Obținerea, prelucrarea și utilizările maselor plastice

I. Mase plastice din produşi naturali

În sectorul maselor plastice sunt importanţi următorii produşi naturali:

- polizaharidele şi derivaţii lor ( în special celuloza şi derivaţii ei ), albuminele ( în special caseina ) şi poliizoprenii ( în special cauciucul ).

a) Celuloza şi derivaţii de celuloză

Pentru înnobilarea chimică se foloseşte celuloza din linters de bumbac sau celuloza din lemn.

1. Folii din hidrat de celuloză

Dezvoltarea tehnică a foliilor de celuloză a fost iniţiată de J. E. Brandenberger. Principial, foliile sunt fabricate în acelaşi mod ca si firele pentru utilizari industriale sau textile. La dispozitivul de format filme, filiera este înlocuită cu o fantă. Soluţia poate curge din fanta dispozitivului de formare direct în baia de coagulare, sau fanta este montata aproape de un cilindru care se roteste în baia de coagulare acidă, astfel încât filmul de hidrat de celuloză în curs de formare este antrenat de către cilindru.

La ambele variante, filmul de hidrat de celuloză, care se formează treptat, este trecut printr-o serie de cilindri şi prin mai multe băi de precipitare, finisare şi albire. Viteza de formare este de ordinul a circa 50 m / min. La potrivirea vitezelor de formare, preluare şi înaintare ale fiecărei faze trebuie să se ţina seama de contracţia produsă în timpul coagulării, ele trebuie sa fie bine reglate una faţă de cealaltă. La cele din urma, filmul este condus printr-o baie de glicerină, în care absoarbe 6 – 15 % glicerina. Aceasta conferă filmului uscat moliciunea şi flexibilitatea necesară. Şi conţinutul în apă al filmului hygroscopic are calitatea de a-l face mai moale. Foliile de hidrat de celuloza lipsite de glicerina sau apă sunt casante. O instalaţie modernă pentru fabricarea celofanului este descrisă de Insceep si van Horn.

Foliile de hidrat de celuloză au căpătat o largă răspândire ca ambalaj transparent si igienic. Un produs special fabricat pe această bază este tubul continuu din hidrat de celuloză; acesta este format printr-o duză inelară şi precipitat din interior şi exterior. El este folosit ca înveliş pentru mezeluri în locul intestinelor naturale.

Foliile de hidrat de celuloză sunt permeabile pentru vapori de apă şi vapori de dizolvanţi organici, solubili în apă şi miscibili, cum ar fi acetona si alcoolul. În schimb lichidele şi gazele insolubile în apă, ca de exemplu hidrocarburile şi hidrogenul, difuzează foarte încet.

Higroscopicitatea şi sensibilitatea faţa de apă a foliilor de hidrat de celuloză pot fi înlaturate prin lăcuiri potrivite. Lăcuirea conferă produsului rezistenţa la intemperii. În acest scop se întrebuinţează cel mai mult notrolacuri în combinaţie cu parafina. Pentru ca aceste lacuri să adere suficient pe suport, trebuie aplicat întâi un lac de bază (grund) care să fie adeziv faţa de celuloza hidrofilă şi faţă de lacul protector higrofob.

Rezistenţele foliilor de hidrat de celuloză plastifiate cu glicerină şi apă depind de conţinutul de agent plastifiant, de gradul de polimerizare şi de procesul de formare.

Tabelul 1. Proprietăţile foliilor de hidrat de celuloză

În lungime Transversal

Rezistenţa la rupere (Kg / cm2)

700 – 1300

300 – 800

Alungirea la rupere %

6 – 20 12 – 40

Rezistenţa la sfâşiere (Kg/cm2) 0,5 – 0,7 1 – 1,3

Densitatea 1,5

Indicele de refracţie 1,52

b) Mase plastice proteice

Dintre substanţele proteice, numai cazeina se foloseste ca materie prima pentru fabricarea de material cornos artificial.

Obţinerea cazeinei

Pentru prelucrare, cazeina se îmbibă în prealabil în apă. Cazeina absoarbe 20 – 30% apă, fără ca structura ei cornoasa să se modifice. Îmbibarea înlesneşte prelucrarea plastică ulterioară. În această fază se adaugă ingredienţi ca: pigmenţi, acceleratori de întărire, plastifianţi, agenţi pentru obţinerea de efecte speciale, bronzuri, etc. Îmbibarea şi amestecarea trebuie făcute cu multă atenţie pentru a se obţine mase omogene. Omogenizarea definitivă se produce într-o presă de extrudere, – răcită la intrare, încălzită la ieşire – din care cazeina plastifiată este obţinuta în formă de bandă, cablu, etc. Produsul mai conţine încă apă ca plastifiant şi poate fi supus unor prelucrări plastice ulterioare cât şi unor operaţii mecanice ca tăieri, ştanţări, etc. ( presare în plăci, tăiere de nasturi ).

Piesele obţinute prin presare sau tăiere trebuie supuse unui proces de întărire cu soluţie apoasă de formaldehidă 5 – 10%. Acest proces de întărire durează de la câteva zile până la mai multe saptămâni. Băile de întărire necesită un volum important şi ele determina în primul rând mărimea fabricilor de produse cornoase artificiale. Fiecare produs şi fiecare culoare necesită un rezervor de formaldehidă propriu. Pentru ca, concentraţia soluţiei de formaldehidă să aibă o concentraţie constantă în tot rezervorul, ea se recircula continuu prin pompare. Întărirea este terminată când la tratare cu acid clorhidric o proba din material nu se mai închide la culoare. Uscarea care urmează, necesită mult timp şi experienţă, deoarece în această perioadă materialul se strânge şi are tendinţa să se contracte inegal. Ulterior el este îndreptat în prese sau într-o atmosferă de abur fierbinte. Cornul artificial astfel obţinut poate fi format la cald sau sculptat în stare rece. El este apreciat în mare parte mulţumită acestei calităţi şi a posibilităţilor de variere a aspectului prin adaosuri adecvate. De asemenea, piesele gata formate pot fi vopsite ulterior. Prin combinarea unei vopsiri în masă, unei vopsiri ulterioare şi îndepărtării unei parti din suprafaţa vopsită, se pot obţine efecte de culori deosebit de reuşite. O finisare chimică cu soluţie diluată de hipoclorit de sodiu conferă suprafeţei materialului un luciu frumos.

Cornul artificial prezintă la schimbarea condiţiilor atmosferice modificări de formă, datorită variaţiei conţinutului lui de apă. El este folosit mai ales pentru nasturi, ace de tricotat, tocuri rezervor, creioane cu mine, etc.