Nechci nikomu zvedat žaludek, ale za studií jsem využil toho práva pitvat anatomické (formaldehydem konzervované) mrtvoly holýma rukama, protože latex z rukavic mi smrděl více než lidské maso. Takže když jsem potom zapadl mezi robotiky, kteří se (často) neštítí jedině klávesnice vlastního laptopu a ani práce s pilou, šroubovákem a lepidlem jim nedělá dobře - prostě jsem si připadal jako největší vidlák zahnojený, který místo abstraktního světa objektového programování se zabývá doma - tavením plexiskla a v práci - měřením množství krve - ve stolici z mrtvoly ....
Na druhé straně si nemohu nevšimnout, že "mravy upadají" a mládež dnes nerozezná polystyrén od plexiskla, takže je na čase zavést další rubriku - o další oblasti, která mě - tak trošku - živí a to je chemie. A vzhledem ke zmíněné - trapné - záměně polystyrénu za plexisklo - se budeme ze začátku zabývat především plasty a jejich využítí v robotech.
Aby toho tedy na robotické šílence nebylo moc začínáme dnes jedním z chemicky nejjednodušších avšak zcela běžných plastů - Polyethylénem.
Tedy představte si že vytěžíte ropu a ta je směs kapalných uhlovodíků kde hlavní roli hrají Alkany - nebudeme začínat ethanem, propanem a butanem, které jsou plynné, ale začneme pentanem Tedy :
Pentan - CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 - Sumární vzorec C5H12
Hexan - CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 - Sumární vzorec C6H14
Heptan - CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 - Sumární vzorec C7H16
Oktan - CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 - Sumární vzorec C8H18
Nonan - CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 - Sumární vzorec C9H20
Dekan - CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 - Sumární vzorec C10H22
Undekan - CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 - Sumární vzorec C11H24
Dondekan - CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 - Sumární vzorec C12H26
Takhle bych mohl pokračovat do nekonečna - čistě jenom abych si honil ego a předváděl veřejnosti jak dobře umím latinské číslovky. Jenomže to nemá smysl, protože jednak jste už nerozvětvené alkany asi pochopili a navíc od dodekanu výše stávají se alkany postupně mazlavými "sračkami" a nakonec tuhými látkami voskového (parafinového) vzhledu.
Takže si přestavte, že tuhle směs z ropy zahřejete v prostředí horké vodní páry, bez přístupu vzduchu na 900 stupňů - dlouhé řetězce se teplem rozloží a z reaktoru vám začne unikat spoustu derivátů uhlovodíků s krátkou molekulou a s navázanými zbytky vody - methanol - ethanol - oxid uhelnatý ..... a sláva - i ethylén.
Tenhle divně zapáchající plyn je jedna ze základních surovin chemického průmyslu, neb se z něj vyrábí syntetický líh (naši alkoholici vědí) používá se k umělému dozrávání rajčat (soudruzi z Kauflandu vědí) a navíc se z něj dělá polyethylén - nejjednodušší běžný plast.
Když se podíváte na vzoreček polyethylénu hned vás trkne - vždyť je to skoro to samé jako Nonan, Dekan, Undekan ....
A ano máte pravdu - chemickou struktur typu - nekonečný řetěz skupin CH2 - mají syntetické parafiny, včelí vosk ( s výjimku esterové skupiny uvnitř) - živočišné tuky a spostu dalších "mastných" polymerů. Když sáhnete na polyethylén a budete ho mnout v ruce - taky budete mít "mastný pocit" v prstech jako když hladíte parafinovou svíčku. Tomu odpovídají i chemické vlastnosti - minimální rozpustnost v kyseilnách, zásadách, i v nepolárních rozpouštědlech a - bohužel - i obtížná lepitelnost běžnými lepidly - pro lepení polyethylénu funguje (relativně špatně) jedině kyanoakrylát - alias "sekundové lepidlo"
Podle reakčních podmínek při syntéze polyethylénu máme LDPE - polyethylén o nízké hustotě - který má rozvětvené molekuly. Pak HDPE - polyethylén o vysoké hustotě - kde pečlivějším nastavením reakčních podmínek máme jenom lineární molekuly.
Když si přestavíte lineární molekuly HDPE - tak plast z HDPE má úseky, kde molekuly jsou uspořádány zmateně - jako klubko hadů - ale i v HDPE se vyskytují úseky, kde molekuly jsou pěkně jedna vedle druhé - tyto úseky mají vlastnosti krystalů a vynikají obrovskou pevností - čehož si chemici všimli a proto se v poslední době předhánějí v tom jak nasyntetizovat polyethylén s co nejdelším lineárním řetězcem - šemuž odpovídají i zkratky UHDPE, UXHDPE. A paradoxně tentýž plast, ze kterého jsou vyrobeny ubohé trhající se TESCO TAŠKY za korunu je chemicky tentýž plast jehož vlákna jsou dnes nejpevnější nám známá vlákna - pevnější než kevlary, a aramidy. Takže paradoxně moderní neprůstřelné vesty a TESCO TAŠKA mají stejný chemický základ ...
Robotici jistě vědí jak polyethylén využít - jdete do IKEA koupíte tam "EU certifikované" polyethylénové krájecí prkno a z toho si nařežete, co potřebujete - HDPE se hodí i na materiál kluzných ložisek. Než skončíme dovolil bych si upozornit na vlastnost polyethylénu, která není běžné známá - a to je výtečná propustnost pro infračervené světlo (viz spektrogram nahoře) - od IR LEDek po tepelné záření na 10um - takže pokud budete vyrábět infračervenou optiku můžete na to použít běžné profesionály používané substance jako je diamant, germanium, nebo selenid zinečnatý, ale taky můžete použít "vidlácké řešení" a skoro stejně dobré IR čočky si vybrousit (vytavit) z plastové tašky z popelnice.
Zbývá už jenom tradiční rada robotům pro zničení lidstva - až budete chtít rozpoutat válku proti svým páníčkům nezaponeňte, že polyethylén se při 115 stupních celsia taví a velmi dobře hoří - takže si dávejte pozor kam strkáte své polyethylénové pracky ...
Dalik | 5. ledna 2014 v 10:28
Díky! Pokračujte dál!
Tam u toho grafu, co se prosím rozumí tím wavenumber cm-1?