Chemie pro šílence 13. ABS a blokové kopolymery

30. března 2014 v 6:23 | Petr |  Chemie pro šílence
Představte si kostičku LEGA - Martinka po ní zuřivě dupe, Lucinka se jí silou mocí snaží rozkousat a ono nic...
Pokud bychom chtěli kostičky LEGA vyrábět z plastů, které jsme doposud probrali - museli bychom tak tvrdý a houževnatý materiál hledat buď mezi termosety typu zesíťovaných plastů jako je bakelit nebo expoxidy, nebo bychom museli použít plast s velkým množstvím mezimolekulových vazeb jako je polykarbonát, nebo polyethylen-tereftalát.

S termosety je veliký problém - to jsou opravdu plasty navěky v dobrém i špatném slova smyslu - tedy vzít plastový odpad z termosetu a "přetavit" jej v něco jiného nelze - navíc termosety mají často vysoký obsah toxických monomerů - nic pro pusinky batolat. "Ušlechtilé plasty" jako polykarbonát na dětskou stavebnici taky nejsou vhodné, protože rodiče by se díky ceně plastu pěkně prohnuli. Proto bylo už od "plastové exploze" po II. světové válce jasné, že ideální plast by měl mít dobré vlastnosti několika jiných plastů a neměl by mít jejich špatné vlastnosti. Jak tedy vyrobit "recepturu na kostičky stavebnice" ?


Vezmeme polystyrén, na kterém se nám líbí jak je tvrdý ale nelíbí se nám, jak je křehký a necháme jej polymerizovat s budadienem, který je základem latexu a jiných pryží. Ten je pružný, ale zase není pevný. A zázrak se dostaví, výsledkem je SBS styren-butadien-styren ideální plast pro pneumatiky. Vyrobit "gumu" jsme ale nechtěli - tak musíme ještě něco přidat. Tak přidáme akrylonitril - který má nitrilovou skupinu s trojmocným dusíkem. Konkrétně a přesně se to dělá tak že smícháme okolo 50% styrenu s přibližně 25% akrylonitrilu a přidáme přibližně 25% již částečně polymerizovaného butadienu. Slovo "přibližně" znamená, že chemici mohou drobnými úpravami vzájemných poměrů činidel vlastnosti plastu "ladit" přesně tak jak jej chtějí mít.

Vtip celé věci je v tom, že se nejedná o heteropolymer - kde se pravidelně střídají molekuly A-B-S-A-B-S-A-B-S jako monomery u nylonu. Princip je v tom že se střídají BLOKY polymerů - proto "blokový" kopolymer - řetězec tedy vypadá třeba tak že je 100 molekul styrenu pak je 50 molekul polybutadienu - pak 50 molekul akrylonitrilu atd. - prostě chaos. Tím se ale dosahuje toho že jednotlivé úseky se chovají "podle své přirozenosti". Úsek polystyrenu je extrémně nepolární a naprosto nechce mít nic s úsekem akrylonitrilu se kterým ale "visí" na stejné molekule. Stejně tak akrylonitril nechce mít nic společného se "sousedem polystyrénem". Takže když se molekuly v rámci jednoho řetězce nesnesou - stále ještě mohou "hledat útěchu" a navázat "mezimolekulové vazby" se stejnými úseky na sousední molekule. Přestože tyto mezimolekulové vazby mají malou vazebnou energii - z hlediska mechanických vlastností získává plast s lineární molekulou vlastnosti plastu se síťovitou strukturou. Polybutadién je k tomu aby dodal molekule pružnost, která navázaní vazeb mezi sousedními řetězci vůbec umožní.

Výhod je v tom, že blokový kopolymer zahřejete a mezimolekulové vazby povolí a plast se pěkně poslušně rozteče k vylisování dalšího "recyklovaného" výrobku. Zatímco u ternosetu mezimolekulové kovalentní vazby už nikdy nepovolí a termoset po zahřátí akorát tak smrdí a otravuje vzduch.
Kromě akrylonitril-butadien-styrenu, který jsem kdysi nazval "nejsprostším lidstvu známým plastem" se v poslední době objevují "ještě obyčejnější" plasty jako HIPS neboli High Impact Polystyren. Což - světe div se - není čistý polystyrén, ale blokový kopolymer polystyrenu s nepatrným přídavkem polybutadienu. Vůbec vaření plastů na míru je dneska hit a vaření exotických kopolymerů je "haute cuisine" současného chemického průmyslu.

Zbývá už jenom rada robotům ke zničení lidstva - "high Impact" - by se dalo otrocky přeložit jako "tvrdý dopad" - přesto polykarbonát je pořád lepší. Na druhé straně v rámci podvratného "ukonejšení lidstva" - vnější pášť z kostiček LEGA může dát robotickým zabijáků image "vlka v rouše beránčím".

Poznámka při druhém čtení : kostičky LEGA jsou jediné, které mají nepatrný obsah kovových částic a proto je spolknutá kostička vidět na rentgenu - je tedy zjevné, že i výrobce s cestou kostičky z krabice rovnou do pusiny počítá ....
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama