Jak powstały tworzywa sztuczne?
Już od początku naszych dziejów, ludzie poszukiwali zupełnie nowych rozwiązań, które będą ułatwiały życie. Poszukiwali także materiałów, które miały zastąpić lub ulepszyć te, już występujące w przyrodzie. Pierwszym krokiem było wykorzystanie naturalnych substancji o właściwościach plastycznych i ich chemiczne modyfikowanie. Pierwsze tworzywa sztuczne zaczęły powstawać ponad 150 lat temu.
Polimery, czyli tworzywa sztuczne
Nazwa tworzywa sztuczne pochodzi od greckiego słowa plastikos, co oznacza dosłownie „nadający się do formowania”. Właśnie ta plastyczność to charakterystyczna cecha dla tych tworzyw. Nie posiadają jej żadne inne surowce jak: drewno, szkło, czy metal. Prawidłowa nazwa chemiczna to polimery, co wywodzi się od wielocząsteczkowej budowy, składającej się z merów.
Celuloid – pierwsze tworzywo sztuczne
Za przełomowy można uznać 1862 rok, kiedy podczas wystawy w Londynie Alexander Parkes zaprezentował przedmioty codziennego użytku z zupełnie nowego, nikomu nieznanego materiału – celuloidu. Surowca opartego na nitrocelulozie. Z kolei celuloid, w którym połączono nitrocelulozę, kamforę oraz alkohol, został parkesiną. Jej produkcję rozpoczęto już w 1886 roku, jednak była niezwykle kosztowna.
Kilka lat później John W. Hayatt stworzył podobne tworzywo, jednak znaczne tańsze – celuloid z nitrocelulozy i kamfory. Tworzywo to nadawało się do wytwarzania produkcji naczyń kuchennych, grzebieni, tac, guzików, a nawet zabawek. Przez wiele lat stosowane było również w branży filmowej, co przyczyniało się do spalenia kilku sal kinowych. Dlaczego? Celuloid nie jest odporny na działanie wysokich temperatur, a tym samym jest łatwopalny.
Syntetyczne tworzywo sztuczne – bakelit
Tworzywo sztuczne syntetyczne to takie, w którym związki wielocząsteczkowe są wytwarzane sztucznie bez zastosowania surowców naturalnych. Pierwszym wynalezionym przez Leo H. Baekeland w 1905 roku, takim tworzywem był bakelit. Produkowane było z żywicy fenolowo-formaldehydowej.
Bakelit mógł z powodzeniem być stosowany w urządzeniach elektrycznych – nie przewodził ciepła i prądu elektrycznego. Odznaczał się niepalnością oraz nierozpuszczalnością. Wykazywał także odporność na czynniki chemiczne.
Tworzywo to było produkowane na masową skalę. Występował w formie proszku, który spajał się po podgrzaniu i sprasowaniu. Właśnie ten surowiec zapoczątkował wytwarzanie tworzyw sztucznych na wielką skalę.
Tworzywa sztuczne, które zmieniły świat
Wprowadzenie na rynek tworzyw sztucznych znacznie usprawniło procesy technologiczne. Dotychczas stosowane wyłącznie naturalne materiały, zaczęto zastępować tymi wytworzonymi sztucznie.
Przełomowym odkryciem było wyprodukowanie żywic epoksydowych w 1950 roku. To zapoczątkowało szybki rozwój rynku tworzyw sztucznych. Powstały m.in. polietylen niskociśnieniowy, poliwęglan oraz polipropylen.
Wszystkie te tworzywa produkowane w latach 20-50 ubiegłego wieku są wykorzystywane do dziś w produkcji elementów, z którymi spotykamy się każdego dnia. Nowoczesne metody utylizacji sprawiają, że tworzywa sztuczne nie są już tak niebezpieczne dla środowiska, jak przed laty.
Oto lista najważniejszych tworzyw sztucznych produkowanych na przestrzeni lat:
1931 r. – polichlorek winylu, 1938 r. – polietylen wysokociśnieniowy, 1943 r. – silikon, 1946 r. – teflon. |
Sztuczne włókna
Są to zupełnie odrębne tworzywa, a pierwszym na rynku włóknem był sztuczny jedwab. Wynalazł go Hilaire Chardonnet w 1884 roku, jednak kilka lat później chemicy Charles F. Cross oraz Edward J. Bevan stworzyli lepszy jedwab wiskozowy. Poliamidy to najstarsze włókna syntetyczne. Otrzymał je Wallace H. Carothers. Ponadto do dziś wytwarzane są włókna: poliestrowe, propylenowe, a także poliuretanowe.
Zastosowanie tworzyw sztucznych
Tworzywa sztuczne są dosłownie wszędzie! Korzystamy z nich na co dzień w domu, pracy, jadąc autem czy robiąc zakupy. Ich właściwości pozwalają nadawać im różne kształty i łączyć z innymi materiałami. Zmiany w tworzywach umożliwiają ich ulepszanie oraz wzmocnienie parametrów. Możliwości ich zastosowania są niczym nieograniczone! Wyróżnić można grupy tworzyw sztucznych, które znajdują określone zastosowania.
Polichlorek winylu. Sprawdza się w produkcji stolarki okiennej oraz drzwiowej. Stosowany jest także do tworzenia paneli, tapet i elementów instalacyjnych.
Polietylen. To popularne tworzywo, z którym spotkamy się każdego dnia. Gdzie? Z polietylenu tworzy się folie spożywcze, pojemniki, opakowania, czy też powłoki. Tworzy się z niego również wyroby dla medycyny, w przemyśle kosmetycznym, hydraulicznym i elektrycznym.
Polipropylen. Łatwy w przetwórstwie sprawdza się w produkcji wyrobów AGD, zabawek, a nawet elementów wyposażenia samochodów.
Poliamid. Spotkasz go w branżach: odzieżowej, włókienniczej, lotniczej, samochodowej, medycznej oraz elektrycznej.
Tworzywa sztuczne to materiały, które umożliwiają tworzenie rozwiązań dopasowanych do wymagań użytkowników. To także źródło innowacji i rozwoju technologicznego w sektorach przemysłu.