האנושות השתמשה בחומרים פולימריים טבעיים כמו עץ, עור וצמר מאז תחילת ההיסטוריה, אך פולימרים סינתטיים התאפשרו רק לאחר התפתחות טכנולוגיית הגומי במאה ה-18.החומר הפולימרי הסינתטי הראשון, צלולואיד, הומצא על ידי ג'ון ווסלי הייאט בשנת 1869, מחנקת תאית וקמפור.פריצת דרך גדולה בפולימרים סינתטיים הייתה המצאת הבקליט על ידי ליאו הנדריק בייקלנד בשנת 1907. עבודתו של הרמן שטאודינגר בשנות העשרים של המאה הקודמת הדגימה בבירור את האופי המקרו-מולקולרי של שרשראות ארוכות של יחידות חוזרות.1 המילה 'פולימר' באה מיוונית, ומשמעותה 'רבים'. חלקים'.הצמיחה המהירה של תעשיית הפולימרים החלה זמן קצר לפני מלחמת העולם השנייה, עם התפתחותם של פולימרים אקריליים, פוליסטירן, ניילון, פוליאוריטן והכנסתם לאחר מכן של פוליאתילן, פוליאתילן טרפתלט, פוליפרופילן ופולימרים אחרים בשנות ה-40 וה-50.בעוד שרק מיליון טון יוצרו ב-1945, ייצור הפלסטיק בנפח עלה על זה של הפלדה ב-1981, ומאז הפער גדל ללא הרף.
פולימרים טהורים מעובדים רק לעתים רחוקות בעצמם.הם מורכבים עם חומרים אחרים, בדרך כלל על ידי ערבוב מכני או ערבוב במצב נמס כדי לייצר כדורים, אבקות או אקים שישמשו בפעולות העיבוד הבאות.2 מוצרים מורכבים כאלה מכונים 'פלסטיק', שפירושו 'גמישים' ביוונית.התרכובות עשויות לכלול Ž llers (להפחתת עלות), חיזוקים, פולימרים אחרים, חומרי צבע, מעכבי אמ, מייצבים (כדי למנוע הידרדרות מאור, חום או גורמים סביבתיים אחרים) ועזרי עיבוד שונים.
ניתן לסווג פולימרים סינתטיים בשתי קטגוריות.ניתן להמיס תרמופלסטיקה (הנפח הגדול ביותר) על ידי חימום, להמצק על ידי קירור ולהמיס מחדש שוב ושוב.הסוגים העיקריים הם פוליאתילן (PE), פוליפרופילן (PP), פוליסטירן (PS), פוליוויניל כלוריד (PVC), פוליקרבונט (PC), פולימתיל מתאקרילט (PMMA), פוליאתילן טרפתלט (PET) ופוליאמיד (PA, ניילון).תרמוסטים מתקשים על ידי הפעלת חום ולחץ, כתוצאה מ-crosslinking, כלומר יצירת רשתות תלת-ממדיות קבועות.לא ניתן לרכך אותם על ידי חימום לצורך עיבוד מחדש.בקליט, אפוקסי ורוב הפוליאוריתנים הם תרמוסיסטים.
הסקירה הנוכחית מוקדשת באופן בלעדי לעיבוד של תרמופלסטיים.תרמופלסטיים מסחריים מסווגים על פי ביצועיהם כ'סחורה' (ביצועים נמוכים, כגון PE, PP, PS ו-PVC), 'הנדסה' (כגון PC, ניילון ו-PET) או 'מתקדם' (ביצועים גבוהים ביותר, כגון פולימרים גבישים נוזליים (LCPs), פוליפנילן גופרתי (PPS) ופוליאתתרקטון (PEEK)).הגידול הנפיץ הצפוי בהנדסה ובפולימרים מתקדמים לא התממש.השימוש בפלסטיק גדל ברציפות במהלך שלושת העשורים האחרונים, אך בעיקר בקטגוריית הסחורות.נכון לעכשיו, פולימרים סחורות מסתכמים ב-88% מהנפח המיוצר, 3 פלסטיקה הנדסית ~12% ומתקדמים בפחות מ-1%.למרות שמחירי הפולימרים המתקדמים לקילוגרם גבוהים בהרבה מאלה של פולימרים סחורות, ערכם הגלובלי למשק עדיין קטן מאוד.
לפלסטיק סחורות יש חוזק וקשיחות נמוכים בהשוואה למתכות או קרמיקה, והם נוטים להפגין זחילה תחת כוח מופעל.יש להם גם מגבלות טמפרטורה בשימוש שלהם כמוצקים (רובם נמסים בטווח של 100-250 מעלות צלזיוס).מודולי המתיחה של פלסטיק סחורות הם ~1 GPa (לעומת 210 GPa עבור פלדה).ניתן להשיג שיפור משמעותי על ידי יישור של שרשראות הפולימר.למעשה, קשרי הפחמן-פחמן חזקים מאוד, ופוליאתילן יחיד Ž קינה יוצרו עם ערכי מודול העולים על זה של פלדה.ניתן להשיג כיוון גבוה על ידי טכניקות עיבוד מיוחדות, למשל אקסטרוזיה וציור לאחר מכן בטמפרטורות נמוכות.בטמפרטורות נמוכות יש לשרשרות הפולימר ניידות מוגבלת, והכיוון נשאר לאחר מתיחה.גילויים ופיתוחים אחרונים של זרזים המבוססים על מטאלוקן באתר יחיד הביאו לדרגות חדשות של פולימרים סחורות בעלי ארכיטקטורה מולקולרית מבוקרת עם תכונות משופרות.
הייצור העולמי של פולימרים גדל3 מ-27 מיליון טון בשנת 1975 ל-200 מיליון טון בשנה בשנת 2000 והוא עדיין גדל.על פי דו"ח אחרון, 4 משלוחים של מוצרי פלסטיק בארה"ב בשנת 2000 הסתכמו ב-330 מיליארד דולר, ותעשיות אספקה במעלה הזרם רשמו מכירות של 90 מיליארד דולר, מה שהביא את הסכום השנתי ל-420 מיליארד דולר.סך התעסוקה נאמד ב-2.4 מיליון - כ-2% מכוח העבודה בארה"ב.הצמיחה של תעשיית הפולימרים היא תוצאה של השילוב הייחודי של תכונות של מוצרי פלסטיק, הכוללים עיצוב וייצור קל, צפיפות נמוכה, עמידות בפני קורוזיה, בידוד חשמלי ותרמי, ולעיתים קרובות קשיחות וקשיחות נוחים ליחידת משקל.
זמן פרסום: פברואר-04-2018