Polümeerid, plastid ja kiud

  • Kas tehispolümeerid on keskkonnasõbralikud?
  • Miks toodetakse sünteetilisi polümeere?
  • Millised on plasti eelised materjalina?
  • Millistest kiududest on valmistatud sinu rõivad?

Mängi hästi!

Kõigile tuttavad plastist legoklotsid on valmistanud Taani mänguasjade tootja LEGO Grupp. Sõna „lego“ on tuletatud taanikeelsetest sõnadest leg godt, mis tähendab „mängi hästi”. Ettevõte sai alguse 1932. aastal, mil alustas redelite, triikimis­laudade, töö­riistade ja puidust mängu­asjade valmistamisega. Praegusel kujul lego­klotse hakati tootma 1958. aastal. Legod said võimalikuks tänu tugeva ja vastupidava ABS-plasti (akrüülo­nitriil­butadieen­stüreenplast) leiutamisele. Plastist on võimalik teha igasuguse kuju, värvi ja tugevusega asju, mis näiteks puidust poleks võimalik.

LEGO Grupp on üks suurimaid mänguasjade tootjaid maailmas, nende põhitooteks on legoklotsid

Polümeerid

Polümeerid on suure molekulmassiga ained, mis koosnevad paljudest oma­vahel seotud enamasti korduvatest lülidest ehk monomeer­ühikutest (vt ptk 5.5). Polümeerid võivad olla loodusliku päritoluga või valmistatud sünteetiliselt laboris või tööstuses.

Looduslikud polümeerid ehk biopolümeerid on lahutamatu osa organismide elust. Paljud meid ümbritsevad polümeersed ained on looduslikud. Biopolümeerid koosnevad kas ühte liiki monomeeridest (nt tärklis, tselluloos) või erinevatest monomeeridest (nt valgud, nukleiinhapped). Tähtsaimad looduslikud polümeerid on polü­sahhariidid, valgud ja nukleiin­happed (DNA ja RNA). Paljud looduslikud polümeerid tekivad organismides, kus need täidavad mitme­suguseid olulisi funktsioone.

Puuvill sisaldab enam kui 90% tselluloosi. Puuvilla saadakse puuvillapõõsa seemnete väga pikkadest lennukarvadest

Tehispolümeerid on keemiliselt töödeldud looduslikud polümeerid. Töötlemise käigus parandatakse looduslike polümeeride omadusi, näiteks nende lahustuvust, töödeldavust, tugevust ja vastupidavust. Tehis­polümeerid on näiteks tsellofaan ja kummi. Tehis­polümeerid lagunevad looduses suhteliselt kiiresti, kuna need on looduslikku päritolu.

Kummi on väga elastne materjal, mida saadakse kautšukitaimede piimmahla töötlemisel. Kummist valmistatakse näiteks autorehve, kummikindaid, veekindlaid riideid ja jalanõusid
Tsellofaan on tselluloosist saadud läbipaistev pakke- ja kattematerjal, mida kasutatakse nt toidukaupade pakkimisel, sest see kaitseb toitu õhu, rasva, bakterite ja vee eest

Sünteetilised polümeerid ei ole looduslikud. Paljude sünteetiliste polümeeride lähte­aineks on väikese molekul­massiga nafta­saadused. Sünteetilised polümeerid koosnevad pea täielikult ühe­sugustest mono­meeridest. Sünteetilisi polümeere toodetakse üha rohkem, kuna neist on odavam ja kiirem tooteid valmistada võrreldes looduslike polümeeridega. Sünteetilistest polümeeridest valmistatakse näiteks mitme­suguseid tarbe­esemeid, pakendeid ja pinna­katteid.

PVC ehk polüvinüülkloriid on sünteetiline polümeer, millest valmistatakse näiteks plast­aknaid ja -uksi, põranda­katteid ja kanalisatsiooni­torusid

liitumisel tekivadmolekulmassiga ained –– , mis võivad olla nii looduslikud kui ka sünteetilised.ei ole looduslikud, need on valmistatud laboris või tööstuses ning nende lähteaineks on tihti.on enamasti tekkinud organismides. Kui neid töödelda ja muuta nende omadusi, on saaduseks.

Plastid

Plast on sünteetiline materjal, mis koosneb enamasti sünteetilisest polümeerist ja lisa­ainetest (täite­aine, plastifikaator, värv­aine, säilitus­aine jms). Kuna plast on peamiselt polümeerist valmistatud materjal, siis sõltuvad selle omadused peaasjalikult polümeeri omadustest.

Plastid on väikese tihedusega. Need ei juhi elektrit ja soojust juhivad halvasti. Paljud plastid sulavad kergesti ja muudavad soojuse mõjul oma kuju. Seda omadust kasutatakse plast­esemete valmistamisel. Plastide heade omaduste ja odavuse tõttu valmistatakse ja kasutatakse neid väga palju. Halb on aga see, et plast laguneb looduses väga aeglaselt ning suures koguses plast­toodete (nt kilekotid, plastpudelid, -pakendid) sattumine kesk­konda põhjustab reostust.

Plasti graanulid sulatatakse ja vormitakse soovitud tooteks
Plastpudelid saavad oma lõpliku kuju tavaliselt jooke tootvas ettevõttes kohapeal. Plastist pudeli toorik meenutab kujult katseklaasi. Lõpliku kuju saavutamiseks soojendatakse toorikut ning seejärel paisutatakse seda suruõhuga, kuni plast puutub kokku alumiiniumist vormiga, mis annab pudelile kuju
  • väikese tihedusega
  • hea elektrijuht
  • halb soojusjuht
  • väga kuumakindlad
  • soojuse mõjul muudavad oma kuju
  • suhteliselt odav materjal
  • laguneb looduses väga aeglaselt
  • keskkonnasõbralik

Kiud

Kiud on kergesti painduv peen niitjas materjal. Kiud võib olla igasugune polümeer. Näiteks tekstiil­kiud on riiete ja teiste tekstiil­toodete valmistamise toor­aineks.

Looduslikud kiud on taimse või loomse pärit­oluga. Taimsed kiud on enamasti tselluloosist koosnevad kiud, näiteks puuvill, lina ja kanep. Loomsed kiud koosnevad peamiselt valgust, näiteks vill ja siid. Looduslikest kiududest valmistatud rõivad märguvad ja lasevad hästi läbi veeauru.

Siid on looduslik kiud, mida toodavad siidiliblika röövikud ehk siidiussid

Keemilised kiud on kas tehislikud või sünteetilised kiud. Tehiskiud saadakse loodusliku materjali (nt tselluloosi) keemilisel töötlemisel. Kiuks sobilik mass eraldatakse looduslikust lähte­ainest keemilisel ja füüsikalisel teel ning moodustatakse sellest kiud. Tehis­kiud on näiteks tselluloosist saadud viskoos. 

Sünteeskiud saadakse aga sünteetilistest polümeeridest (nt polüamiid, polüester), mille lähteaineks on näiteks nafta­saadused.

Viskoos on tehiskiud, polüamiid, polüester ja Lurex on sünteetilised kiud
Sünteeskiududest valmistatakse ka eriotstarbega materjale, näiteks kevlarit. See on väga tugev materjal, mis leiab rakendust nt võidu­sõidu­rehvides ja kuuli­kindlates kaitse­vestides ja -kiivrites

Keemilised kiud on tugevamad, kulumis­kindlamad, elastsemad, vastu­pidavamad ja sageli odavamad kui looduslikud kiud. Samas ei lase keemilised kiud hästi läbi õhku ega niiskust. Keemilistest kiududest valmistatud tekstiil hülgab vett, st ei märgu. Spetsiaalsete tootmis­viiside või lisa­ainetega on võimalik ka keemilistest kiududest valmistatud materjali muuta poorsemaks ja hingavamaks.

Spordiriiete jaoks on välja töötatud spetsiaalsed materjalid, mis juhivad niiskuse nahalt materjali pinnale, kust see aurustub
  • kevlar
  • puuvill
  • viskoos
  • siid
  • lina
  • polüester
  • nailon
  • vill
  • polüamiid
  • kanep

Ma tean, et...

  • Polümeerid on suure molekulmassiga ained, mis koosnevad paljudest omavahel seotud enamasti korduvatest lülidest ehk monomeerühikutest.
  • Plast on sünteetiline materjal, mis koosneb enamasti sünteetilisest polümeerist ja lisaainetest (täiteaine, plastifikaator, värvaine, säilitusaine jms).
  • Kiud on kergesti painduv peen niitjas materjal (nt tekstiilkiud).

Küsimused

  1. Mis on tehispolümeerid? Too näiteid tehispolümeeride kohta.
  2. Loetle plasttooteid, mida päeva jooksul kasutad.
  3. Millistest kiududest on valmistatud sinu riided? Kas need on looduslikud või keemilised kiud?