MATERIALE PLASTICE

Materiale plastice

 

Clasificarea materialelor plastice

Materialele plastice organice sunt substanţe organice macromoleculare în stare pură sau sub formă de amestecuri conţinând diferite materiale de adaos şi umplutură (plastifianţi, stabilizatori, coloranţi) capabile să treacă prin încălzire în stare plastică şi să păstreze după întărire forma dată. O caracteristică generală a materialelor plastice este aceea că prin încălzire se înmoaie treptat şi nu deodată în toată masa, ca atare nu au punct de topire fix.

stabilite.

  1. Clasificare după metodele de obţinere a produselor macromoleculare de bază:

  • materiale plastice polimerizate: răşini polivinilice, polistirenice, polietilenice;

  • materiale plastice policondensate: răşini fenolice, aminice;

  • materiale plastice modificate: răşini de celuloză, răşini proteice.

  1. Clasificare după comportarea la deformare:

  • plastomeri;

  • elastomeri.

  1. Clasificare după comportarea la încălzire:

  • produse termoplastice sau termoplaste;

  • produse semitermoplastice sau semitermoplaste;

  • produse monoplaste sau termorigide.

 

Materiale termoplastice

Produsele termoplastice sunt clasificate după structura chimcă astfel:

  • poliolefine: polietilena (PE), polipropilena (PP), polibutena (PB), polimetilpentena (PMP);

  • poliolefine substituite: policlorura de vinil (PVC), policlorura de viniliden (PVdC), polistirenul (PS), poliacetatul de vinil (PVA), alcoolul polivinilic (PVOH);

  • copolimeri ai etilenei: etilenă-vinil acetat (EVA), elilenă-vinil alcool (EVOH),ionomeri;

  • poliamide (nylon): nylon 6, nylon 6,6, nylon 6,10, nylon 11;

  • derivaţi celulozici: acetatul de celuloză, celofanul;

  • poliacrilaţi, policarbonaţi, derivaţi ai acrilonitrilului.

 

Polietilena (PE)se obţine prin reacţia de polimerizare a etilenei. Se poate obţine mai multe sortimente după cum urmează: polietilenă de joasă densitate (low density polyethylene = LDPE) cu densitatea între 915-939 kg/m3 şi polietilenă de înaltă densitate (high density polyethylene = HDPE) cu densitatea ≥ 940 kg/m3. În afara acestor două categorii se mai produce un sortiment de polietilenă de joasă densitate cu structură liniară (linear low density polyethylene = LLDPE).

Proprietatile PE

  • masa alba, dura, flexibila si trasparenta

  • este cel mai indicat material pentru confectionarea ambalajelor datorita structurii flexibile, rezistentei la soc si la umiditate

  • este permeabila la gaze si lichide atunci cand se prezinat sub forma de folei.

  • Este inerta dpvd chimic atunci cand temperatura nu este mai mare de 60C, temperatura peste care devine sensibila la unii acizi tari concentrati sau la actiunea unor agenti oxidanti

PE nu se foloseste ca atare, ci in prezenta unor plastifianti incorporati in masa polimerului care au rolul de protectie impotriva radiatiilor UV. Se mai adauga coloranti, agenti impotriva imbatraniri.

 

 

Polietilenă de joasă densitate – LDPE

LDPE se obtine prin polimerizare la presiuni inalte cuprinse intre 1000 – 3000 at si la temperaturi intre 100 – 350C, initiatorul reactiei fiind oxigenul.

 

LDPE este un material rezistent, uşor trasparent care are bune proprietăţi mecanice:

  • rezistenţă la întindere, rezistenţă la spargere, rezistenţă la lovire şi rezistenţă la lovire. Aceste proprietăţi mecanice se păstrează până la temperatura de -60 ºC. De aceea este o barieră excelentă pentru apă şi vapori de apă, dar nu la fel de bună pentru gaze.

  • Are capacitatea de a se lipi de sine inasasi la caldura, fapt care determina obtinerea unor inchideri bune, rezistente, impermeabile.

 

LPDE este de 100C fapt care impiedica folosirea acesteea pentru obtinerea de ambalaje ce sufera sterilizare.

 

LDPE are o rezistenţă chimică excelentă în special faţă de acizi, baze şi soluţii anorganice, dar este sensibilă la uleiuri şi grăsimi pe care le absoarbe înmuindu-se. Nu oferă suficientă protecţie faţă de acţiunea oxidantă a oxigenului din aer asupra grăsimilor. LDPE se utilizează la obţinerea ambalajlor flexibile: folii, pungi, saci şi sacoşe imprimate sau neimprimate.

 

Polietilena liniara de joasa densitate LLDPE

LLDPE are urmatoarele avantaje:

  • distributie mai uniforma a masei moleculare comparativ cu LDPE

  • rezistenta chimica imbunatatita

  • rezistenta ridicata la temperaturi ridicate si scazute

  • are luciu crescut al suprafetei

  • rezistenta crescuta la crapare in conditii dificeile de mediu

Aceste avantaje au condus la inlocuirea LDPE sau HDPE cu LLDPE.

 

Polietilenă de înaltă densitate – HDPE

HDPE prezintă

- proprietăţi mecanice diferite de LDPE, astfel rezistenţa la întindere şi la plesnire sunt mai mari, iar rezistenţa la şoc şi la rupere sunt mai mici decât ale LDPE.

- Rezistenţa chimică a HDPE este superioară celei a LDPE în special faţă de uleiuri şi gaze.

HDPE este modelată prin suflare în butelii pentru diferite aplicaţii în ambalarea produselor alimentare deşi este tot mai mult înlocuită de policlorura de vinil (PVC) şi de polietilen tereftalat (PET) care au proprietăţi barieră mai bune. HDPE se utilizează pentru obţinerea ambalajelor rigide sau semirigide: butelii, flacoane, bidoane, butoaie, navete.

 

Polipropilena (PP)

  • este o substanţă încoloră şi inodoră, cu densitate de 900 kg/m3 mai mica decât a PE.

În comparaţie cu alte termoplaste

- are o rezietenţă mai bună la căldură, ambalajele din PP putând fi sterilizate la 115 – 120 ºC.

- permeabilitatea la vapori de apă este scăzută, iar pearmeabilitatea la gaze este medie.

- are rezistenta buna la grasimi si substante chimice

- Are rezistenta buna la frecare, stabilitate termica buna

- Prezinta luciusi claritate buna, fiind un material ideal pentru imprimare

Utilizari:

Datorita rezistenţei bune la grăsimi şi substanţe chimice se foloseste ca

  • strat de lipire pentru pungile auticlavabile

  • pentru capace si fire de tesatura in vederea obtinerii sacilor destinati ambalarii legumelor si cerealelor.

Se foloseste sub forma de granule, pudra sau folie, fiind supusa procesului de extrudare sau injectare obtinandu-se tuburi deformabile, cutii, saci impletiţi din fire de PP etc.

 

Polibuteba PB

  • are rezistenta buna la rupere, la intindere , intepare si la soc

  • isi pastreaza proprietatile mecanice la temperaturi ridicate fiindfolosita pentru ambalarea aseptica a produselor alimentare

  • este o buna bariera la vapori de apa

  • poate fi termosudata rezultand inchideri etanse si puternice,

este destinata obtinerii de saci pentu ambalarea in vrac sau de pungi pentru ambalarea laptelui (in special in SUA).

 

Policlorura de vinil PVC

-dupa PE este al doilea polimer utilizat

  • Se obtine prin polimerizarea monomeruluiclorura de vinil obtinandu-se polimeri cu mase moleculare intre 50 000 – 90 000.

  • Se prezintasub forma de granule, de plastitol sau de folii rigide si flexibile

  • In prezenta plastifiantilor se prelucreaza usor prin actiune caldurii si a presiunii, obtinandu-se folii si placi, care prin formare si matritare capata forma finala (tuburi, bare)

Utilizari:

  • folii de ambalaj plastifiate sau nu, placi, cutii subtiri ambutisate sau confectionate sub presiune

  • flacoane farmaceutice

  • damigene pentru industria chimica

  • tevi, tuburi flexibile sau rigide

  • paste, lacuri, vopseluri

  • filme subtiri pentru acoperirea tavilor in supermarketuri

  • in stare neplastifiata se formeaza folie rigida sub forma de cutii pentru ciocolata sau biscuiti si butelii. Aceste butelii din PE neplastifiata sunt mai rezistente si mai clare fiind utilizate pentru ambalarea uleiurilor sau a sucurilor de fructe.

Cel mai utilizat plastifiant este acidul ftalic in proportie de 50% din greutatea totala a materialului final.

 

Polistirenul PS

  • se obtine prin polimerizarea stirenului in prezenta caldurii, luminii si a peroxizilor.

Tipuri de polimerizari:

  • polimerizare in masa se realizeaza la 80C o prepolimerizare, urmata de polimerizarea propriu-zisa intr-un turn din otel la 100 – 180C

  • polimerizare in emulsie prin acer emulsia de stiren si apa se agita in prezenta agentilor de emulsionare (oleat de amoniu) si a catalizatorilor (H2O2) conduce la formarea de polistiren cu masa moleculara ridicata

  • polimerizare in suspensie realizat in autoclave prin agitarea suspensiei in prezenta de peroxid si stabilizatori.

Proprietatile PS folosit ca material de ambalaj:

  • material amorf

  • este cel mai usor material plastic

  • se poate colora usor fiind prezent intr-o gama variata de sortimente

  • este opac, transparent sau colorat

  • se prelucreaza usor prin injectie sau matritare

  • prezinta o inertie chimica si rezistenta fata de produselor alimentare lichide si pastoase

  • are rezistenta la soc si la caldura

  • are buna proprietati fata de gaze si slabe fata de vaporii de apa

  • este netoxic, insolubil si inactiv fata de produsele alimentare

  • prezinta rezistenta limitata la caldura (70-80C) si o fragilitate mai redusa decat a sticlei

  • se prezintasub forma de granule care sunt supuse procesului de ambutisare si termoformare.

 

Tipuri de PS:

  • PS rezistent la soc folosit pentru ambalarea produselor alimentare in reci[iente formate sub vid

  • PS rezistent la caldura

  • PS orientat prezentat sub forma de folii cu o buna rezistenta si stabilitate

  • PS cristal este transparent, prezentat sub forma de folii ce se pot termoforma usor

  • PS expandat folosit pentru ambalajele de transport si pentru cele de desfacere. In ultimul timp au aparut si tavile pentru carne si produse din carne, cofrajele de oua si mabalajele pentru produse gata preparate.

 

 

Poliamide numele generic al poliamidelor sintetice este nylon, derivat din numele oraşelor New York şi Londra, oraşe în care au fost obţinute aproape simultan. Filmele poliamidice sunt caracterizate printr-o stabilitate termică excelentă, putând rezista în abur la temperaturi de până la 140 ºC. Temperatura de topire variază între 185-264 ºC.

În general poliamidele sunt permeabile la vapori de apă, apa absorbită având un efect de plasticizare care determină o reducere a rezistenţei de rupere la tracţiune şi o creştere a rezistenţei la şoc. Permeabilitatea lor la oxigen şi gaze este scăzută. Retenţia mirosurilor şi aromelor este foarte bună.

Tipuri de ambalaje:

  • file poliamidice utilizate pentru ambalarea branzei proaspete sau prelucrate, a alimentelor congelate sub forma de pungi sau ambalaje punga-in-cutie (bag-in-box).

  • Folii, flacoane, tuburi, capsule rezistente la 100C obtinute din nylon 11

 

 

Derivaţi celulozici – este un poliglucid natural alcătuit din unităţi de glucoză legate β-1,4. Celuloza este răspândită în natură, fiind principalul constituent al bumbacului, inului, cânepii, iutei şi lemnului. Dintre aceşti derivaţi amintim: acetaţii de celuloză, celuloză regenerată, poliacrilaţi, policarbonaţi.

 

Polietilen tereftalatul PET

  • se obtine prin reactia dintre etilenglicol si acidul tereftalic

  • se foloseste filmul de PET sub forma orientata stabilizata termic

  • este rezistent la intindere

  • are rezistenta chimica buna, este usor, elastic si stabil inte -60 - +220C

Este destinat

  • Confectionarii de ambalaje destinate produselor alimentare congelare care sunt tratate termic in ambalaj (boil-in-the-bag).

  • Obtinerii de tavi pentru produsele congelate sau gata preparate pentru a fi introduse in cuptor pentru decongelare sau incalzire

  • Obtinerii de butelii obtinute prin mulare si intindere prin suflare pentru obtinerea unei rezistente maxime la intindere si ca bariera la gaxe, rezultand butelii foarte usoare si economice.

Cauciucul natural

  • face parte din categori elastomerilor fiind extras prin coagularea latexului din anumite specii vegetale

  • contine diferite ingrediente pentru a ameliora proprietatile si pentru a usura prelucrarea (plastifianti, antioxidanti, sulf etc)

  • se foloseste pentru confectionarea diferitelor accesorii:

busoane pentru flacoane, damigene, inele garnitura pentru butelii si cutii de conserve dar si pentru

biberoane, tuburi, racorduri, sonde etc.

 

In ultimul timp se folosec cauciucurile sintetice obtinute prin polimerizare. Se obtin astfel cauciucul polibutadienic, butadien-stirenic, butadien-metilstirenic, butadien-acrilonitrilic, izobutilic, siliconic.

Aceste cauciucuri sintetice se folosesc pentru confectionarea busoanelor pentru flacoane si butelii, inele garnitura pentru diverse recipiente.

 

In industria materialelor plastice se folosesc urmatorii aditivi:

 

Stabilizatori de prelucrare esteri, amide ale acizilor grasi, stearati metalici si Zn si parafina pentru reducerea tendintei PVC de a selipi de partile metalice

Plastifianti esteri ftalici pentru obtinerea de filme si recipiente flexibile, conferind suplete, luciu.

Agenti de imbatranire BHT – butilhidroxi-toluenul care indeparteaza radicalii liberi pentru a impiedica degradarea materialului sub actiune mediului ambiant. Se mai folosec stabilizatorii UV pentru prevenirea deteriorarii filemlor polimerice prin fotooxidare.

Se mai folosesc modificatori ai proprietarilor optice, produsi de ignifugare (manifestata prin absenta prezentei flacarii in preajma majoritatii ambalajelor din materiale plastice), agenti de spumare folositi in special in cazul PS expandat (fluorocarbura sau pentanul) pentru obtinerea de produsi chmici sau fizici pentru a produce alveole pline cu gaz. Generarea gazelor se realizeaza prin evaporare sau sublimare sau prin reactii de descompunere a gazelor.

 

 

CONTACTATI-NE