ZÁKLADNÍ ŠKOLA ČESKÝ KRUMLOV Za Nádražím 222, 381 01 Český Krumlov ABSOLVENTSKÁ PRÁCE PLASTY NÁHRAŽKA SLONOVINY Autor práce: Adam Mácsay, IX.C Vedoucí práce: Mgr. Iva Hermannová Školní rok: 2009 2010 2010 Základní škola Za Nádražím, Český Krumlov info@zsnadrazi.cz
Obsah: ÚVOD 3 1. HISTORIE 3 1.1. STRUČNĚ 3 2. PLASTY V CHEMII 3 2.1. VÝROBA PLASTŮ 3 2.2. DRUHY PLASTŮ 4 3. VÝZNAM PLASTŮ 6 3.1. VÝZNAM PRO ŽIVOT ČLOVĚKA 6 3.2. NEGATIVNÍ VLIV NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ 6 2
Úvod Plasty známe možná pod názvem umělá hmota nebo také pod názvem petka. Jsou pevné, za tepla dobře tvarovatelné, mají malou hustotu, jsou dobrými izolátory elektrického proudu a tepla, jsou na vzduchu stálé a některé jsou odolné proti účinkům žíravin a jiných chemikálií. Dnes jsou nejrozšířenějším umělým materiálem. 1. Historie 1.1. Stručně Když se řekne slovo plast, napadne mě otázka. Jak na to vlastně lidé přišli? Odpověď jsem si hned vyhledal a nastudoval okopírovaný papír z učebnice. Plasty jsou známé jako náhražka slonoviny. Dozvěděl jsem se, že dříve k výrobě kulečníkových koulí byla používaná slonovina, které ubývalo, a tak se začal hledat nový materiál pro výrobu. Za objevení byla vypsaná odměna, tenkrát obrovská suma, 10000 amerických dolarů. Hned se toho ujal muž jménem John Hyatt. Vzal výbušný nitrát a pod tlakem ho zahříval s kafrem, přírodní látkou získávanou původně ze dřeva stromu kafrovníku (dnes se vyrábí i synteticky). Z prvního plastu zvaného celuloid nešly vyrábět kulečníkové koule, za to pomohl ve výrobě filmů. Díky němu se rozvinula celá kinematografie a filmový průmysl. 2. Plasty v chemii 2.1. Výroba plastů Vyrábí se takzvanou POLYMERACÍ. To je vlastně reakce, při níž se molekuly jednoduché organické (organické = látka, vyskytující se v živé přírodě) sloučeniny slučují a tvoří MAKROMOLEKULÁRNÍ látky. Makromolekulární látka je ve skutečnosti velká molekula látky. Je v nich vázáno několik set až tisíc atomů. 3
Polymerovat může pouze ta látka, která obsahuje alespoň jednu dvojnou vazbu (ethylen, propylen...). Základní látka je označována jako MONOMER. Při polymeraci dojde k zániku dvojné vazby a výsledkem je POLYMER. Většina plastů neobsahuje pouze čistou makromolekulární látku, ale používají se k nim různá změkčovadla, plnidla, barviva, látky zvyšující pevnost. [V příloze 2.1. rovnice a tabulka.] 2.2. Druhy plastů Polyethylen Je to pevný a elektroizolační termo plast. Odolný proti kyselinám, zásadám i mrazu. Zahříváním měkne, dá se svařovat. Jako hotový výrobek je použitelný do teploty kolem 80 C. Po škrábnutí nehtem zůstávají stopy vrypu, neláme se, na vodě plave, v ohni odkapává, po jeho uhašení zapáchá po parafinu, a když se z ohně jen vyjme, tuhne na voskovitou hmotu. Vyrábí se při vysokém tlaku (50 300Mpa) v trubkách, nebo při nízkém tlaku. Trubky musí být silně chlazeny, protože při reakci vzniká obrovské množství tepla (300 C). Polyethylen rozdělujeme na dva základní druhy, a to na LDPE (malá hustota) a HDPE (vysoká hustota; pružnější, rozpustný). Jsou z něj například tašky, sáčky, cedníky, hadice, láhve na různé saponáty, mísy, elektrotechnická izolace, fólie, různé hračky apod. Značka [PE]. V roce 1979 předčila výroba plastů celosvětovou výrobu oceli. Dosáhla 60 miliónů tun za rok. [V příloze 2.1.rovnice a v příloze 2.2.obrázky.] Polypropylen - Má podobné vlastnosti jako polyethylen. Vyniká velmi dobrou chemickou i mechanickou odolností. To znamená, že je odolný proti všem různým látkám, kromě benzenu, benzinu, chloroformu, trichlorethylenu, bromovým vodám, a kyselině dusičné. 4
Je dobré si to ověřit, ale při zkoušce musíte být opatrní. Dělíme ho na Izotaktický polypropylen a Ataktický polypropylen. Izotaktický polypropylen je tuhý, houževnatý, chemicky odolný plast širokého použití, například pro výrobu vláken. Ataktický polypropylen je lepkavá parafinovitá hmota, vznikající též při výrobě polypropylenu, využívaná jako laciná surovina, hlavně pro výrobu izolačních hmot. Použitelný od -10 C do +90 C. Po škrábnutí nehtem nezůstávají stopy vrypu, neláme se, na vodě plave, v ohni odkapává, po uhašení předmětu zapáchá po parafinu, a když se z ohně pouze vyjme, tak tuhne na voskovitou hmotu. Výroba pytlů, vaků, bazénů, různých kuchyňských potřeb, obalů pro potraviny. Například kelímky od jogurtů, tuků, tvarohů apod. Značka [PP]. [V příloze 2.2.obrázek]. Polystyren Křehký, tvrdý; tepelný, zvukový izolátor. V organických rozpouštědlech je rozpustný. Odolává ale dobře kyselinám a zásadám. Odolný jen do 70 C. Po škrábnutí nehtem nezůstává stopa vrypu, ve vodě klesá ke dnu, v ohni taje, po uhašení následuje nasládlá vůně a po vyjmutí z ohně bez uhašení tvoří černý zbytek. Dělíme ho na 4 základní druhy. Standartní polystyren, který je čirý a křehký. Výrobky připomínají plexisklo. Houževnatý polystyren je kvůli přidanému kaučuku zpravidla zakalený. Zpěňovatelný polystyren se vyrábí a dodává ve formě malých nafouknutých perel. Pěnový polystyren vzniká tepelným zpracováním zpěňovatelného polystyrenu. Obaly na CD nebo DVD, audiokazety, zkumavky, izolace apod. Leckdy nahrazuje i slídu. Značka [PS]. [V příloze 2.2.obrázek]. Polyvinylchlorid - Jedním z nejvíce používaných plastů. Tvoří asi 30% světové produkce plastů. Když se zahřeje, tak se s ním dobře pracuje. Po škrábnutí nehtem 5
nezůstávají stopy vrypu, je houževnatý, ve vodě klesá ke dnu, v ohni netaje, po vyjmutí z ohně zapáchá štiplavě (čpavek), a když se jen vyjme bez uhašení z ohně tak hnědne. Odolný proti chemikáliím. Po zahřátí se velmi dobře zpracovává. Teplým vzduchem se může svářet. Jeho vlastnosti se upravují přidáním dalších látek. Surový je křehká a nepružná hmota. Při likvidaci by měl být označován jako nebezpečný odpad. Značka [PVC]. [V příloze 2.2.obrázek]. 3. Význam plastů 3.1. Význam pro život člověka Ohromné uplatnění pro život člověka. Zkuste si představit žít bez plastů. Vždyť se využívají skoro všude, kam se jen podíváme. Dokonce i tlačítka na klávesnici, na kterých teď píšu, jsou z plastu. Neuvěřitelné, kde všude plasty jsou. Nemusí vás to ani napadnout, ale využívají se v potravinářství (pet-lahve, láhve na saponáty, sáčky...), v textilním a strojírenském průmyslu (těsnění, hadičky, trubky...) a v dalších různých odvětvích. Vyjmenoval jsem jen hrstku toho, kde je všude najdeme. Opravdu neuvěřitelné! 3.2. Negativní vliv na životní prostředí Působí ale i záporně na naší planetu Zemi. Třeba při spalování se uvolňují škodlivé plyny, které narušují ozonovou vrstvu a ničí ovzduší. Když je ukládáme na skládky, neuvědomujeme si, že taková plastová láhev se rozkládá až 80 let. Někdy se nerozloží vůbec. Pouze vypouští do půdy jedovaté látky za vysokého slunečního záření a tím jí znečišťuje. Dnes už se vybraný odpad recykluje. Mezi ním jsou také plasty, ze kterých se po zpracování vyrábí pet-lahve. 6
Literatura Polymerace - http://xantina.hyperlink.cz/organika/polymerace.html Polymerace - http://projektalfa.ic.cz/polymerace.htm Plasty Datum vložení: 1.5.2010 Přístup z internetu - http://cs.wikipedia.org/wiki/plast Plasty Datum vložení: 6.1.2002 Autor: Filip Ježek Přístup z internetu - http://www.maturita.cz/referaty/referat.asp?id=4639 Polyethylen Datum vložení: 12.4.2010 Přístup z internetu - http://cs.wikipedia.org/wiki/polyethylen Polyethylen a Polypropylen Datum vložení: 11.6.2008 Přístup z internetu - http://ireferaty.lidovky.cz/303/4851/polyethylen-a-polypropylen Polystyren Datum vložení: 15.5.2010 Přístup z internetu - http://cs.wikipedia.org/wiki/polystyren Polvinylchlorid Datum vložení: 28.4.2010 Přístup z internetu - http://cs.wikipedia.org/wiki/polyvinylchlorid PVC - polyvinylchlorid Datum vložení: 10.7.2007 Autor: Iva Havránková Přístup z internetu - http://ireferaty.lidovky.cz/300/3722/pvc-polyvinylchlorid Škoda, Jiří; Dolík, Pavel: Chemie 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymánízia, Nakladatelství Fraus 2007 7
Příloha 2.1.Výroba plastů Polymerace zjednodušeně 1. Monomer (ethylen) 2. Dvojná vazba zaniká 3. Polymer (polyethylen) Polymerace rovnicí a) b) n CH2=CH-CH3 [-CH2-CH-CH3-]n propylen polypropylen c) n CH2=CHCl [-CH2-CHCl-]n vinylchlorid polyvinylchlorid d) styren polystyren 8
Příloha 2.2.Druhy plastů Polyethylen nízká h. vysoká h. LDPE HDPE Polypropylen 9
Polystyren Polyvinylchlorid Příloha 3.2.Negativní vliv na životní prostředí Znečišťování ovzduší 10