polimerinės medžiagos ir ju naudojimas

Polimerinės medžiagos ir jų naudojimas

Žodis “polimeras” reiškia “daug dalių”. Šiuo metu polimerai yra viena

iš svarbiausių liaudies ūkiui stambiamolekulių junginių klasė. Vandens

molekulinė masė 18, benzono – 78, kreidos – 100, polimerų nuo dešimties

tūkstančių iki milijonų. Polimerų gigantiškos molekulės sudarytos iš atomų

grupių, chemiškai sujungtų į ilgas grandines. Vieno iš struktūriniu

požiūriu paprastesnių ir labai paplitusių polimerų polietileno struktūrinė

formulė:

[ -CH2-CH2-]n

Polietilenas susidaro jungiantis etileno CH2=CH2 molekukulėms. Tam

tikromis sąlygomis ir vartojant katalizatorių, dviguboji jungtis suįra, ir

gaunama grandinė, sudaryta iš –CH2-CH2- grupių. Pradinė mmolekulė, iš kurios

susidaro polimeras, vadinama monomeru. Polimerų grandinę sudarančių

monomerų skaičius vadinamas polimerizacijos laipsniu.

Iš maisto produktams tinkamų polimerų labai svarbūs grandininiai

poliesteriai, kurių grandyse yra aromatinių ir alifatinių grupių,

pavyzdžiui, polietilentereftalatas arba polietilenglikoltereftalatas:

[ -OCH2-CH2OOC- ( -CO ]n

Polimerinės medžiagos, kurios tiesiogiai liečia maisto produktus, turi

būti chemiškai patvarios, turėti tam tikras fizikines, chemines, mechanines

bei technologines savybes, patenkinti higieninius reikalavimus.

Polimerai gaunami ne tik cheminiais būdais. Jų apstu gamtoje. Tai

celiuliozė, krakmolas, natūralusis kaučiukas, šilkas, įvairios dervos.

Cheminiu būdu galima pagaminti ne tik įvairius natūralius polimerus

(sintetinis kaučiukas), bet ir sukurti naujas, liaudies ūkiui reikalingas

medžiagas. Cheminiais būdais galima pakeisti gamtinius polimerus,

pavyzdžiui, celiuliozę, t. y. suteikti jiems naujų savybių.

Trumpai panagrinėsime plačiausiai polimerams gaminti vartojamų

medžiagų (monomerų, katalizatorių, iniciatorių, stabilizatorių,

plastifikatorių) biologinį aktyvumą.

Monomerai. Polistirolas gaunamas iš stirolo (vinilbenzolo). TTai savito

kvapo skystis, verdąs 146 0C temperatūroje. Epichlorhidrinas – bespalvis,

skaidrus, erzinančio savito kvapo skystis. Biologiškai aktyvus. Šį aktyvumą

lemia molekulėje esantis chloras. Vinilo chloridas – bespalvės, bekvapės

dujos. Verda 13,8 0C temperatūroje.

Katalizatoriai, iniciatoriai. Daugelis polimerizacijos katalizatorių

pasilieka produkte. Neorganinių medžiagų kiekį polimere nusako pelenai. Net

ir nedidelis katalizatoriaus kiekis gatavame dirbinyje spartina polimero

senėjimą. Iniciatoriai kaitinami skyla ir sudaro laisvuosius radikalus.

Iniciatoriais vartojami organiniai ir neorganiniai peroksidai,

hidroperoksidai ir diazojunginiai.

Plastifikatoriai. Iš viso žinoma apie 2000 plastifikatorių, bet

plastmasių maisto pramonei gamyboje jų vartojama labai nedaug: glicerinas,

parafino aliejus, etanolaminai, ftalio, sebacino, adipino ir citrinos

rūgšties esteriai bei mažamolekuliai poliesteriai.

Užpildai. Tai daugiausia nenuodingos medžiagos: silicio dioksidas,

kreida, celiuliozė, mediena, titano dioksidas ir kt.

Tirpikliai. Polimerizacijai ar polikondensacijai tirpale vartojami

organiniai tirpikliai: toluolas, benzolas, etilo acetatas, heksanas,

benzinas, metileno chloridas ir kt. Pasibaigus reakcijai, blogai

išdžiovintoje gautoje medžiagoje lieka tam tikra dalis šių tirpiklių:

chloro organinių, aromatinių junginių, alkoholių. Tirpiklių dalelės,

migravusios į maisto produktus, gali pakeisti jų skonį, kvapą, padaryti

juos nuodingus.

Polimerinės medžiagos ilgainiui sensta, t. y. keičiasi jų fizikinės,

cheminės ir mechaninės savybės. Polimerų senėjimas priklauso nuo

destrukcijos reakcijų. Vykstant šioms reakcijoms, polimero makromolekulės

skyla, todėl dirbiniai deformuojasi, skilinėja, kol pagaliau suyra. Kai

kurių destrukcijos reakcijų metu kinta dirbinių išvaizda: jie pageltonuoja,

susidrumsčia, atsiranda tamsių dėmių, susiraukšlėja ir kt.