Lidstvo používalo přírodní polymerní materiály, jako je dřevo, kůže a vlna, od počátku historie, ale syntetické polymery se staly možnými až po vývoji gumárenské technologie v 19. století.První syntetický polymerní materiál, celuloid, vynalezl John Wesley Hyatt v roce 1869 z nitrátu celulózy a kafru.Velkým průlomem v syntetických polymerech byl vynález bakelitu Leo Hendrikem Baekelandem v roce 1907. Práce Hermanna Staudingera ve dvacátých letech 20. století jasně prokázaly makromolekulární povahu dlouhých řetězců opakujících se jednotek.1 Slovo „polymer“ pochází z řečtiny a znamená „mnoho části“.Rychlý růst polymerního průmyslu začal krátce před druhou světovou válkou s vývojem akrylových polymerů, polystyrenu, nylonu, polyuretanů a následným zavedením polyethylenu, polyethylentereftalátu, polypropylenu a dalších polymerů ve 40. a 50. letech 20. století.Zatímco v roce 1945 bylo vyrobeno jen asi 1 milion tun, objem výroby plastů předčil objem výroby oceli v roce 1981 a od té doby se mezera neustále zvětšuje.
Čisté polymery se jen zřídka zpracovávají samostatně.Jsou smíchány s jinými materiály, obvykle mechanickým míšením nebo míšením v tavenině za účelem výroby pelet, prášků nebo popelů, které se použijí v následných zpracovatelských operacích.2 Takové složené produkty se označují jako „plasty“, což v řečtině znamená „poddajné“.Sloučeniny mohou obsahovat přísady (pro snížení nákladů), výztuže, jiné polymery, barviva, retardéry, stabilizátory (pro zabránění poškození světlem, teplem nebo jinými faktory prostředí) a různé pomocné látky.
Syntetické polymery lze rozdělit do dvou kategorií.Termoplasty (zdaleka největší objem) lze roztavit ohřevem, ztuhnout ochlazením a opakovaně přetavit.Hlavní typy jsou polyethylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), polyvinylchlorid (PVC), polykarbonát (PC), polymethylmethakrylát (PMMA), polyethylentereftalát (PET) a polyamid (PA, nylon).Termosety se vytvrzují působením tepla a tlaku v důsledku síťování, tj. vytváření trvalých trojrozměrných sítí.Nemohou být změkčeny zahřátím pro opětovné zpracování.Bakelit, epoxidy a většina polyuretanů jsou termosety.
Tento přehled je věnován výhradně zpracování termoplastů.Komerční termoplasty jsou klasifikovány podle svých vlastností jako „komoditní“ (nízký výkon, jako je PE, PP, PS a PVC), „strojírenské“ (jako PC, nylon a PET) nebo „pokročilé“ (nejvyšší výkon, jako např. polymery s tekutými krystaly (LCP), polyfenylensulfid (PPS) a polyetheretherketon (PEEK)).Očekávaný explozivní růst ve strojírenství a pokročilých polymerech se neuskutečnil.Využití plastů v posledních třech desetiletích neustále roste, především však v kategorii komodit.V současné době tvoří komoditní polymery ~ 88 % vyrobeného objemu,3 technické plasty ~ 12 % a pokrok méně než 1 %.Přestože ceny pokročilých polymerů za kilogram jsou mnohem vyšší než ceny komoditních polymerů, jejich globální hodnota pro ekonomiku je stále velmi malá.
Komoditní plasty mají ve srovnání s kovy nebo keramikou nízkou pevnost a tuhost a mají tendenci vykazovat tečení pod aplikovanou silou.Mají také teplotní omezení při použití jako pevné látky (většina se taví v rozmezí 100–250 °C).Moduly tahu komoditních plastů jsou ~1 GPa (ve srovnání s 210 GPa pro ocel).Výrazného zlepšení převýšení lze dosáhnout vyrovnáním polymerních řetězců.Vazby uhlík-uhlík jsou ve skutečnosti velmi pevné a byly vyrobeny jednotlivé Ž lamentové polyethyleny s hodnotami modulu převyšujícími moduly oceli.Vysoké orientace lze dosáhnout speciálními zpracovatelskými technikami, například vytlačováním a následným tažením při nízkých teplotách.Při nízkých teplotách mají polymerní řetězce omezenou pohyblivost a orientace zůstává i po natažení.Nedávné objevy a vývoj jednomístných katalyzátorů na bázi metalocenu vedly k novým druhům komoditních polymerů s řízenou molekulární architekturou se zlepšenými vlastnostmi.
Světová produkce polymerů se zvýšila3 z 27 milionů tun v roce 1975 na ~200 milionů tun ročně v roce 2000 a stále roste.Podle nedávné zprávy 4 dodávky plastových výrobků v USA v roce 2000 dosáhly 330 miliard USD a dodavatelská průmyslová odvětví měla tržby ve výši 90 miliard USD, což znamená, že celkový roční objem dosáhl 420 miliard USD.Celková zaměstnanost se odhadovala na 2,4 milionu – asi 2 % americké pracovní síly.Růst polymerního průmyslu je výsledkem jedinečné kombinace vlastností plastových výrobků, mezi které patří snadné tvarování a výroba, nízké hustoty, odolnost proti korozi, elektrická a tepelná izolace a často příznivá tuhost a houževnatost na jednotku hmotnosti.
Čas odeslání: Únor-04-2018