Historia tworzyw sztucznych

Historia tworzyw sztucznych

Początki rozwoju tworzyw sztucznych sięgają połowy XIX wieku. W tamtym czasie, aby sprostać potrzebom dynamicznie rozwijającego się przemysłu tekstylnego w Wielkiej Brytanii, chemicy mieszali ze sobą różne substancje chemiczne, mając nadzieję na uzyskanie wybielacza i barwnika. Chemicy szczególnie upodobali sobie smołę węglową, która jest odpadem o kondensacji przypominającej twaróg, gromadzonym w kominach fabrycznych, zasilanych gazem ziemnym.

plastikowy

William Henry Platinum, asystent laboratoryjny w Królewskim Instytucie Chemii w Londynie, był jedną z osób, które przeprowadziły ten eksperyment. Pewnego dnia, gdy platyna wycierała rozlane na stole laboratoryjnym odczynniki chemiczne, odkryto, że szmatka została zafarbowana na kolor lawendy, rzadko spotykany w tamtych czasach. To przypadkowe odkrycie sprawiło, że platyna weszła do branży farbiarskiej i ostatecznie stała się milionerem.
Chociaż odkrycie platyny nie jest tworzywem sztucznym, to przypadkowe odkrycie ma ogromne znaczenie, ponieważ pokazuje, że związki chemiczne można uzyskać poprzez kontrolowanie naturalnych materiałów organicznych. Producenci zdali sobie sprawę, że wiele materiałów naturalnych, takich jak drewno, bursztyn, guma i szkło, jest albo zbyt rzadkich, albo zbyt drogich, albo nie nadaje się do masowej produkcji, ponieważ są zbyt drogie lub niewystarczająco elastyczne. Materiały syntetyczne stanowią idealny substytut. Platyna może zmieniać kształt pod wpływem ciepła i ciśnienia, a także zachowywać go po schłodzeniu.
Colin Williamson, założyciel London Society for the History of Plastics, powiedział: „W tamtych czasach ludzie stanęli przed problemem znalezienia taniej i łatwej do zmiany alternatywy”.
Po platynie, kolejny Anglik, Alexander Parks, zmieszał chloroform z olejem rycynowym, aby uzyskać substancję twardą jak poroże. Był to pierwszy sztuczny plastik. Parks ma nadzieję wykorzystać ten sztuczny plastik do zastąpienia gumy, która nie nadaje się do powszechnego użytku ze względu na koszty sadzenia, zbioru i przetwarzania.
Nowojorczyk John Wesley Hyatt, kowal, próbował wytwarzać kule bilardowe z materiałów sztucznych zamiast z kości słoniowej. Chociaż nie rozwiązał tego problemu, odkrył, że mieszając kamforę z odpowiednią ilością rozpuszczalnika, można uzyskać materiał, który może zmieniać kształt po podgrzaniu. Hyatt nazywa ten materiał celuloidem. Ten nowy rodzaj tworzywa sztucznego charakteryzuje się masową produkcją maszynową i przez niewykwalifikowanych pracowników. Wprowadza on do przemysłu filmowego mocny i elastyczny, przezroczysty materiał, który może wyświetlać obrazy na ścianie.
Celuloid przyczynił się również do rozwoju domowego przemysłu płytowego i ostatecznie zastąpił wczesne płyty cylindryczne. Później tworzywa sztuczne zaczęto wykorzystywać do produkcji płyt winylowych i kaset magnetofonowych, a poliwęglan do produkcji płyt kompaktowych.
Celuloid sprawia, że ​​fotografia stała się dziedziną o szerokim zasięgu. Zanim George Eastman wynalazł celuloid, fotografia była kosztownym i uciążliwym hobby, ponieważ fotograf musiał sam wywoływać film. Eastman wpadł na nowy pomysł: klient wysyłał gotowy film do sklepu, który otwierał, a on go wywoływał. Celuloid to pierwszy przezroczysty materiał, z którego można było zrobić cienką folię i zwinąć ją w rulon, aby umieścić w aparacie fotograficznym.
Mniej więcej w tym czasie Eastman poznał młodego belgijskiego imigranta, Leo Beckelanda. Baekeland odkrył rodzaj papieru drukarskiego, który jest szczególnie wrażliwy na światło. Eastman kupił wynalazek Becklanda za 750 000 dolarów amerykańskich (równowartość obecnych 2,5 miliona dolarów). Dysponując funduszami, Baekeland zbudował laboratorium. W 1907 roku wynalazł tworzywo fenolowe.
Ten nowy materiał odniósł ogromny sukces. Produkty wykonane z plastiku fenolowego obejmują telefony, kable izolowane, przyciski, śmigła lotnicze i kule bilardowe o doskonałej jakości.
Firma Parker Pen Company produkuje różne pióra wieczne z tworzywa fenolowego. Aby udowodnić wytrzymałość tworzyw fenolowych, firma przeprowadziła publiczną demonstrację i zrzuciła pióro z wieżowców. Magazyn „Time” poświęcił artykuł na okładce, przedstawiając wynalazcę tworzywa fenolowego i ten materiał, który można „używać tysiące razy”.
Kilka lat później laboratorium DuPont dokonało kolejnego, przypadkowego przełomu: stworzyło nylon, produkt zwany sztucznym jedwabiem. W 1930 roku Wallace Carothers, naukowiec pracujący w laboratorium DuPont, zanurzył rozgrzany pręt szklany w długim cząsteczkowym związku organicznym i uzyskał bardzo elastyczny materiał. Chociaż ubrania wykonane z wczesnego nylonu topiły się pod wpływem wysokiej temperatury żelaza, jego wynalazca, Carothers, kontynuował badania. Około osiem lat później DuPont wprowadził nylon na rynek.
Nylon jest szeroko stosowany w przemyśle – spadochrony i sznurowadła są z niego wykonane. Jednak kobiety są entuzjastkami nylonu. 15 maja 1940 roku Amerykanki sprzedały 5 milionów par nylonowych pończoch wyprodukowanych przez firmę DuPont. Nylonowych pończoch jest niewiele, a niektórzy przedsiębiorcy zaczęli podszywać się pod ich wyroby.
Ale historia sukcesu nylonu ma tragiczny finał: jego wynalazca, Carothers, popełnił samobójstwo, zażywając cyjanek. Steven Finnichell, autor książki „Plastic”, powiedział: „Po przeczytaniu pamiętnika Carothersa odniosłem wrażenie: Carothers napisał, że materiały, które wynalazł, były używane do produkcji odzieży damskiej. Skarpetki były bardzo sfrustrowane. Był uczonym, co sprawiało, że czuł się nie do zniesienia”. Czuł, że ludzie pomyślą, że jego głównym osiągnięciem było jedynie wynalezienie „zwykłego produktu komercyjnego”.
Podczas gdy DuPont był zafascynowany tym, że jego produkty cieszą się powszechnym uznaniem wśród ludzi, Brytyjczycy odkryli wiele zastosowań plastiku w wojsku podczas wojny. Odkrycia tego dokonano przypadkiem. Naukowcy z laboratorium Royal Chemical Industry Corporation w Wielkiej Brytanii przeprowadzili eksperyment, który nie miał z tym nic wspólnego i odkryli, że na dnie probówki wytrącił się biały, woskowaty osad. Po testach laboratoryjnych okazało się, że substancja ta jest doskonałym materiałem izolacyjnym. Jej właściwości różnią się od szkła, a fale radarowe mogą przez nią przenikać. Naukowcy nazywają ją polietylenem i wykorzystują ją do budowy budynków dla stacji radarowych, aby wychwytywały wiatr i deszcz, dzięki czemu radary mogą nadal rejestrować wrogie samoloty w deszczu i gęstej mgle.
Williamson z Towarzystwa Historii Tworzyw Sztucznych powiedział: „Istnieją dwa czynniki napędzające wynalezienie tworzyw sztucznych. Jednym z nich jest chęć zarabiania pieniędzy, a drugim wojna”. Jednak to kolejne dekady sprawiły, że plastik stał się prawdziwie „finney”. Chell nazwała go symbolem „wieku materiałów syntetycznych”. W latach 50. XX wieku pojawiły się plastikowe pojemniki na żywność, dzbanki, mydelniczki i inne artykuły gospodarstwa domowego; w latach 60. pojawiły się dmuchane krzesła. W latach 70. XX wieku ekolodzy zwrócili uwagę, że tworzywa sztuczne nie ulegają degradacji samoistnej. Entuzjazm ludzi dla produktów z tworzyw sztucznych osłabł.
Jednak w latach 80. i 90. XX wieku, ze względu na ogromne zapotrzebowanie na tworzywa sztuczne w przemyśle motoryzacyjnym i komputerowym, tworzywa sztuczne jeszcze bardziej umocniły swoją pozycję. Nie sposób zaprzeczyć, że jest to wszechobecny, powszechny materiał. Pięćdziesiąt lat temu świat mógł produkować zaledwie dziesiątki tysięcy ton plastiku rocznie; obecnie światowa roczna produkcja plastiku przekracza 100 milionów ton. Roczna produkcja plastiku w Stanach Zjednoczonych przewyższa łączną produkcję stali, aluminium i miedzi.
Nowe tworzywa sztuczneWciąż odkrywane są nowe rozwiązania. Williamson z Towarzystwa Historii Tworzyw Sztucznych powiedział: „Projektanci i wynalazcy będą używać tworzyw sztucznych w następnym tysiącleciu. Żaden materiał rodzinny nie jest tak dobry jak plastik, który pozwala projektantom i wynalazcom tworzyć własne produkty w bardzo niskiej cenie.


Czas publikacji: 27 lipca 2021 r.