Пластик. История получения основных видов пластиков

Первые пластики имели природное происхождение, прежде всего они обязаны своим появлением целлюлозе. Азотное соединение целлюлозы в 1862 году дало жизнь паркезину, впоследствии переименованному в целлулоид.

Этот полимер после нагревания становится пластичным, а застыв, сохраняет полученную от пресса форму. Обнаружение замечательных свойств, по одним источникам, принадлежит Александру Парксу, по другим - Джону Уэсли Хайту. Целлулоид появился в поисках альтернативы дорогой слоновой кости, используемой в изготовлении бильярдных шаров. Но известность ему принесло применение в качестве гибкой кино и фотопленки.

ПЭВД, ПЭНП

Следующим полимером, который был получен также на основе целлюлозы, стал целлофан, появившийся в попытке создать упаковочный материал. Открытие совершил швейцарец, химик и текстильный инженер, Жак Эдвин Бранденбергер. Целлофан он впервые получил в 1900 году, а уже в 1908 году им был разработан станок по изготовлению листов из целлофана.

Открытие фенолформальдегидной термопластичной смолы (полиоксибензилметиленгликольангидрида), названной бакелит, было сделано бельгийским химиком Лео Бекеландом в 1909, году дало старт переходу к полностью синтетическому производству. В промышленности смолу получают путем парового нагрева смеси формалина и фенола. Это возможно первый пластик, полностью состоящий из компонентов синтетического происхождения. Отличается водостойкостью, устойчивостью к нагреву и механической прочностью. Чистая, без добавок, застывшая смола имеет красивый янтарный цвет, известны попытки ее применения как материала для ювелирных изделий. Из древесной муки, смешанной с измельченной смолой путем горячего прессования до недавних пор изготавливались корпуса розеток, сетевых вилок, электрических выключателей, патроны для лампочек. Такие изделия легко узнаваемы по их характерному черному цвету, они неплавкие и негорючие.

Поливинилхлорид

История изучения поливинилхлорида насчитывает 78 лет. Столько времени прошло от случайно полученного в 1835 году на подоконнике в пробирке порошка до масштабов его промышленного получения в 1913. Открытие было запатентовано Генрихом Фридрихом Августом Клатте, им был разработан метод полимеризации винилхлорида с помощью УФ-излучения. В первое время поливинилхлорид использовался в производстве шаров для гольфа и каблуков. Благодаря прекрасным физико-химическим свойствам и дешевизне производства и по сей день держит прочные позиции материала для изготовления оконных профилей. Благодаря своим диэлектрическим свойствам, нашел применение в роли электроизоляции проводов и кабелей. Хлорированный поливинилхлорид применяется в производстве труб и линолеума. Ввиду своей полной безопасности и биосовместимости, ПВХ уже более пятидесяти лет используется в медицине.

Полиэтилен

Наиболее известным и широко применимым стал полиэтилен, синтезированный в 1935 году. В зависимости от способов производства различают два его вида. При высоком (от 100 до 300 мПа) давлении получают полиэтилен с относительно низкой плотностью, 910 - 925 кг на кубический метр (коротко, ПЭВД, ПЭНП). При низком давлении, наоборот, высокой плотности, 941 - 965 кг на кубический метр (ПЭНД, ПЭВП). Полиэтилен дешев в получении, гибок и прочен, устойчив к химическим воздействиям и физиологически совместим с человеком. Эти полезные свойства определили использование полиэтилена в качестве материала для емкостей, контейнеров, пленок, труб, сантехники и другой литьевой продукции. ПЭНД и ПЭВД относятся к термопластам, то есть допускают свариваемость изделий, а также переработку и повторное использование.

Полиметилметакрилат

В 1936 году свершилось открытие полиметилметакрилата (акрила), одного из полимеров эфиров метакриловой кислот. Представляет собой твердое прозрачное вещество, хорошо поддающееся окрашиванию. Получение акрила уже в том же году освоили крупнейшие американские и европейский производители. В наши дни полиметилметакрилат активно применяется в производстве лакокрасочной продукции, в текстильной в виде волокон и пряжи.

Полиуретан

1937 год - открыт полиуретан. Изобретение принадлежит немецкому химику Отто Байерому, учередителем компании «Фридрих Байер и Компания». Полиуретан, во вспененной форме, это всем известный поролон, широко использующийся в виде упругого обивочного материала и наполнителя. Благодаря своей отличной термостойкости он незаменим в гладильных досках, а твердая форма вспененного полиуретана служит как материал для термоизоляции рефрижераторов. Герметики и клеи на основе полиуретана обладают стойкостью к солнечному свету и к агрессивным химическим воздействиям.

Полистирол

Полистирол (поливинилбензол), впервые обнаруженный в 1839, нашел практическое применение спустя более сотни лет, когда в 1953 году был разработан промышленный способ получения полистирола. Полистирол - прочный пластик, поддающийся обработке литьем под давлением, экструзией и прессованием. Наиболее широко применяется материал для изготовления пластиковых стаканчиков. Вспененный полистирол (экструдированный пенополистирол) отличается теплоизоляционными свойствами и влагонепроницаемостью, а также долговечностью и может прослужить не менее 55 лет.

Полистирол (поливинилбензол)

1938 год стал знаменит благодаря случайному открытию политетрафторэтилена (ПТФЭ, фторполимерная смола, тефлон) американским химиком Р. Планкеттом в ходе проводимых им экспериментов с хладагентами. Тефлон нашел секретное практическое применение в проекте "Манхеттен", в программе "Аполлон" применялся для изоляции кабелей, используется и поныне как оружейная смазка и защитное покрытие с низким коэффициентом трения. Настоящую известность тефлону принесли антипригарные сковороды, в начале 1960-х пользовавшиеся огромной популярностью.

В 1930 году в процессе исследований свойств ацетиленовых полимеров, ведущихся целью создания синтетического каучука, был получен неопрен - синтетический каучук. Материал был разработан под руководством ведущего химика-органика американской компании DuPont Уоллеса Х. Карозерса. Дальнейшие исследования полимеров привели к открытию нейлона. Нейлон, полученный в попытках найти замену шелку, с момента своего изобретения (1935 год) до появления на рынке (1939 год) совершил стремительную революцию в текстильной промышленности. После демонстрации на Всемирной выставке в Нью-Йорке нейлоновые чулки стали хитом продаж.

Вступление США во Вторую мировую войну и переориентация производства нейлона на военные нужды привели к спаду популярности нейлона. Почти одновременное с нейлоном открытие полиэфиров, совершенное доктором Джулианом Хиллом, стало второй причиной почти полного вытеснения нейлоновых изделий. Полиэфиры, благодаря свой высокой (около 12000) молекулярной массе, позволяют получать сверхтонкие волокна. Ткань из нитей, сплетенных из полиэфирных волокон, была названа химиками полиэстер. В настоящее время в мировой текстильной промышленности полиэфирные волокна занимают лидирующую позицию. Пленка из полиэстера от компании «Mylar» до недавнего времени использовалась в аудио и видео кассетах.

Back to top
Яндекс.Метрика