Polimerinės medžiagos ir jų naudojimas
Žodis “polimeras” reiškia “daug dalių”. Šiuo metu polimerai yra vienaiš svarbiausių liaudies ūkiui stambiamolekulių junginių klasė. Vandensmolekulinė masė 18, benzono – 78, kreidos – 100, polimerų nuo dešimtiestūkstančių iki milijonų. Polimerų gigantiškos molekulės sudarytos iš atomųgrupių, chemiškai sujungtų į ilgas grandines. Vieno iš struktūriniupožiūriu paprastesnių ir labai paplitusių polimerų polietileno struktūrinėformulė: [ -CH2-CH2-]n Polietilenas susidaro jungiantis etileno CH2=CH2 molekukulėms. Tamtikromis sąlygomis ir vartojant katalizatorių, dviguboji jungtis suįra, irgaunama grandinė, sudaryta iš –CH2-CH2- grupių. Pradinė molekulė, iš kuriossusidaro polimeras, vadinama monomeru. Polimerų grandinę sudarančiųmonomerų skaičius vadinamas polimerizacijos laipsniu. Iš maisto produktams tinkamų polimerų labai svarbūs grandininiaipoliesteriai, kurių grandyse yra aromatinių ir alifatinių grupių,pavyzdžiui, polietilentereftalatas arba polietilenglikoltereftalatas:
[ -OCH2-CH2OOC- ( -CO ]n
Polimerinės medžiagos, kurios tiesiogiai liečia maisto produktus, turibūti chemiškai patvarios, turėti tam tikras fizikines, chemines, mechaninesbei technologines savybes, patenkinti higieninius reikalavimus. Polimerai gaunami ne tik cheminiais būdais. Jų apstu gamtoje. Taiceliuliozė, krakmolas, natūralusis kaučiukas, šilkas, įvairios dervos.Cheminiu būdu galima pagaminti ne tik įvairius natūralius polimerus(sintetinis kaučiukas), bet ir sukurti naujas, liaudies ūkiui reikalingasmedžiagas. Cheminiais būdais galima pakeisti gamtinius polimerus,pavyzdžiui, celiuliozę, t. y. suteikti jiems naujų savybių. Trumpai panagrinėsime plačiausiai polimerams gaminti vartojamųmedžiagų (monomerų, katalizatorių, iniciatorių, stabilizatorių,plastifikatorių) biologinį aktyvumą. Monomerai. Polistirolas gaunamas iš stirolo (vinilbenzolo). Tai savitokvapo skystis, verdąs 146 0C temperatūroje. Epichlorhidrinas – bespalvis,skaidrus, erzinančio savito kvapo skystis. Biologiškai aktyvus. Šį aktyvumąlemia molekulėje esantis chloras. Vinilo chloridas – bespalvės, bekvapėsdujos. Verda 13,8 0C temperatūroje. Katalizatoriai, iniciatoriai. Daugelis polimerizacijos katalizatoriųpasilieka produkte. Neorganinių medžiagų kiekį polimere nusako pelenai. Net
ir nedidelis katalizatoriaus kiekis gatavame dirbinyje spartina polimerosenėjimą. Iniciatoriai kaitinami skyla ir sudaro laisvuosius radikalus.Iniciatoriais vartojami organiniai ir neorganiniai peroksidai,hidroperoksidai ir diazojunginiai. Plastifikatoriai. Iš viso žinoma apie 2000 plastifikatorių, betplastmasių maisto pramonei gamyboje jų vartojama labai nedaug: glicerinas,parafino aliejus, etanolaminai, ftalio, sebacino, adipino ir citrinosrūgšties esteriai bei mažamolekuliai poliesteriai. Užpildai. Tai daugiausia nenuodingos medžiagos: silicio dioksidas,kreida, celiuliozė, mediena, titano dioksidas ir kt. Tirpikliai. Polimerizacijai ar polikondensacijai tirpale vartojamiorganiniai tirpikliai: toluolas, benzolas, etilo acetatas, heksanas,benzinas, metileno chloridas ir kt. Pasibaigus reakcijai, blogaiišdžiovintoje gautoje medžiagoje lieka tam tikra dalis šių tirpiklių:chloro organinių, aromatinių junginių, alkoholių. Tirpiklių dalelės,migravusios į maisto produktus, gali pakeisti jų skonį, kvapą, padarytijuos nuodingus. Polimerinės medžiagos ilgainiui sensta, t. y. keičiasi jų fizikinės,cheminės ir mechaninės savybės. Polimerų senėjimas priklauso nuodestrukcijos reakcijų. Vykstant šioms reakcijoms, polimero makromolekulėsskyla, todėl dirbiniai deformuojasi, skilinėja, kol pagaliau suyra. Kaikurių destrukcijos reakcijų metu kinta dirbinių išvaizda: jie pageltonuoja,susidrumsčia, atsiranda tamsių dėmių, susiraukšlėja ir kt.