塑膠制品的起源

發表時間：2023-12-20 11:11

傳統塑(su)料誕生于1860年，偶然的(de)發(fa)現導(dao)致了(le)(le)早期版本的(de)聚(ju)(ju)苯乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)、聚(ju)(ju)氯(lv)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)和聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)，之(zhi)(zhi)后(hou)巴斯夫生產市場用聚(ju)(ju)苯乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)制成(cheng)早期的(de)塑(su)料制品(pin)，1930年巴斯夫生產市場型(xing)聚(ju)(ju)苯乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi),塑(su)料的(de)易(yi)用性促(cu)使公司(si)(si)大量推廣塑(su)料替(ti)代品(pin)。之(zhi)(zhi)后(hou)，杜邦(bang)公司(si)(si)推出(chu)了(le)(le)尼龍。1940年PET被(bei)發(fa)現，由于人(ren)們對更便宜跟耐用的(de)材料的(de)需(xu)求，1950年大規(gui)模聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)(xi)生產了(le)(le)150噸塑(su)料，之(zhi)(zhi)后(hou)陶氏化學發(fa)明了(le)(le)EPS,1960年工業塑(su)料轉向以降低成(cheng)本、優(you)化制造的(de)模式(shi)。

傳統塑料雖(sui)然對(dui)人類的發展(zhan)做出了重要的貢獻，但卻有個致(zhi)命的弱(ruo)點，就是自(zi)然降(jiang)解(jie)(jie)時間長，有的長達(da)100年以上，塑料的不易(yi)降(jiang)解(jie)(jie)性，導(dao)致(zhi)其(qi)廢(fei)棄(qi)物(wu)長期存在下(xia)去成(cheng)為一個越(yue)來越(yue)突出的環境(jing)(jing)問題(ti)，形成(cheng)了所謂的“白(bai)色污染”，對(dui)人類生存環境(jing)(jing)造成(cheng)很大壓力。所以衍生了生物(wu)可降(jiang)解(jie)(jie)塑料。

生物(wu)可(ke)降解塑料(liao)(liao)誕生于1860年(nian)，硝化纖(xian)維(wei)素(su)(su)塑料(liao)(liao)是(shi)(shi)用纖(xian)維(wei)素(su)(su)制(zhi)成(cheng)的生物(wu)基塑料(liao)(liao)代替品(pin)，成(cheng)為了(le)第一個(ge)生物(wu)塑料(liao)(liao)。1900年(nian)早期的玻璃紙是(shi)(shi)由一種纖(xian)維(wei)素(su)(su)制(zhi)成(cheng)的透(tou)明(ming)薄(bo)膜(mo)。在(zai)1920年(nian)首次發(fa)現(xian)生物(wu)塑料(liao)(liao)來源(yuan)于細(xi)菌PHB。后在(zai)1997年(nian)嘉吉(ji)和(he)陶氏開(kai)發(fa)了(le)以玉米生物(wu)塑料(liao)(liao)的PLA，2000年(nian)發(fa)現(xian)了(le)蘑菇、藻類和(he)廢棄物(wu)這些可(ke)代替的材料(liao)(liao)。

塑(su)料的(de)三個(ge)發(fa)展階(jie)(jie)段天然高分(fen)子加工階(jie)(jie)段：這個(ge)時期以天然高分(fen)子，主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)纖維素(su)的(de)改性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)加工為特征(zheng)，1903年(nian)(nian)德國人 A.艾興格林發(fa)明了不易燃燒的(de)醋酸纖維素(su)和(he)(he)注射成型方(fang)法。合(he)(he)成樹(shu)脂(zhi)(zhi)階(jie)(jie)段這個(ge)時期是(shi)(shi)以合(he)(he)成樹(shu)脂(zhi)(zhi)為基礎原(yuan)料生產塑(su)料為特征(zheng)。1909年(nian)(nian)美國人L.H.貝克蘭(lan)在(zai)用苯酚(fen)和(he)(he)甲醛來合(he)(he)成樹(shu)脂(zhi)(zhi)方(fang)面，做出了突破性(xing)(xing)(xing)的(de)進展，取得第一個(ge)熱(re)固性(xing)(xing)(xing)樹(shu)脂(zhi)(zhi)──酚(fen)醛樹(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)專利權。在(zai)酚(fen)醛樹(shu)脂(zhi)(zhi)中，加入填料后，熱(re)壓(ya)制成模壓(ya)制品、層壓(ya)板、涂料和(he)(he)膠粘劑等。這是(shi)(shi)第一個(ge)完(wan)全合(he)(he)成的(de)塑(su)料。

大發(fa)展階段在這一時(shi)期通(tong)用(yong)塑料(liao)(liao)的(de)產(chan)量(liang)迅速(su)增大，聚烯(xi)烴(jing)塑料(liao)(liao)在70年代又(you)有聚1－丁烯(xi)和聚 4-甲基-1-戊烯(xi)投入(ru)生產(chan)。形(xing)成了世(shi)界上(shang)產(chan)量(liang)最大的(de)聚烯(xi)烴(jing)塑料(liao)(liao)系(xi)列(lie)。同時(shi)出現了多品種高性能(neng)的(de)工程塑料(liao)(liao)。

典(dian)型(xing)塑(su)(su)料(liao)的(de)(de)(de)發(fa)展歷(li)程塑(su)(su)料(liao)一詞(ci)源自希(xi)臘語(yu)（plastikos），意思為適合模制，即指在制造(zao)過(guo)程中的(de)(de)(de)可(ke)塑(su)(su)性(xing)，允(yun)許它們被鑄造(zao)成各種各樣(yang)的(de)(de)(de)形狀。塑(su)(su)料(liao)的(de)(de)(de)發(fa)明(ming)堪稱(cheng)為20世紀人(ren)類的(de)(de)(de)一大杰作(zuo)，歷(li)經(jing)百余年的(de)(de)(de)發(fa)展，塑(su)(su)料(liao)已經(jing)遍布全球(qiu)，成為現(xian)代文明(ming)社會不可(ke)或缺(que)的(de)(de)(de)重要(yao)原(yuan)料(liao)。

帕克辛

“帕(pa)克(ke)(ke)(ke)辛”是最早發(fa)現的一種塑(su)料(liao)。在19世(shi)紀50年代，英(ying)國化學(xue)家帕(pa)克(ke)(ke)(ke)斯在研(yan)究膠棉(mian)處理方法時(shi)，無意中將膠棉(mian)和樟腦(nao)混合，產生了一種能夠彎(wan)曲的硬材料(liao)，并將它命名為“帕(pa)克(ke)(ke)(ke)辛”。帕(pa)克(ke)(ke)(ke)斯利(li)用“帕(pa)克(ke)(ke)(ke)辛”制造出了梳子、紐扣和珠(zhu)寶飾品(pin)等各類(lei)物品(pin)，備受人(ren)們青睞。

賽璐珞

在19世紀60年代，紐(niu)約人海亞特改(gai)進(jin)了“帕克辛”的制造工序(xu)，并(bing)將其重新命(ming)名為(wei)“賽璐(lu)珞”。“賽璐(lu)珞”最初(chu)是被(bei)應用于(yu)臺球(qiu)制造，隨著塑料市場的不斷(duan)擴(kuo)大，“賽璐(lu)珞”被(bei)制作成了各種(zhong)各樣的產品。“賽璐(lu)珞”是人造塑料，具有易燃的特點，因(yin)此其產品制作的范圍有限。

酚醛塑料

20世(shi)紀(ji)初期，酚(fen)(fen)醛(quan)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)面世(shi)，標志著(zhu)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)時代的(de)(de)(de)正(zheng)式(shi)開始。酚(fen)(fen)醛(quan)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)是第一種能有(you)效耐高溫(wen)的(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)，由苯(ben)酚(fen)(fen)和(he)(he)甲醛(quan)制成(cheng)。美籍比利(li)(li)時化(hua)學家貝克蘭(lan)(lan)德發現(xian)苯(ben)酚(fen)(fen)（C6H5OH）和(he)(he)甲醛(quan)（HCOH）的(de)(de)(de)混合(he)(he)物較為(wei)(wei)粘稠，且(qie)向粉(fen)狀的(de)(de)(de)酚(fen)(fen)醛(quan)樹脂（以煤(mei)焦油為(wei)(wei)原料(liao)(liao)(liao)(liao)合(he)(he)成(cheng)）中(zhong)(zhong)添加木(mu)屑(xie)，混合(he)(he)均勻后(hou)加熱、加壓模(mo)塑(su)(su)成(cheng)了各種制品，具有(you)較強的(de)(de)(de)耐火性能。貝克蘭(lan)(lan)德將該物質命名為(wei)(wei)“貝克利(li)(li)特”，又(you)稱“電木(mu)”。電木(mu)最初用(yong)于(yu)電氣(qi)和(he)(he)機(ji)械(xie)部件，后(hou)被廣泛應用(yong)于(yu)各種消(xiao)費品。當貝克蘭(lan)(lan)德在1907年(nian)申請(qing)了貝克利(li)(li)特的(de)(de)(de)專利(li)(li)后(hou)，酚(fen)(fen)醛(quan)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)便正(zheng)式(shi)誕生。這一發明被認為(wei)(wei)是20世(shi)紀(ji)的(de)(de)(de)“煉金術”，貝克蘭(lan)(lan)德也因此(ci)獲(huo)得(de)了“塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)之父”的(de)(de)(de)稱號。后(hou)來人(ren)們(men)將酚(fen)(fen)醛(quan)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)模(mo)制成(cheng)了收音機(ji)、電話、時鐘(zhong)和(he)(he)臺球等各種物質。第一次(ci)世(shi)界(jie)大(da)戰后(hou)，電氣(qi)工業呈現(xian)出(chu)迅猛發展的(de)(de)(de)態(tai)勢，人(ren)們(men)對酚(fen)(fen)醛(quan)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)需(xu)求量不斷增加，雖然目前酚(fen)(fen)醛(quan)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)已經(jing)被其(qi)他更高性能的(de)(de)(de)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)所替代，但它(ta)們(men)仍然能夠用(yong)于(yu)需(xu)要其(qi)絕緣和(he)(he)耐熱性能的(de)(de)(de)應用(yong)中(zhong)(zhong)。

博覽(lan)會上推(tui)出來塑料行(xing)業的(de)(de)“明星”，即(ji)聚(ju)酰(xian)胺(an)（PA）。聚(ju)酰(xian)胺(an)又(you)稱(cheng)尼龍，是(shi)首款純合成(cheng)(cheng)纖維(wei)。1927年，杜邦公司開始了(le)(le)一個(ge)名為Fiber66的(de)(de)秘密開發項(xiang)目，項(xiang)目參(can)與者(zhe)哈佛化(hua)學家華萊(lai)士在了(le)(le)解新材料的(de)(de)分(fen)子結(jie)構和物(wu)(wu)理性質時發現了(le)(le)合成(cheng)(cheng)尼龍纖維(wei)，此后，Carothers和他(ta)的(de)(de)團隊合成(cheng)(cheng)了(le)(le)許多不同的(de)(de)聚(ju)酰(xian)胺(an)。杜邦公司投入了(le)(le)大(da)量資(zi)金(jin)用于(yu)(yu)精制和推(tui)廣尼龍，造就了(le)(le)有名的(de)(de)“尼躁狂”現象(xiang)。目前，尼龍仍(reng)然是(shi)重要的(de)(de)塑料，由于(yu)(yu)其良(liang)好的(de)(de)耐熱性，常被用于(yu)(yu)合成(cheng)(cheng)齒輪，軸承，襯套等的(de)(de)物(wu)(wu)質。

合成橡膠

到(dao)20世紀初，輪胎以(yi)及(ji)電氣工(gong)業(ye)對橡(xiang)膠(jiao)需求量(liang)急劇增長，且天然橡(xiang)膠(jiao)在(zai)被(bei)用(yong)作(zuo)輪胎時性能(neng)也談不上優異。1906，德(de)國拜耳公司前身(shen)弗里(li)德(de)里(li)希·拜耳染(ran)料廠(chang)發(fa)布懸賞令，“研制(zhi)出制(zhi)造橡(xiang)膠(jiao)或(huo)橡(xiang)膠(jiao)替代品的(de)(de)(de)(de)方法，公司將獎勵發(fa)明(ming)者兩萬馬克”，使德(de)國化學(xue)家(jia)弗雷(lei)茲·霍(huo)(huo)夫(fu)曼有了研究合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)動力。霍(huo)(huo)夫(fu)曼把橡(xiang)膠(jiao)基質放到(dao)很(hen)多錫罐中加熱，并耐心等(deng)待了數周(zhou)乃(nai)至數月，在(zai)罐子里(li)發(fa)現(xian)了一種奇特的(de)(de)(de)(de)物質，它(ta)(ta)可以(yi)隨聚合(he)溫度(du)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化而變(bian)得很(hen)軟或(huo)很(hen)硬，但是始(shi)終保持彈性。這種物質被(bei)稱為甲(jia)基橡(xiang)膠(jiao)，它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)標志著合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)誕生。

聚甲基丙烯酸甲酯

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），又(you)被稱(cheng)為又(you)稱(cheng)做壓克力(li)、亞克力(li)或有機玻(bo)璃(li)(li)。1902年，德國化學(xue)家O.R?hm合(he)成了(le)PMMA。O.R?hm開(kai)始只是想把(ba)這種(zhong)材料用(yong)于黏合(he)劑，直(zhi)至1936年，PMMA才開(kai)始大規模(mo)生產。PMMA比玻(bo)璃(li)(li)更硬，更透(tou)(tou)明，后來以玻(bo)璃(li)(li)替代品出(chu)售，并(bing)廣泛用(yong)于儀器儀表零(ling)件、汽車(che)車(che)燈、光學(xue)鏡(jing)片、透(tou)(tou)明管(guan)道制作(zuo)。

聚乙烯

1933年(nian)(nian)，英國（ICI）的(de)ReginaldGibson和EricFawcett發現發現乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)在(zai)(zai)高(gao)壓下可聚(ju)(ju)合生(sheng)成(cheng)(cheng)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)，此法被稱為(wei)高(gao)壓法，并于1939年(nian)(nian)開(kai)始工業化(hua)生(sheng)產。聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)（PE）隨(sui)后(hou)演變成(cheng)(cheng)低密度聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)（LDPE）和高(gao)密度聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)（HDPE）兩種(zhong)形式。50年(nian)(nian)代初(chu)期，美國菲(fei)利浦石(shi)油公司發現以(yi)氧化(hua)鉻-硅鋁膠為(wei)催(cui)化(hua)劑，乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)在(zai)(zai)中壓下可聚(ju)(ju)合生(sheng)成(cheng)(cheng)高(gao)密度聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)，并于1957年(nian)(nian)實(shi)現工業化(hua)生(sheng)產。60年(nian)(nian)代，加拿(na)大杜邦公司開(kai)始以(yi)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)和α-烯(xi)(xi)(xi)烴用(yong)溶液(ye)法制(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)低密度聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)。PE便宜，靈活(huo)，耐用(yong)，耐化(hua)學腐(fu)蝕。LDPE用(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)造薄膜和包裝材料，而HDPE多用(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)作容器(qi)，管道和汽車配(pei)件等。

聚丙烯

聚丙烯(xi)是在20世(shi)紀50年(nian)代初(chu)由GiulioNatta發現的(de)塑料(liao)種(zhong)類(lei)。主要用于(yu)各(ge)種(zhong)長、短丙綸纖維的(de)生產，用于(yu)生產聚丙烯(xi)編織袋(dai)、打(da)包袋(dai)、注塑制品等(deng)，用于(yu)生產電(dian)器(qi)、電(dian)訊、燈(deng)飾、照明設(she)備及(ji)電(dian)視機的(de)阻(zu)燃(ran)零(ling)部(bu)件，澳(ao)大利亞的(de)錢幣(bi)也使用聚丙烯(xi)制作(zuo)。

聚氨酯

聚氨酯由FriedrichBayer＆Company于(yu)1937年發明(ming)，戰后將用于(yu)床墊，家具(ju)襯墊和隔熱的(de)吹(chui)(chui)塑形式。它也是(shi)纖(xian)維(wei)氨綸(lun)的(de)組(zu)成部分(fen)（非(fei)吹(chui)(chui)塑形式）之一。

聚對苯二甲酸乙(yi)二醇(chun)酯

聚對苯二甲酸乙(yi)二醇(chun)酯（PET或PETE）商品(pin)名為Dacron、的(de)(de)(de)(de)(de)確良(liang)、滌綸等，是生活中常見的(de)(de)(de)(de)(de)一種樹脂。1941，在(zai)曼徹斯特(te)Calico打印(yin)機(ji)協會的(de)(de)(de)(de)(de)一個(ge)小(xiao)英國(guo)公(gong)司(si)工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)RexWhinfield和(he)JamesDickson的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學家發明了(le)PET，世界大戰后，PET被用(yong)于(yu)合成纖維(wei)。PET的(de)(de)(de)(de)(de)透氣性弱且耐腐蝕，因此(ci)常被用(yong)于(yu)制作(zuo)可(ke)口(kou)可(ke)樂和(he)其(qi)他碳酸飲料的(de)(de)(de)(de)(de)瓶子。此(ci)外，PET也可(ke)制成薄膜(mo)用(yong)于(yu)錄(lu)音、錄(lu)像(xiang)、電影(ying)膠片(pian)、光學碟片(pian)等的(de)(de)(de)(de)(de)基片(pian)、絕緣膜(mo)、產品(pin)包(bao)裝(zhuang)等。

生物降解塑料

生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)是(shi)(shi)指一類(lei)由自然界存在的(de)(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)如細菌、霉菌(真菌)和藻類(lei)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)而引起降(jiang)(jiang)解的(de)(de)塑(su)料(liao)。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)主(zhu)要是(shi)(shi)由天然高分(fen)子(zi)或(huo)農(nong)副產品(pin)經微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)發(fa)(fa)酵或(huo)合(he)成具(ju)有生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解性的(de)(de)高分(fen)子(zi)制(zhi)得，如熱塑(su)性淀粉塑(su)料(liao)、脂肪族聚酯、聚乳酸等。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)由于具(ju)有良好的(de)(de)降(jiang)(jiang)解性，主(zhu)要用(yong)(yong)作(zuo)食物(wu)(wu)軟硬(ying)包(bao)裝材料(liao)，這也是(shi)(shi)現階段(duan)其最(zui)大的(de)(de)應用(yong)(yong)領域。德(de)國化學公司(si)巴斯夫(fu)生(sheng)(sheng)(sheng)產了一種(zhong)完全(quan)可生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解的(de)(de)聚酯，Ecoflex，用(yong)(yong)于食品(pin)包(bao)裝應用(yong)(yong)。GehrPlastics開(kai)發(fa)(fa)了ECOGEHR，是(shi)(shi)由專業人員分(fen)發(fa)(fa)的(de)(de)全(quan)系列(lie)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)聚合(he)物(wu)(wu)形(xing)狀塑(su)料(liao)。下(xia)表(biao)表(biao)示部分(fen)塑(su)料(liao)的(de)(de)發(fa)(fa)現及工(gong)業化年份。

1868 硝酸纖維素(su)(1833)

1909 酚醛樹(shu)脂(zhi)(1872)

1919 酪(lao)素塑料(1897)

1926 苯胺甲醛樹脂(1892)

1927 醋酸纖維(1865) 醇酸樹脂(1901)

1929 聚醋酸乙烯(1912) B8醛樹脂(1918)

1931 聚丙烯(xi)酸(suan)甲酯(zhi)(1880)

1935 乙(yi)基纖維素(1913)

1936 聚氯乙(yi)烯(1872)

1936 聚甲基丙烯(xi)酸(suan)甲酯(1932)

1936 聚乙烯(xi)醇縮醛(1928)

1938 聚(ju)苯(ben)乙烯(xi)(1839)