Ľudstvo používa prírodné polymérne materiály, ako je drevo, koža a vlna od začiatku histórie, ale syntetické polyméry sa stali možnými až po vývoji gumárenskej technológie v roku 1800.Prvý syntetický polymérny materiál, celuloid, vynašiel John Wesley Hyatt v roku 1869 z nitrátu celulózy a gáfru.Veľkým prelomom v oblasti syntetických polymérov bol vynález bakelitu od Lea Hendrika Baekelanda v roku 1907. Práca Hermanna Staudingera z 20. rokov 20. storočia jasne demonštrovala makromolekulárnu povahu dlhých reťazcov opakujúcich sa jednotiek.1 Slovo „polymér“ pochádza z gréčtiny a znamená „veľa“. časti“.Rýchly rast priemyslu polymérov sa začal krátko pred druhou svetovou vojnou vývojom akrylových polymérov, polystyrénu, nylonu, polyuretánov a následným zavedením polyetylénu, polyetyléntereftalátu, polypropylénu a ďalších polymérov v 40. a 50. rokoch 20. storočia.Zatiaľ čo v roku 1945 sa vyrobilo len asi 1 milión ton, objem výroby plastov prekonal výrobu ocele v roku 1981 a odvtedy sa tento rozdiel neustále zväčšuje.
Čisté polyméry sa len zriedka spracovávajú samostatne.Zmiešavajú sa s inými materiálmi, zvyčajne mechanickým miešaním alebo miešaním v tavnom stave, aby sa vyrobili pelety, prášky alebo škvarky, ktoré sa použijú v následných spracovateľských operáciách.2 Takéto zložené produkty sa označujú ako „plasty“, čo v gréčtine znamená „poddajné“.Zmesi môžu obsahovať leštidlá (na zníženie nákladov), výstuže, iné polyméry, farbivá, retardéry, stabilizátory (na zabránenie znehodnotenia vplyvom svetla, tepla alebo iných faktorov prostredia) a rôzne pomocné látky pri spracovaní.
Syntetické polyméry možno rozdeliť do dvoch kategórií.Termoplasty (ďaleko najväčší objem) je možné roztaviť zahrievaním, stuhnúť ochladením a opakovane pretaviť.Hlavné typy sú polyetylén (PE), polypropylén (PP), polystyrén (PS), polyvinylchlorid (PVC), polykarbonát (PC), polymetylmetakrylát (PMMA), polyetyléntereftalát (PET) a polyamid (PA, nylon).Termosety sa vytvrdzujú pôsobením tepla a tlaku v dôsledku sieťovania, tj vytvárania trvalých trojrozmerných sietí.Nemôžu byť zmäkčené zahrievaním na opätovné spracovanie.Bakelit, epoxidy a väčšina polyuretánov sú termosety.
Tento prehľad je venovaný výlučne spracovaniu termoplastov.Komerčné termoplasty sú klasifikované podľa ich výkonu ako „komoditné“ (nízky výkon, ako sú PE, PP, PS a PVC), „technické“ (ako sú PC, nylon a PET) alebo „pokročilé“ (najvyšší výkon, ako napr. polyméry s tekutými kryštálmi (LCP), polyfenylénsulfid (PPS) a polyéteréterketón (PEEK)).Predpokladaný explozívny rast v inžinierstve a pokročilých polyméroch sa nenaplnil.Využívanie plastov v posledných troch desaťročiach neustále rastie, najmä však v kategórii komodít.V súčasnosti tvoria komoditné polyméry ~ 88 % vyrobeného objemu,3 technické plasty ~ 12 % a pokrok menej ako 1 %.Hoci ceny pokročilých polymérov za kilogram sú oveľa vyššie ako ceny komoditných polymérov, ich globálna hodnota pre ekonomiku je stále veľmi malá.
Komoditné plasty majú nízku pevnosť a tuhosť v porovnaní s kovmi alebo keramikou a majú tendenciu vykazovať tečenie pod aplikovanou silou.Majú tiež teplotné obmedzenia pri ich použití ako pevných látok (väčšina sa topí v rozmedzí 100–250 °C).Moduly ťahu komoditných plastov sú ~1 GPa (v porovnaní s 210 GPa pre oceľ).Výrazné zlepšenie prevýšenia možno dosiahnuť usporiadaním polymérnych reťazcov.Väzby uhlík-uhlík sú v skutočnosti veľmi silné a vyrábali sa polyetylény s jedným Žlamentom s hodnotami modulu presahujúcimi moduly ocele.Vysoká orientácia sa dá dosiahnuť špeciálnymi technikami spracovania, napríklad vytláčaním a následným ťahaním pri nízkych teplotách.Pri nízkych teplotách majú polymérne reťazce obmedzenú pohyblivosť a orientácia zostáva po natiahnutí.Nedávne objavy a vývoj jednomiestnych katalyzátorov na báze metalocénu viedli k novým druhom komoditných polymérov s riadenou molekulárnou architektúrou so zlepšenými vlastnosťami.
Svetová produkcia polymérov vzrástla3 z 27 miliónov ton v roku 1975 na ~200 miliónov ton ročne v roku 2000 a stále rastie.Podľa nedávnej správy 4 dodávky plastových výrobkov v USA v roku 2000 dosiahli 330 miliárd USD a dodávateľské odvetvia mali tržby vo výške 90 miliárd USD, čím sa ročná suma zvýšila na 420 miliárd USD.Celková zamestnanosť sa odhadovala na 2,4 milióna – približne 2 % pracovnej sily v USA.Rast priemyslu polymérov je výsledkom jedinečnej kombinácie vlastností plastových výrobkov, medzi ktoré patrí ľahké tvarovanie a výroba, nízka hustota, odolnosť proti korózii, elektrická a tepelná izolácia a často priaznivá tuhosť a húževnatosť na jednotku hmotnosti.
Čas odoslania: Feb-04-2018