1. POLIMERIZAREA - GENERALITATI

Polimerizarea este procesul de obtinere a unei substante cu masa moleculara mare prin reactia de unire a mai multor molecule identice nesaturate.

In timpul procesului de polimerizare se formeaza legaturi covalente intre un numar variabil de molecule ale substantei initiale ( monomer ) care constituie unitati structurale ale macromoleculei.

Acest proces poate fi reprezentat schematic astfel:

A +A +A +A +A +A - A - A - A - A - A - A sau

nA [A] _n in care:

A reprezinta substanta care se polimerizeaza, monomerul;

n - gradul de polimerizare.

Unitatea structurala rezultata din aceasta unire se numeste mer Compozitia lui chimica este aceeasi cu a moleculei de materie prima, care se numeste monomer.

Datorita nesaturarii, monomerul reactioneaza cu molecule de acelasi fel, formand o substanta compusa din molecule foarte mari, macromolecule, avand atomii uniti intre ei prin legaturi covalente.

Macromoleculele sunt legate intre ele alcatuind polimerii, prin forte mult mai mici decat legaturile chimice obisnuite. Aceasta face posibila trecerea polimerilor in solutie sau topirea lor.

Masa moleculara a polimerului M este egala cu produsul dintre masa moleculara a monomerului m si gradul de polimerizare n :

	M = m n

Gradul de polimerizare este dat de numarul de meri uniti intr-un singur lant. Prin polimerizarea simultana a doi sau a mai multor monomeri diferiti se obtine un polimer mixt sau copolimer.

Compozitia polimerului este in functie de raportul molar dintre cei doi polimeri. Dupa forma macromoleculelor, polimerii se impart in: liniari, ramificati si spatiali.

Polimerizarea este caracteristica substantelor care contin in molecula una sau mai multe legaturi nesaturate. Ea se produce prin desfacerea legaturilor duble si triple, merii legandu-se intre ei prin electronii ramasi astfel liberi.

Proprietatile cele mai importante ale polimerilor, sunt cele mecanice, de exemplu :

rezistenta la rupere;

rezistenta la forfecare;

rezistenta la indoire.

Pe aceste proprietati se bazeaza aplicatiile lor practice.

Polimerii sunt termoplastici, prin incalzire se inmoaie pana devin fluizi. Acest lucru permite polimerilor sa poata fi presati in forme diferite iar dupa racire sa revina la duritatea si rigiditatea lor initiala. Aceasta proprietate sta la baza tehnologiei de obtinere a diverselor obiecte.

In solutii polimerii au proprietati coloidale care variaza in functie de marimea macromoleculei. La polimeri particula coloidala este formata de macromolecula insasi. Din cauza dimensiunilor mari ale macromoleculelor, solutiile lor au o vascozitate mare.

Agentii de polimerizare sunt substante chimice care initiaza, modifica sau opresc desfasurarea procesului de polimerizare.

Initiatorii de polimerizare sunt substante care initiaza formarea lantului polimer. Ei pot fi:

initiatori care se descompun in radicali liberi sub influenta luminii si a temperaturii ;

inhibitori ionici , care duc la formarea ionilor polimeri .

Cei mai folositi initiatori sunt :

apa oxigenata;

peroxizii organici;

peracizii;

azo-izo-butironitrilul etc..

Mediul in care se realizeaza procesele de polimerizare influenteaza vitezele de reactie si determina in mare masura calitatea polimerilor care se obtin .

REACTII DE POLIMERIZARE

Reactia de polimerizare este reactia chimica prin care un numar mare de molecule dintr-o substanta numita monomer se unesc sub forma de macromolecule (se considera macromoleculari cei cu M > 5000).

Reactia de polimerizare a etenei

n CH ₂ = CH ₂ [ CH ₂ - CH ₂ ]

etena polietilena

Reactia de polimerizare a clorurii de vinil

CH ₂ = CHCl → [ CH - CHCl ] n

clorura de vinil policlorura de vinil

Reactia de polimerizare a stirenului

CH = CH ₂ CH - CH ₂

n n

stiren poliestiren

Reactia de polimerizare a propenei

n CH ₃ - CH = CH ₂ CH ₂ - CH

CH ₃ n

propena polipropena

Reactia de polimerizare a butadienei

n CH₂ = CH - CH = CH₂ [ CH₂ - CH = CH - CH₂ ] n

butadiena polibutadien

3. PREZENTARE GENERALA A POLIETILENEI

Polietilena este cel mai utilizat plastic. Poate fi numit si termoplastic adica moleculele sunt dispuse in asa fel incat acesta devine compact si rezistent.

Polietilena este cel mai simplu polimer, structura sa fiind asemanatoare alcanilor, dar prezinta catene mai lungi. Moleculele de polietilena apar sub forma unui lant de atomi de carbon de care se leaga doi atomi de hidrogen. Atunci cand de atomul de carbon se leaga alte lanturi de polietilena se formeaza polietilena liniara sau de joasa densitate. Aceasta este mai ieftina si mai usor de folosit.

Polietilena este un polimer al vinilinului. Procedeul de obtinere se numeste polimerizarea etenei. Conditiile in care se realizeza polimerizarea sunt diverse acest lucru determinand doua tipuri de polietilena: polietilena de joasa densitate si polietilena de inalta densitate. Daca presiunea este cuprinsa intre 1000-3000 atmosfere si temperatura intre 150-280^oC se obtine  polietilena de joasa densitate. Aceasta reactie are loc in prezenta peroxizilor sau a CrO₃ sau Cr₂O₃ (oxid de crom). La o presiune atmosferica normala si temperatura  de 50 - 75^oC folosind metoda Ziegler  se obtine polietilena de inalta densitate. Catalizatorul in acest caz va fii trietilaluminiu tetraclorura de titan.

La presiune si temperatura atmosferica obisnuita are loc polimerizarea prin metoda Nenitescu in prezenta amilsodiului. Aceste tipuri de polietilena difera prin proprietati si utilizari

UTILIZARILE POLIETILENEI

Astazi se remarca in mod deosebit utilizarile neconventionale ale polimerilor, care au largi perspective de extindere in viitorul apropriat.

Productia mondiala de polimeri destinata obtinerii materialelor plastice inregistreaza ritmuri de crestere impresionante, ajungand sa fie socotita un indicator al nivelului de dezvoltare economica si tehnologica al unei tari.

Datorita proprietatilor fizico-chimice si mecanice deosebite, polietilena are numeroase intrebuintari :

in industria chimica la fabricarea tuburilor ( conducte ) ;

la izolarea cablurilor electrice si telefonice ;

la fabricarea diferitelor obiecte de uz casnic ;

la obtinerea foliilor pentru ambalaj ;

Pe langa utilizarilor clasice in domeniul ambalajelor si a celor mentionate anterior, polietilena are intrebuintari noi cum ar fi :

conducte de presiune;

izolatii electrice;

rezervoare foarte mari;

ambarcatii usoare nescunfundabile ;

roti dintate.

Ponderea cea mai mare in productia de prelucrare destinate sectorului agriculturii, o detin filmele de polietilena de joasa presiune, folosite pentru :

mentinerea umiditatii solului;

protejarea culturilor de legume si fructe, in sere si solare;

impermeabilizarea silozurilor, rezervoarelor si a canalelor.

De asemenea, tevile si tuburilor din polietilena sunt folosite pentru lucrarile de drenaj, irigatii, hidroamelioratii, etc

Datorita greutatii specifice scazute, dar si a rezistentei chimice si mecanice ridicate, polietilena de mare densitate, este utilizata la :

fabricarea de conducte in industria chimica;

fabricarea unor piese componente ale pompelor si compresoarelor care lucreaza in medii corozive;

Alte utilizari ale polietilenei sunt in electronica si electrica. Astazi, se fac studii pentru gasirea altor domenii de utilizare ale polietilenei.