Utilizando o Polímero de Plastificantes

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Borracha e os plásticos tornaram-se uma parte integral da vida moderna, sem a qual o ser humano não pode viver. Estes materiais são usados em solas de sapatos, cadeiras de Jardim, todos os tipos de filmes, DVDs, CDs, tubos, pneus, embalagens e uma série de outros produtos.Manter o controlo da tecnologia avançada dos plásticos significa que os indivíduos teriam de estar familiarizados com nomes como polioximetileno, polipropileno, borracha nitrilo, poliuretano, etc.- isso pode deixá-los consideravelmente confusos. No entanto, na maioria dos casos, as excelentes propriedades dos plásticos valiosos utilizados em todas estas aplicações eficazes não estão exclusivamente ligadas aos próprios polímeros.Assim como um estudante brilhante que consegue boas notas na escola, o plástico também alcançou o topo de sua classe com uma pequena quantidade de ajuda extra. E essa ajuda geralmente significa simplesmente combinar aditivos únicos para fazer polímeros que são macios, flexíveis e resistentes ao impacto e ao tempo. Principalmente, aditivos são aqueles que fazem do plástico o que ele é.Os plastificantes são tipos únicos de aditivos. Por exemplo, sem plastificantes, o PVC teria sido extremamente frágil e frágil, e não teria conquistado o enorme mercado como se vê hoje. Sem plastificantes, a maioria dos compostos de moldagem para injeção teria sido completamente imprópria para esse propósito, e certas misturas de borracha não teriam sido produzidas.Os plastificantes fazem plásticos elásticos, extensíveis, flexíveis e Plásticos a baixas temperaturas. Na maioria dos casos, os produtos poliméricos só podem ser produzidos numa base comercial através da integração de um plastificante.Na verdade, a invenção dos plastificantes foi a principal responsável pelo desenvolvimento da indústria dos plásticos. Se não fosse por isso, a indústria pode não ter se desenvolvido muito além do estágio que era nos dias anteriores. Isto porque os primeiros plásticos, bem como polímeros naturais modificados como Galalite ou nitrocelulose, eram frágeis e duros, e, portanto, não podiam ser usados para aplicações diárias.Com certeza, não aumenta a comerciabilidade de um novo material, se, por exemplo, as pessoas tiverem que cuidar de seus pentes como se fossem feitos de porcelana Meissen.

cânfora

no entanto, plastificantes mudaram tudo isso. A cânfora foi a primeira a ser utilizada em plásticos reais. É uma substância incolor, cuja fragrância é reminiscente de muitos remédios frios, e contém pequenos cristais obtidos a partir da madeira de um arbusto de louro chinês chamado Cinnamomum cânfora.

Then, in 1869, an inventor called John Wesley Hyatt and his brother made nitrocellulose more malleable, by mixing cânfora with nitrocellulose.

outros óleos

Hyatt não foi a primeira pessoa que tentou tornar os primeiros produtos quebradiços de um setor de plásticos em evolução mais fácil de manusear através do uso de aditivos. Um inventor igualmente ambicioso chamado Alexander Parkes já tinha tentado obter o mesmo efeito usando óleos vegetais ou alcatrão de madeira, por exemplo.

no Entanto, ele tinha dificuldades em obter a receita certa—o seu “Parkesin” foi moderadamente fácil para o processo, mas depois de apenas algumas semanas, itens como senhoras’ pulseiras, pentes, brincos que tinha sido produzidos a partir específicos deste produto deveria deformar, tais como a medida em que eles não poderiam ser utilizados por mais tempo. Isto foi provavelmente porque os óleos usados por Parkes evaporaram muito rapidamente.

óleo de Banana ou mesmo óleo de fusel—que é formado durante a destilação de uísque—também foi usado por outros inventores, mas sem muito sucesso, se a escassez de registros é qualquer coisa a passar.

macia como pastilha elástica mas dura como chifre

o novo plástico desenvolvido por Hyatt foi mais bem equipado para cumprir os desafios apresentados pelo negócio de plásticos recentemente emergente. Baseado na quantidade de cânfora que ele combinou com colodion—uma solução de algodão para armas, conhecido quimicamente como nitrocelulose—ele criou com sucesso um plástico. Este plástico era transparente, mas podia ser colorido. Era tão flexível como a borracha bruta, mas era tão dura como o chifre. Este plástico era celulóide.

a uma temperatura moderada entre 80 ° C e 90 °C, Este material maleável pode ser produzido em qualquer forma necessária devido à formulação perfumada de Hyatt. Um dos primeiros usos deste material foi dentes falsos. No entanto, cheirava a mais do que uma pequena quantidade de cânfora e, como resultado, nem sempre atendeu a satisfação completa de seus proprietários. No entanto, uma vez que o material poderia ser criado em uma cor adequada, havia um realce significativo nas placas de borracha resistente que tinha sido usado até então. Mais tarde, o mesmo material tornou-se popular como o material de apoio perfeito para filmes fotográficos.

origem dos plásticos modernos

é um facto que, durante algum tempo, o celulóide desenvolvido pelo Hyatt teve de superar numerosos desafios causados pela sua estreita associação com o algodão para armas. Pequenas explosões ocorreram quando bolas de bilhar compostas de nitrocelulose colidiram umas com as outras. De acordo com testemunhas oculares, as explosões eram tão grandes que faria cowboys de pé em torno da mesa de bilhar para pegar suas armas.

um artigo da revista também citou a história de uma senhora cuja noite tornou-se ainda mais emocionante quando os botões de celulóide presos em seu vestido de noite chegou muito perto de uma lareira e acendeu. Uma vez, uma fábrica de celulóides explodiu. No entanto, esses incidentes não esconderam o fato de que Hyatt tinha desenvolvido o primeiro termoplástico, e que era um plastificante instrumental para levar aos plásticos de hoje.

mas mesmo após Hyatt, a história dos plásticos continuou a ser estreitamente associada com a dos seus plastificantes. Então, em 1946, uma aplicação para várias centenas de toneladas de um frágil plástico de triacetato de celulose estava sendo perseguida. Este plástico tinha sido utilizado, entre outras coisas, na fabricação de janelas de aeronaves.

o plástico estava deitado no chão de uma fábrica, que foi quando um químico criativo teve a ideia de integrar o material com um plastificante. Isto resultou em um novo material de moldagem de injeção. Em 1952, o Cellit recentemente plastificado foi chamado de “Cellidor” e foi a personificação perfeita da versatilidade. Na década de 1950, Cellidor foi utilizado para fazer invólucros para pentes, painéis, rádios, armações de óculos, pegas de chave de fendas, slides de cabelo, etc.

plastificantes em borracha

a indústria da borracha também utilizou plastificantes para refinar os seus produtos. O amassamento extensivo faz com que a borracha não vulcanizada seja tão macia como a pastilha, porque o processo de amassamento quebra as moléculas de cadeia longa do polímero. Mas isso significa que outras características importantes deste material útil também estão perdidas.

devido a esta razão, investigadores de borracha fizeram um primeiro começo combinando todos os tipos de componentes líquidos em suas formulações Negras—óleos, breu, alcatrão de carvão, parafina, terpenos (como cânfora), e até mesmo vaselina. Isto significava que a mistura de borracha bruta era suficientemente pegajosa para vários ingredientes sólidos, mesmo quando o tamanho das moléculas de borracha não é reduzido consideravelmente. Negro de carbono é um exemplo de um ingrediente sólido que pode ser sem esforço amassado junto no misturador.

estes factores demonstram a importância destes plastificantes discretos no que diz respeito ao processamento de polímeros—e como podem transformar completamente as características do que era originalmente um material polímero relativamente pouco atraente. Paradoxalmente, este poder extraordinário também demonstra o fato de que até mesmo historiadores químicos eminentes estão encontrando atualmente difícil de adquirir informações sobre a tecnologia de plastificante.

os plastificantes “certos” são significativos a tal ponto, que a informação recolhida sobre o desempenho do plástico ao longo dos anos desapareceu nos cofres das empresas que utilizam polímeros. Com o passar do tempo, isso significava que os plastificantes se tornaram substâncias utilitárias relativamente anônimas.

os descendentes modernos de cânfora

no entanto, é um fato conhecido que, além de Hyatt, outros também começaram a usar cânfora. Na verdade, dois terços de toda a cânfora sintetizada em todo o mundo é usada para produzir celulóide ainda hoje.

a 1931 chemistry encyclopedia with the chapter titled “plasticizers” also listed terpene, in addition to glicerol esters, ftalates, and organic phosphates like tricresyl phosphate.

estes compostos tornam os plásticos flexíveis e também melhoram o seu potencial retardador de fogo de tal forma que o acetato de celulose, um sucessor do celulóide, foi capaz de superar uma das principais desvantagens do plástico original. Por exemplo, a inflamabilidade do plástico foi evitada depois de ter sido elastificada com uma combinação de fosfatos e cânfora.

a tecnologia avançada conhece cerca de 400 substâncias—isto é, substâncias exóticas e “herbívoros” – que são utilizadas como plastificantes de uma forma ou de outra. Cerca de 100 destas substâncias têm um grande valor comercial.

quantidades de plastificantes

em meados da década de 1990, mais de 4,2 milhões de toneladas métricas de plastificantes estavam sendo utilizadas. Hoje, cerca de 90% de todos os plastificantes são utilizados em PVC, um plástico, que, em sua forma básica, é praticamente tão frágil como o vidro e seria completamente inútil para a maioria das aplicações se plastificantes não representam cerca de 55% do seu conteúdo. Mesmo PVC rígido pode ter cerca de 12% plastificantes que são conhecidos para melhorar a sua processabilidade.Com base no tipo de Aplicação, outros polímeros utilizam plastificantes em muitas quantidades diferentes. O papel contém cerca de 5% de plastificantes, materiais termoplásticos até 10%, e elastômeros às vezes até 60%; certos plásticos também têm 95% de plastificantes.Basicamente, todos os plastificantes são baseados no mesmo princípio e um que é praticamente auto-explicativo, desde que os indivíduos possam entender do que os plásticos são compostos no interior. “Plástico” invariavelmente contém moléculas de cadeia muito longa que aparecem como fios longos sob ampliação extremamente alta. Um plástico torna-se flexível quando estes fios estão vagamente entrelaçados.No entanto, no caso da maioria dos plásticos, estes fios tendem a ficar em cima uns dos outros como esparguete embalado. Na verdade, quando alguém atira casualmente espaguete em uma panela sem mexê-lo enquanto cozinha, e depois Peneira-lo, além de cordões de massa vagamente enrolados juntos, haverá também áreas onde os fios de massa ainda estão juntos como eles estavam no saco. Tais massas parecem um pouco mais duras do que as restantes, embora a massa em si seja completamente cozida e macia.

uma coisa semelhante ocorre em relação às moléculas de cadeia dos plásticos. Uma estrutura rígida análoga aos cristais de composição estritamente regular permite que o plástico pareça rígido do lado externo. Tanto no tubo de ensaio como na placa, a regra é a seguinte: a estrutura rígida é dura e solta é flexível.

Química

é aqui que os plastificantes têm um papel a desempenhar. Na maioria dos casos, independentemente do óleo mineral ou cânfora estar sendo discutido, As moléculas são relativamente menores que as moléculas da cadeia do material polímero. Eles são entrelaçados em sua estrutura de espaguete ao processar o plástico.

estas moléculas posteriormente empurram o seu caminho entre os fios vizinhos de moléculas plásticas e separaram-nas umas das outras. Eles agem da mesma maneira que o óleo faz em uma placa de esparguete, onde permite que os fios de massas deslizem entre si. Isto sugere que é possível produzir uma estrutura livre e livremente móvel-o plástico acaba por ser flexível e quando mais plastificante é adicionado, torna-se ainda mais flexível. Esta simples correlação elucida toda uma gama de produtos que é essencial para o trabalho de um químico plástico.

em grande medida, a experiência de um desenvolvedor de materiais reside em ser capaz de identificar substâncias que são bem adaptadas ao plástico que está sendo utilizado. Não é possível entrelaçar substâncias hidrofílicas em moléculas repelentes de água, por exemplo, as da borracha não vulcanizada, uma vez que ambas as substâncias se separariam como o óleo e a água.

é também crucial escolher um plastificante que ofereça um ajuste ideal em relação à sua própria configuração molecular e às moléculas-alvo da cadeia plástica. Moléculas de cadeia não são tão comparáveis entre si como as cadeias de esparguete-certos polímeros podem se assemelhar a massas planas, enquanto outros parecem uma cadeia de tubos de néon grossos ligados com fios finos, ou têm uma aparência zig-zag. No entanto, outros parecem colares feitos de pérolas Gordas extremas. No entanto, a celulóide de Hyatt foi a que alcançou o sucesso que conseguiu. Isto é porque as moléculas de cânfora encaixavam muito bem entre as moléculas de algodão da arma que foram moldadas como um colar de pérolas.No entanto, nem todos os plastificantes são apropriados para cada polímero. Outro fato é que cada plastificante tem um impacto diferente na molécula Hospedeira.”Enquanto um plastificante oferece um maior nível de flexibilidade a temperaturas mais baixas, outro é especificamente desenvolvido para evitar que os plásticos liquidifiquem a altas temperaturas. Enquanto isso, existem outros plastificantes que tornam os plásticos mais flexíveis e também se comportam como uma espécie de extintor integrado que pode apagar chamas em seus estágios iniciais. Os plastificantes conseguem isso decompondo-se na presença de calor para criar substâncias que são resistentes às chamas.Um problema – muitas soluções

ao longo dos anos, o livro de encomendas do sector dos plásticos para plastificantes desenvolveu-se numa aglomeração desorganizada de produtos químicos. No entanto, é governado por várias “grandes famílias” de produtos.

os ftalatos são utilizados em películas e cabos de PVC, Adesivos de celulose e revestimentos. Com dicarbonatos, PVC flexível torna-se elástico a baixas temperaturas. Os fosfatos são utilizados tanto como fluido hidráulico como como retardador de chama. Os ésteres de ácidos gordos—os parentes distantes da margarina-são utilizados para plastificar revestimentos de borracha e resina de vinilo para pavimentos. Para algumas aplicações, os tecnólogos plásticos também recorrem a ésteres de ácido tartárico e ácido cítrico.

perigos

certamente, deve-se lembrar que, apesar do efeito benéfico dos plastificantes na tecnologia dos plásticos, eles também têm seus inconvenientes. No passado recente, suspeitava-se que os ftalatos eram prejudiciais para a saúde. Embora a evidência conclusiva ainda esteja por ser obtida, os estudos estão em curso.

felizmente, independentemente do resultado desta discussão, de modo algum implica que todos os plastificantes devem ser condenados: afinal, um único plastificante não é o mesmo que o próximo, como demonstrado pela cânfora, que acontece ser um produto natural.Entretanto, alguns produtos altamente úteis foram criados que servem como um substituto para os ftalatos. Produtos como estes tomam a forma de uma série de substâncias cujos membros são chamados de “alquil sulfonatos.”Era sabido por um longo tempo que os alquilsulfonatos não têm efeitos adversos, e foram aprovados como sendo seguros para uso alimentar na maioria dos países.

sulfonatos de alquilo, que já são usados no lugar dos ftalatos controversos em luvas, figuras de Brinquedo, Bonecas e membranas para camas de água, podem ser encontrados em vedantes no setor da construção, e são usados em botas wellington e auxiliares de natação. Além disso, o material fornece uma gama completa de benefícios adicionais—por exemplo, é diferente de muitos outros plastificantes e não é atacado por água e elementos, e também resulta em produtos que são conducentes à impressão. Este é um fator significativo quando se trata de criar piscinas de pás de crianças vividamente coloridas produzidas a partir de filme de PVC, entre outras coisas.

a forma bruta de PVC é frágil, praticamente plástico semelhante ao vidro que seria quase inútil se não fossem plastificantes. Os sulfonatos de alquilo tornam o PVC elástico e resistente à saponificação e ao tempo.Recentemente, pesquisadores da indústria chegaram a uma solução para a questão das moléculas de plastificante à deriva. As pequenas partículas de plastificantes mantidos dentro dos plásticos são incrivelmente móveis. Em circunstâncias específicas, as partículas movem-se como o mel numa esponja. Dentro do plástico, o movimento de certas moléculas de plastificante chega ao fim, mais cedo ou mais tarde, quando chegam à superfície e criam um filme gorduroso pouco atraente.As donas de casa não são as únicas que conhecem este facto. Plastificantes únicos que foram treinados para permanecer em um lugar dentro do polímero—por exemplo, fornecendo-lhes moléculas de cadeia longa—pode impedir a borracha e plástico de desenvolver uma superfície gordurosa ou embotada.

além disso, os investigadores criaram plastificantes sem halogéneo feitos por medida para placas de circuitos electrónicos, de modo que o plástico frágil utilizado para os produzir não se quebra quando as placas são perfuradas, perfuradas e soldadas.

crescimento e desenvolvimento da indústria

o sector dos plastificantes está em grande parte envolvido com produtos convencionais. Embora seja bastante incomum dedicar tanto esforço ao desenvolvimento de produtos, definitivamente compensa.

nos últimos dois anos, o mercado de plásticos alcançou um crescimento de apenas 4%, mas apesar disso, as vendas de certos plastificantes especializados aumentaram cerca de 15%, no mesmo período. Esta figura por si só é suficiente para mostrar que o último capítulo da longa história dos plastificantes ainda não foi escrito: plásticos inovadores e as mais recentes exigências colocadas aos produtos que são constantemente feitos a partir deles precisam de novas soluções. Aqui, só o cérebro coletivo de especialistas em plásticos pode fazer justiça a estes.No entanto, voltando aos plastificantes, os produtos químicos plastificantes provenientes de cadinhos e frascos do sector químico não são os únicos que ocorrem no mundo em geral. Uma vez que a natureza também contém parcialmente polímeros, também precisa de substâncias para garantir que estes polímeros continuem a ser flexíveis.Amidos, ADN, proteínas, madeira e até mesmo pedras contêm essencialmente moléculas de cadeia longa e, por vezes, espacialmente interligadas. A natureza usa a água como principal plastificante. Fibras naturais como algodão, lã ou seda serão frágeis Sem seu conteúdo de água.Além disso, o excesso de água mantém as proteínas musculares flexíveis. Em idade avançada, o conteúdo de água reduz, enquanto as gorduras mais ou menos desempenham o papel de um plastificante com sucesso. A indústria de plásticos não é a única que depende de plastificantes, mas mesmo a mãe natureza não consegue lidar sem eles. As fibras musculares são compostas por moléculas de cadeia semelhantes às encontradas em plásticos. Assim como polímeros contemporâneos, as fibras musculares contêm seus próprios plastificantes na forma de moléculas de gordura e água.

também, a água pode ser usada para amaciar o quartzo, que é conhecido por ser um material muito duro—enquanto o quartzo natural duro contém apenas 0,01% de água, por razões técnicas, o quartzo artificial contém cerca de 10 vezes essa quantidade. Quartzo Artificial pode ser moldado semelhante ao gesso a 400 °C, uma temperatura que pode ser tolerada por minerais, enquanto a “seca” de quartzo natural claramente permanece “rocha sólida” até uma temperatura de 1000 °C.

Este é um excelente exemplo do fato de que o uso de plastificantes em tecnologia não é, necessariamente, limitado ao plástico. Indivíduos que pensam muito sobre o punho curvado de seus guarda-chuvas saberia que algum tipo de procedimento é usado para tornar a madeira flexível.

vapor de água quente pode realmente ser usado para amolecer a madeira, mas amônia líquida, quando misturado com solventes orgânicos como tetraidrofurano, sulfóxido de dimetilo, ou polietilenoglicol, faz o trabalho ainda melhor. Uma formulação específica como esta permite mesmo que os indivíduos amarrem nós em bengalas. Após a evaporação do amoníaco, a Madeira volta ao estado original—ou seja, ao seu estado recém-cortado.Emerging from the Plastics Middle Ages

Over a hundred years ago, plastics came to be known through Hyatt’s invention. Por conseguinte, não é de surpreender que profissões que até agora têm estado associadas à preservação de pigmentos antigos estejam agora a lidar com questões de plastificantes. Por exemplo, os Restauradores estão atualmente lutando para sustentar os trajes espaciais que foram usados pelos astronautas da Apollo na Lua e vieram para a terra sem danos.Os fatos espaciais continham tubos de PVC que tinham sido plastificados com a ajuda de um ftalato. Depois de passar mais de três décadas num museu, esta substância líquida difundiu-se do polímero, de uma forma que é típica de todos os plastificantes à deriva. Como resultado, os tubos de abastecimento tornaram-se quebradiços. O que se acreditava ser o auge da tecnologia spacesuit tornou-se agora menos durável quando comparado com os arneses dos Cavaleiros com centenas de anos de idade. Olhando para as coisas deste ponto de vista, pode-se assim concluir que os seres humanos ainda estão na chamada Idade Média da tecnologia de plásticos.