Omenirea a folosit materiale polimerice naturale, cum ar fi lemnul, pielea și lâna încă de la începutul istoriei, dar polimerii sintetici au devenit posibili abia după dezvoltarea tehnologiei cauciucului în anii 1800.Primul material polimeric sintetic, celuloidul, a fost inventat de John Wesley Hyatt în 1869, din nitrat de celuloză și camfor.O descoperire majoră în domeniul polimerilor sintetici a fost inventarea bachelitei de către Leo Hendrik Baekeland în 1907. Lucrările lui Hermann Staudinger din anii 1920 au demonstrat în mod clar natura macromoleculară a lanțurilor lungi de unități repetate.1 Cuvântul „polimer” provine din greacă și înseamnă „multe”. părți'.Creșterea rapidă a industriei polimerilor a început cu puțin înainte de al Doilea Război Mondial, odată cu dezvoltarea polimerilor acrilici, polistirenului, nailonului, poliuretanilor și introducerea ulterioară a polietilenei, tereftalatului de polietilenă, polipropilenei și a altor polimeri în anii 1940 și 1950.În timp ce doar aproximativ 1 milion de tone au fost produse în 1945, producția de materiale plastice în volum a depășit-o pe cea de oțel în 1981, iar decalajul a crescut continuu de atunci.
Polimerii puri sunt rareori procesați pe cont propriu.Acestea sunt combinate cu alte materiale, de obicei prin amestecare mecanică sau amestecare în stare de topire pentru a produce peleți, pulberi sau akes pentru a fi utilizate în operațiunile ulterioare de prelucrare.Compușii pot implica Žlleri (pentru a reduce costurile), întăriri, alți polimeri, coloranți, retardanți de ame, stabilizatori (pentru a preveni deteriorarea de la lumină, căldură sau alți factori de mediu) și diverși adjuvanți de procesare.
Polimerii sintetici pot fi clasificați în două categorii.Materialele termoplastice (de departe cel mai mare volum) pot fi topite prin încălzire, solidificate prin răcire și retopite în mod repetat.Tipurile majore sunt polietilenă (PE), polipropilenă (PP), polistiren (PS), clorură de polivinil (PVC), policarbonat (PC), metacrilat de polimetil (PMMA), tereftalat de polietilenă (PET) și poliamidă (PA, nailon).Termoseturile sunt întărite prin aplicarea de căldură și presiune, datorită reticularii, adică creării de rețele tridimensionale permanente.Ele nu pot fi înmuiate prin încălzire pentru reprocesare.Bakelitul, epoxicile și majoritatea poliuretanilor sunt termorigide.
Prezenta prezentare este dedicată exclusiv prelucrării materialelor termoplastice.Materialele termoplastice comerciale sunt clasificate în funcție de performanța lor ca „marfă” (performanță scăzută, cum ar fi PE, PP, PS și PVC), „Inginerie” (cum ar fi PC, nailon și PET) sau „avansat” (performanță cea mai înaltă, cum ar fi polimeri cu cristale lichide (LCP), sulfură de polifenilen (PPS) și polieteretercetonă (PEEK)).Creșterea explozivă anticipată în inginerie și polimeri avansați nu s-a materializat.Utilizarea materialelor plastice a crescut continuu în ultimele trei decenii, dar în principal în categoria mărfurilor.În prezent, polimerii de bază se ridică la ~88% din volumul produs,3 materiale plastice de inginerie ~12% și au avansat cu mai puțin de 1%.Deși prețurile polimerilor avansați pe kilogram sunt mult mai mari decât cele ale polimerilor de bază, valoarea lor globală pentru economie este încă foarte mică.
Materialele plastice de bază au rezistențe și rigidități scăzute în comparație cu metalele sau ceramica și tind să prezinte fluare sub o forță aplicată.Ele au, de asemenea, limitări de temperatură în utilizarea lor ca solide (majoritatea se topesc în intervalul 100–250°C).Modulele de tracțiune ale materialelor plastice de bază sunt de ~1 GPa (comparativ cu 210 GPa pentru oțel).Îmbunătățirea semnificativă poate fi obținută prin alinierea lanțurilor polimerice.De fapt, legăturile carbon-carbon sunt foarte puternice, iar polietilene simple Ž lament au fost produse cu valori de modul care depășesc pe cele ale oțelului.Orientarea ridicată poate fi obținută prin tehnici speciale de prelucrare, de exemplu extrudarea și trefilarea ulterioară la temperaturi scăzute.La temperaturi scăzute, lanțurile polimerice au o mobilitate limitată, iar orientarea rămâne după întindere.Descoperirile și dezvoltările recente ale catalizatorilor pe bază de metalocen cu un singur sit au dus la noi clase de polimeri de bază având arhitectură moleculară controlată cu proprietăți îmbunătățite.
Producția mondială de polimeri a crescut3 de la 27 de milioane de tone în 1975 la ~200 de milioane de tone pe an în 2000 și este încă în creștere.Potrivit unui raport recent4, transporturile de produse din plastic în SUA în 2000 s-au ridicat la 330 de miliarde de dolari, iar industriile furnizoare din amonte au avut vânzări de 90 de miliarde de dolari, ducând totalul anual la 420 de miliarde de dolari.Ocuparea totală a fost estimată la 2,4 milioane – aproximativ 2% din forța de muncă din SUA.Creșterea industriei polimerilor este rezultatul combinației unice de proprietăți a produselor din plastic, care includ modelarea și fabricarea ușoară, densități scăzute, rezistență la coroziune, izolație electrică și termică și rigiditate și tenacitate deseori favorabile pe unitate de greutate.
Ora postării: 04-feb-2018