0 %

8,0 %

2008

34,0 %

12,5 %

2009

43,0 %

18,5 %

2010

50,0 %

25,0 %

*) procent din greutatea deseurilor de ambalaje **) procent din greutatea totala a materialelor de ambalare continute in deseurile de

ambalaje recuperate , cu un procent minim de 15% din greutatea fiecarui tip de material de ambalare.

Materiale plastice Materialele plastice prezinta o puternica ascensiune in ponderea ambalajelor, cistigind din ce in ce mai mult teren prin preluarea locului ambalajelor traditionale. Ele se gasesc intr-o mare diversitate si au proprietati deosebite ce confera ambalajelor greutate foarte redusa, suplete sau rigiditate, opacitate sau transparenta, forme foarte diferite, posibilitati de reutilizare sau reciclare naturala sau artificiala, proprietati igienico-sanitare corespunzatoare. Materialul plastic este un produs sintetic de natura organica, anorganica sau mixta, care se poate modela usor, la cald sau rece, cu sau fara presiune; in alcatuirea sa intra compusi macromoleculari obtinuti prin polimerizare, policondensare sau alte procedee similare. Polietilena – are cea mai larga raspindire datorita pretului sau scazut. Poate fi:  de inalta presiune, utilizata la realizarea de pungi, folii, saci si alte ambalaje suple sau semirigide, precum si dopuri, capace, pahare etc.  de medie presiune, utilizata de exemplu pentru ambalarea dulciurilor;  de joasa presiune, care, datorita rezistentei mecanice ridicate (la sfisiere, strapungere etc.) si a unei permeabilitati reduse (este adecvata etansarilor dificile), se utilizeaza pentru confectionarea recipientilor cu o capacitate de pina la 400 kg, a lazilor, navetelor, foliei foarte subtiri (8-10 etc.  expandata – folosita la ambalare in special ca material de umplere, pentru asigurarea protectiei impotriva socurilor mecanice. Policlorura de vinil (Polyvinylchloride – PVC) moale sau dura, se foloseste in industria alimentara preponderent sub forma de folii sau butelii. Polistirenul (PS) este netoxic si insolubil, fiind frecvent utilizat la ambalarea produselor alimentare proaspete (iaurt, smintina, brinza etc.), a celor congelate, la preambalarea fructelor si legumelor etc. Polistirenul expandat “imbraca“ produsul ce necesita a fi protejat, creind in jurul sau un strat antisoc, usoara si flexibila; de asemenea, are bune proprietati fonoizolante dar si termice, fiind utilizat in camerele frigorifice. Polipropilena (PP) se utilizeaza la confectionarea recipientelor alimentare pentru dulciuri, gustari, a lazilor pentru transportul produselor calde de panificatie, a legumelor, fructelor, pestelui congelat etc, a lazilor cu pereti despartitori pentru transportul buteliilor cu bauturi spirtoase, vin, bere, lapte, bauturi racoritoare etc. Principalele proprietati ale polipropilenei, care o recomanda pentru confectionarea ambalajelor folosite in scopurile mentionate, sunt: sudabilitate buna, rezistenta la grasimi si uleiuri, impermeabilitate buna la mirosuri, rezistenta chimica etc.

Polietilentereftalat-ul (PET) se utilizeaza la confectionarea buteliilor cu strat de acoperire din latex care impiedica (in foarte mare masura) patrunderea oxigenului in bauturile carbogazoase si evacuarea bioxidului de carbon, contribuind astfel la prelungirea termenului de valabilitate. Ambalajele de tip PET au inceput sa se foloseasca pe scara larga in industria uleiului, a apei minerale, bauturilor racoritoare, otetului, bauturilor alcoolice etc. Mai pot fi mentionate materialele plastice compozite (complexe) obtinute prin asamblarea mai multor tipuri de materiale (tot de natura plastica, sau si de alta natura). Materialele compozite au caracteristici superioare (rezultate din cumularea proprietatilor materialelor componente) fiind capabile sa raspunda unor nevoi specifice precum ambalarea in vid,

ambalarea in gaz inert, ambalarea produselor supracongelate etc.; sunt utilizate frecvent la ambalarea bauturilor alimentare. Costul ambalajelor din materiale plastice ramine inca destul de ridicat datorita materiei prime (petrolul si derivatele sale) utilizate la confectionarea lor. Astfel, in cazul unor produse precum margarina, lactatele, mustarul etc., ambalajul reprezinta 20% din costul de productie, putind ajunge insa si la 70% in cazul apei minerale.

Ambalaje din plastic Materialele plastice au o pondere de folosire pentru confec ţionare ambalaje foarte mare, datorită avantajelor pe care acestea le prezintă: 

izolează bine produsele atât alimentare cât şi cele nealimentare;



sunt nealterabile;



sunt uşoare;



sunt rezistente la rupere;



impermiabile la apă, aer şi gaz;



rele conducătoare de căldura;



au rezistenţă termică atât la temparaturi înalte cât şi la temperature joase;



au un aspect de prezentare superior, atrăgător pentru toate formele şi culorile realizabile;



preţ scăzut.

Cele mai utilizate materiale plastice pentru confecţionarea ambalajelor sunt: 

polietilena - material relativ uşor, rezistent, stabil, utilizat la fabricarea pungilor;



polipropilena - un material uşor, rezistent, dur, foarte stabil la temperaturi scăzute, utilizat la

confecţionarea recipienţilor, care se pot steriliza; 

polistirenul



clorura de vinil - material rigid, cu friabilitate medie. Se cunosc diferite tipuri de P.V.C. (moale

sau dur), serveşte ca material pentru confecţionarea seringilor, cutiilor, foliilor şi flacoanelor. Ambalajele din materiale plastice sunt dintre cele mai variate, prezentându-se în nenumarate variante constructive cum ar fi: 

pungi, sacoşe şi saci din material plastic;

Sunt destinate pentru ambalarea si transportul unei game foarte largi de produse alimentare, farmaceutice, chimice, textile etc. 

butelii şi flacoane din materiale plastice;

Se folosesc pentru produse lichidele alimentare (ap ă, bauturi racoritoare, lapte şi produse lactate, vin, ulei, sosuri etc,) produse cosmetic, soluţi chimice, detergenţi

etc. 

tuburi deformabile din material plastic;

Se utilizează pentru ambalarea produselor păstoase in industria alimentară (muştar, maioneză, piureuri, pastă tomate) a cremelor şi unguentelor în industria farmaceutică şi cosmetică. 

caserole din polistiren;

Sunt utilizate ca ambalaje pentru diverse produse, cum ar fi: carnea şi preparatele din carne, produse de patiserie şi cofetărie, semipreparate alimentare, pretându-se la încălzirea în cuptorul cu microunde.



cutii şi recipiente de capacitate mică din materiale plastice

Acestea se utilizează la ambalarea produselor semipăstoase: produse lactate (iaurt, creme, brânză proaspătă, îngheţată etc.), semipreparate (maioneză), mezeluri si pentru prduse cosmetice, vopseluri.etc.



lăzi din material plastic;

Navetele (lăzile) din plastic au diferite forme şi dimensiuni şi sunt utilizabile ca ambalaje pentru sticle de bere de 0,5 si 1 litru, pentru legume fructe, pentru carne şi mezeluri, pentru paine si produse de panificatie. Navetele (lăzile) sunt rezistente la şoc şi la temperaturi scăzute, adecvate pentru pastrarea produselor refrigerate. 

bidoane, canistre şi butoaie din materiale plastice;

Acestea se folosesc pentru transportul laptelui şi produselor lactate (smântână, branză proaspătă, îngheţatşă frişcă etc.) precum si pentru toate produsele lichide. În cazul ambalării de conservare, ambalajul, definit şi caracterizat prin propriet ăt ile şi funcţiile sale, are un rol important în prelungirea durat ei de conservare a produsului alimentar. Funcţia de protecţie şi conservare, prezentat ă schematic în figura 1, pe care o exercită ambalajul în acest caz nu se rezumă numai la o simplă protecţie mecanică, int ervenţia ambalajului în conservarea produsului putând fi tradusă prin: ● acţiune directă, prin prot ecţia mecanică exercit ată; acţiune directă asupra m icroorganismelor, prin mo- dificarea condiţiilor de mediu în care se găseşt e produsul (presiunea parţială a O2 , presiunea parţială a CO2 , raport ul O2 /CO2 , presiunea vaporilor de apă etc.); ● acţiune indirectă asupra microorganismelor, tradusă prin acţiunea direct ă asupra fiziologiei produsului care are ca rezult at creşt erea select ivităţii substrat ului biologic faţă de microorganismele care-l colonizează (modificarea valorii de: pH, rH, aciditat e liberă, act ivit ate a apei et c.).

Fig. 1. Rolul ambalajului în protecţia produselor faţă de acţiunea factorilor care determină alterarea (Bureau, G. şi Multon, J.L., 1989).

Rezult ă, deci, că prelungirea durat ei de conservare a produsului este direct influenţat ă de calitatea relaţiei care se stabileşte între metoda de ambalare-ambalaj-produs. Permeabilit atea la oxigen se exprimă în cm3m-224h –1 atm–1 şi este caracterizată print r-un coeficient de t ransmisie a gazelor care reprezint ă volumul de gaz care t raversează, în regim const ant, unit atea de suprafaţă a filmului de plast ic, în unit at ea de t imp, în condiţii dat e de t emperat ură şi umezeală relativă a aerului. Altfel spus, permeabilit at ea la oxigen a ambalajului est e direct proporţională cu coeficienţii de difuzie şi solubilit ate ai oxigenului. P ermeabilit at ea la oxigen a ambalajelor influenţează: gradul de restricţionare a accesului oxigenului din mediul extern în interiorul ambalajului; restricţionarea schimbului de gaze dintre cele două medii, int ern şi extern; formarea unei atmosfere gazoase (microclimat ), în int eriorul ambalajului, cu o compoziţie care să determine inhibarea microorganismelor de alterare prezent e pe suprafaţa aliment ului şi încetinirea sau stoparea unor procese de nat ură biochimică şi fizico-chimică ce conduc la alterarea produsului. Aşa cum se poate observa din dat ele prezent at e în t abelele 1 şi 2, între permeabilitat ea la oxigen a ambalaju- lui, durat a de conservare a produsului şi profilul microflorei care se găseşte pe suprafaţa cărnii la un moment dat exist ă o strânsă corelaţie. Tabelul 1. Corelaţia dintre durata de conservare a cărnii şi permeabilitatea la O2 a ambalajelor din material plastic, sub formă peliculară (Bureau,G. şi Multon, J.L., 1989)

Experiment 1* 2 3 4 5 6

Permeabilitatea la O2 [ml/m2·24 h·atm] la 25 oC şi 100% UR** 0 190 290 532 818 920

Durata de conservare la 0 oC [săptămâni] > 15 > 15 11-15 6-9 4-6 2-4

P ermeabilit at ea la oxigen a ambalajului poat e fi influenţat ă de o serie de factori şi anume: ● compoziţia mat erialului de ambalare; ● temperat ura şi umiditat ea relativă a aerului din spaţiul de depozitare; ● gradul de t ermocontracţie aplicat după ambalarea produsului.

Influenţa compoziţiei ambalajului. Compoziţia am- balajului are o influenţa majoră asupra permeabilit ăţii la oxigen, respect iv asupra rat ei de t ransmisie a oxigenului (tabelul 3). Ast fel, se observă că poliet ilena opune rezistenţă redusă la trecerea oxigenului şi, în consecinţă, nu va fi capabilă să menţină în int eriorul ambalajului o atmosferă care să inhibe microorganismele aerobe de alt erare.

Tabelul 2. Repartizarea microflorei pe suprafaţa cărnii de vită condiţionată sub vid la temperatura de 0 oC (Bureau,G. şi Multon, J.L., 1989) Permeabilitatea la O2 a ambalajului utilizat [ml/m2·24 h·atm] la o

2 5 C

190 532 920

Numărul de bacterii pe cm 2 după 6 săptămâni de păstrare la temperatura de 0 oC Pseudomonas Brochothrix Lactobacillus 104 105 105 5 5 10 10 105 105 105 105

Compoziţia ambalajului Polietilenă Poliester/polietilenă Nailon/polietilenă Nailon/ionomer Nailon/ionomer Nailon/ionomer/polietilenă Nailon metalizat/EVA 1 EVA/P VDC2/EVA P VDC/P VC3/P VDC/EVA P VDC/polipropilenă Poliester/Al/poliester/

Grosime am- Rata transmisiei oxigebalaj [mm] 2 0,031 3140 nului [ml/m 24 h atm] 0,046 100,0 0,110 60,6 0,090 91,2 0,080 44,5 0,100 46,5 0,090 1,0 0,060 37,5 0,077 2,1 0,100 18,4

Tabelul 3. Rata transmisiei oxigenului pentru dif erite materiale de ambalare la temperatura de 25oC şi UR* 75 % (Eustace,I.J., 1981)

polipropilenă * UR - umiditatea relativă a 0,123 aerului; 1 – copolimer