Plastens kemiske egenskaber
Plast er et polymer materiale. Ordet kommer fra det græske ord polymeros, som betyder ”mange dele”. Det vil så sige at polymer er et stort molekyle, som er sammensat af små ens byggesten – det kaldes monomer.
Processen, hvor monomererne bliver omdannet til polymer, kaldes polymerisation. Udgangspunktet for processen er monomere med mindst to kulstofatomer og en dobbeltbinding fx ethylen eller vinylchlorid. Det første billede nedenunder illustrerer 3 ethylen molekyler. Det andet billede illustrerer en del af polyethylen, som er mange ethylendele, som er blevet sammensat til meget lange molekyler.
Monomer Polymer
Historie
Plast blev opfundet i 1868 ved, at der var en billard spiller, som udlovede en dusør på 10.000 dollars, til den der kunne finde noget, man kunne erstatte den gamle elfenbens billardkugle med. Brødrene Hyatt fra USA, havde fundet ud af, hvis man blandede salpetersyre med bomuld, kunne man skabe sprængstoffet: skydebomuld. En Englænder tæmmede dette sprængstof, ved at opløse det i en blanding af alkohol, og kamfer han skabte materialet: Celluloid, der var gennemsigtigt som glas, men sejere end læder. Han fandt så ud af at, man kunne smelte Celluloid om til plast. Det var sådan det hele startede.
Hvad er plast?
For mere end hundrede millioner år siden var der tropisk klima over det meste af jorden. I havet levede der mikroskopiske dyr og planter. De sank til bunds når de døde, hvor de blev dækket af mudder og andet slam. Jo flere lag der kom jo mere steg temperaturen og trykket, hvilket omdannede det organiske, dvs. ting der har været levende, materiale til kulbrinter altså olie og gas.
Plastprodukter bliver i dag fremstillet af råolie og naturgas. Fra disse råstoffer kan man få det nødvendige kulstof og brint som indgår i alle plasttyper.
På raffinaderiet bliver olien adskilt i bestanddele. Ved kogepunktet udskilles gas, benzin, petroleum, gasolie og sværere olier som fuel olie. Den vigtigste bestanddel fra raffineringen er råbenzin (nafta). Nafta bliver nedbrudt til gasarter som ethylen, propylen og andre kulbrintforbindelser via termisk (varme) spaltning.
Disse molekyler, byggesten, er selve starten på plastfremstillingen. Disse byggesten kaldes monomerer (enkeltdele) som ved kemisk reaktion bliver til polymerer (mange dele). Eller hvis der er nogle par som danser så deler man dem så de danser på en lang række i stedet. Dette bruges til at fremstille forskellige plasttyper. Utroligt nok går kun 5 % af olien til plast !
Der bliver ikke lavet plast i Danmark, men derimod på petrokemiske anlæg i f.eks. Tyskland.
Man opdeler plastmaterialerne i tre hovedgrupper efter egenskaber og struktur:
· Termoplast
· Hærdeplast
· Elastomerer
I Termoplast ligger molekylerne meget tilfældigt, næsten ligesom i nykogt spaghetti. Det specielle ved termoplast er, at det kan smelte, afkøle også blive fast igen ligesom stearin og det kan termoplast gøre mange gange.
Grunden til at termoplast kan smelte er dens struktur som er mere eller mindre sammenfiltret. Dog sidder byggestenene så dårligt sammen, at molekylekæderne kan glide mellem hinanden dvs. at de smelter.Det gør også at termoplast kan genbruges, da det kan smeltes om.
Termoplasttyperne udgør omkring 85 % af hele plastforbruget.
Hærdeplast har, stærke molekyle-sammenbindinger og ligger, som spaghetti, der har været kogt og er blevet koldt igen, det ligger også mere som et gitter end kogt spaghetti i en gryde. Hærdeplast kan i modsætning til termoplast ikke smelte, da strukturen er store tredimensionelle netværksstrukturer som sidder rigtig godt sammen. Ved høje temperaturer vil hærdeplast forkulle i stedet, hvilket også gør at det ikke kan genbruges.
Det smarte ved hærdeplast er det hårde, stive og stærke materiale som stadig vejer rigtig lidt.
Elastomerer kan på grund af den lange, fleksible struktur trykkes flad også gå tilbage til oprindelig form ligesom en svamp.
Anvendelse
Plast bliver allerede brugt rigtig meget f.eks. ville en bil ikke virke uden plast. Her er nogle grunde til, at plast er så brugt:
· Storforarbejdelighed –mange formgivningsmuligheder
· Lav vægt
· Stor styrke i forhold til vægten
· Minimal vedligeholdelse
· Modstandsdygtige overfor opløsningsmidler og mange andre kemikalier
· Lav ledningsevne overfor såvel varme som elektricitet
· Slagfaste og ofte bøjelige materialer
· Lav friktionskoefficient (modstand)
· Hurtig og billig fremstilling
· Lavt energiforbrug ved fremstilling i forhold til f.eks. stål
I dag
I dag bruger vi plast til næsten alt som f.eks. byggeprodukter, husholdningsudstyr, tekniske artikler, legetøj, emballage osv. I år 1998 var den danske plastindustris forbrug på en halv million tons, det svarer til 100 kg. plast pr. dansker.