Nhân loại đã sử dụng các vật liệu polyme tự nhiên như gỗ, da và len kể từ đầu lịch sử, nhưng polyme tổng hợp chỉ có thể thực hiện được sau khi công nghệ cao su phát triển vào những năm 1800.Vật liệu polymer tổng hợp đầu tiên, celluloid, được phát minh bởi John Wesley Hyatt vào năm 1869, từ cellulose nitrat và long não.Một bước đột phá lớn trong lĩnh vực polyme tổng hợp là phát minh ra Bakelite của Leo Hendrik Baekeland vào năm 1907. Công trình của Hermann Staudinger vào những năm 1920 đã chứng minh rõ ràng bản chất cao phân tử của chuỗi dài các đơn vị lặp lại.1 Từ 'polymer' có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp và có nghĩa là 'nhiều các bộ phận'.Sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp polymer bắt đầu ngay trước Thế chiến thứ hai, với sự phát triển của polyme acrylic, polystyrene, nylon, polyuretan và sự ra đời tiếp theo của polyetylen, polyetylen terephthalate, polypropylen và các polyme khác trong những năm 1940 và 1950.Trong khi chỉ có khoảng 1 triệu tấn được sản xuất vào năm 1945, sản lượng nhựa đã vượt qua thép vào năm 1981 và khoảng cách không ngừng tăng lên kể từ đó.
Các polyme nguyên chất hiếm khi được tự xử lý.Chúng được kết hợp với các vật liệu khác, thường bằng cách trộn cơ học hoặc trộn ở trạng thái nóng chảy để tạo ra các viên, bột hoặc rượu để sử dụng trong các hoạt động chế biến tiếp theo.2 Các sản phẩm hỗn hợp như vậy được gọi là 'nhựa', có nghĩa là 'dẻo' trong tiếng Hy Lạp.Các hợp chất này có thể bao gồm chất kết dính (để giảm chi phí), chất gia cố, polyme khác, chất tạo màu, chất làm chậm ame, chất ổn định (để ngăn chặn sự hư hỏng do ánh sáng, nhiệt hoặc các yếu tố môi trường khác) và các chất hỗ trợ xử lý khác nhau.
Polyme tổng hợp có thể được phân loại thành hai loại.Nhựa nhiệt dẻo (cho đến nay có khối lượng lớn nhất) có thể bị nóng chảy khi đun nóng, đông cứng lại bằng cách làm mát và nấu chảy lại nhiều lần.Các loại chính là polyetylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), polyvinyl clorua (PVC), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyetylen terephthalate (PET) và polyamit (PA, nylon).Nhiệt rắn được làm cứng bằng cách sử dụng nhiệt và áp suất, nhờ vào liên kết chéo, tức là tạo ra các mạng ba chiều vĩnh viễn.Chúng không thể được làm mềm bằng cách đun nóng để tái chế.Bakelite, epoxies và hầu hết các polyuretan đều là chất nhiệt rắn.
Tổng quan hiện tại được dành riêng cho việc xử lý nhựa nhiệt dẻo.Nhựa nhiệt thương mại được phân loại theo hiệu suất của chúng là 'hàng hóa' (hiệu suất thấp, chẳng hạn như PE, PP, PS và PVC), 'Kỹ thuật' (như PC, nylon và PET) hoặc 'nâng cao' (hiệu suất cao nhất, chẳng hạn như polyme tinh thể lỏng (LCP), polyphenylene sulphide (PPS) và polyetheretherketone (PEEK)).Sự tăng trưởng bùng nổ được mong đợi trong kỹ thuật và polyme tiên tiến đã không thành hiện thực.Việc sử dụng nhựa đã liên tục tăng trong suốt ba thập kỷ qua, nhưng chủ yếu ở dạng hàng hóa.Hiện tại, polyme hàng hóa chiếm ~88% khối lượng sản xuất,3 nhựa kỹ thuật ~12% và tăng dưới 1%.Mặc dù giá của các polyme tiên tiến trên mỗi kg cao hơn nhiều so với giá của các polyme thông thường nhưng giá trị toàn cầu của chúng đối với nền kinh tế vẫn rất nhỏ.
Nhựa hàng hóa có độ bền và độ cứng thấp khi so sánh với kim loại hoặc gốm sứ và chúng có xu hướng bị rão dưới tác dụng của lực.Chúng cũng có những hạn chế về nhiệt độ khi sử dụng ở dạng chất rắn (hầu hết tan chảy trong khoảng 100–250°C).Mô đun kéo của nhựa thông thường là ~1 GPa (so với 210 GPa của thép).Có thể đạt được sự cải thiện đáng kể bằng cách căn chỉnh các chuỗi polyme.Trên thực tế, các liên kết cacbon-cacbon rất mạnh và các polyetylen than than đơn đã được sản xuất với giá trị mô đun vượt quá giá trị mô đun của thép.Định hướng cao có thể đạt được bằng các kỹ thuật xử lý đặc biệt, ví dụ như ép đùn và kéo tiếp theo ở nhiệt độ thấp.Ở nhiệt độ thấp, chuỗi polyme có độ linh động hạn chế và khả năng định hướng vẫn được duy trì sau khi bị kéo căng.Những khám phá và phát triển gần đây về các chất xúc tác dựa trên metallicocene đơn lẻ đã tạo ra các loại polyme hàng hóa mới có cấu trúc phân tử được kiểm soát với các đặc tính được cải thiện.
Sản lượng polyme trên thế giới đã tăng3 từ 27 triệu tấn năm 1975 lên ~ 200 triệu tấn mỗi năm vào năm 2000 và vẫn đang tăng lên.Theo một báo cáo gần đây, 4 lô hàng sản phẩm nhựa ở Mỹ năm 2000 lên tới 330 tỷ USD, và các ngành cung ứng thượng nguồn có doanh thu 90 tỷ USD, nâng tổng doanh thu hàng năm lên 420 tỷ USD.Tổng số việc làm ước tính là 2,4 triệu - khoảng 2% lực lượng lao động Hoa Kỳ.Sự phát triển của ngành công nghiệp polymer là kết quả của sự kết hợp độc đáo các đặc tính của sản phẩm nhựa, bao gồm dễ tạo hình và chế tạo, mật độ thấp, khả năng chống ăn mòn, cách điện và cách nhiệt, và thường có độ cứng và độ dẻo dai trên một đơn vị trọng lượng.
Thời gian đăng: Feb-04-2018