Människan har använt naturliga polymera material som trä, läder och ull sedan historiens början, men syntetiska polymerer blev möjliga först efter utvecklingen av gummiteknologin på 1800-talet.Det första syntetiska polymermaterialet, celluloid, uppfanns av John Wesley Hyatt 1869, från cellulosanitrat och kamfer.Ett stort genombrott inom syntetiska polymerer var uppfinningen av bakelit av Leo Hendrik Baekeland 1907. Hermann Staudingers arbete på 1920-talet visade tydligt den makromolekylära karaktären hos långa kedjor av upprepade enheter.1 Ordet "polymer" kommer från grekiskan, och det betyder "många" delar'.Den snabba tillväxten av polymerindustrin startade strax före andra världskriget, med utvecklingen av akrylpolymerer, polystyren, nylon, polyuretaner och den efterföljande introduktionen av polyeten, polyetentereftalat, polypropen och andra polymerer på 1940- och 1950-talen.Medan endast cirka 1 miljon ton producerades 1945, överträffade produktionen av plast i volym den av stål 1981, och gapet har ständigt ökat sedan dess.
Rena polymerer bearbetas sällan på egen hand.De blandas med andra material, vanligtvis genom mekanisk blandning eller smälttillståndsblandning för att producera pellets, pulver eller akes som ska användas i efterföljande bearbetningsoperationer.2 Sådana sammansatta produkter kallas "plaster", vilket betyder "böjbara" på grekiska.Föreningarna kan involvera Ž llers (för att minska kostnaden), förstärkningar, andra polymerer, färgämnen, ame-retardanter, stabilisatorer (för att förhindra försämring från ljus, värme eller andra miljöfaktorer) och olika processhjälpmedel.
Syntetiska polymerer kan klassificeras i två kategorier.Termoplaster (den överlägset största volymen) kan smältas genom uppvärmning, stelnas genom kylning och smältas om upprepade gånger.Huvudtyperna är polyeten (PE), polypropen (PP), polystyren (PS), polyvinylklorid (PVC), polykarbonat (PC), polymetylmetakrylat (PMMA), polyetentereftalat (PET) och polyamid (PA, nylon).Termohärdningar härdas genom applicering av värme och tryck, på grund av tvärbindning, dvs skapandet av permanenta tredimensionella nätverk.De kan inte mjukas upp genom uppvärmning för upparbetning.Bakelit, epoxi och de flesta polyuretaner är härdplaster.
Denna översikt är uteslutande ägnad åt bearbetning av termoplaster.Kommersiella termoplaster klassificeras enligt deras prestanda som "vara" (låg prestanda, som PE, PP, PS och PVC), "Engineering" (som PC, nylon och PET) eller "avancerad" (högsta prestanda, som t.ex. flytande kristallpolymerer (LCP), polyfenylensulfid (PPS) och polyetereterketon (PEEK)).Den förväntade explosiva tillväxten inom teknik och avancerade polymerer uteblev.Användningen av plast har växt kontinuerligt under de senaste tre decennierna, men främst inom varukategorin.För närvarande uppgår råvarupolymerer till ~88% av den producerade volymen,3 tekniska plaster ~12% och avancerade mindre än 1%.Även om priserna på avancerade polymerer per kilogram är mycket högre än för råvarupolymerer, är deras globala värde för ekonomin fortfarande mycket litet.
Råvaruplaster har låg styrka och styvhet jämfört med metaller eller keramik, och de tenderar att uppvisa krypning under en applicerad kraft.De har också temperaturbegränsningar i deras användning som fasta ämnen (de flesta smälter i intervallet 100–250°C).Dragmodulerna för råvaruplaster är ~1 GPa (jämfört med 210 GPa för stål).Betydande förbättringar kan uppnås genom inriktning av polymerkedjorna.Egentligen är kol-kolbindningarna mycket starka, och enkla Žlamentpolyetener har tillverkats med modulvärden som överstiger stålets.Hög orientering kan uppnås genom speciella bearbetningstekniker, till exempel extrudering och efterföljande dragning vid låga temperaturer.Vid låga temperaturer har polymerkedjorna begränsad rörlighet och orienteringen kvarstår efter sträckning.Nya upptäckter och utvecklingar av metallocenbaserade katalysatorer på en plats har resulterat i nya kvaliteter av råvarupolymerer med kontrollerad molekylär arkitektur med förbättrade egenskaper.
Världsproduktionen av polymerer ökade3 från 27 miljoner ton 1975 till ~200 miljoner ton per år 2000 och växer fortfarande.Enligt en nyligen genomförd rapport uppgick 4 transporter av plastprodukter i USA år 2000 till 330 miljarder dollar, och uppströmsleverantörer omsatte 90 miljarder dollar, vilket ger den årliga totalen till 420 miljarder dollar.Den totala sysselsättningen uppskattades till 2,4 miljoner – cirka 2 % av den amerikanska arbetsstyrkan.Tillväxten av polymerindustrin är ett resultat av den unika kombinationen av egenskaper hos plastprodukter, som inkluderar enkel formning och tillverkning, låga densiteter, motståndskraft mot korrosion, elektrisk och termisk isolering och ofta gynnsam styvhet och seghet per viktenhet.
Posttid: 2018-04-04