plastik. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Perpustakaan teknikal percuma

SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

plastik. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Komen artikel

Plastik (jisim plastik) atau plastik ialah bahan organik berasaskan sebatian makromolekul sintetik atau semulajadi (polimer). Plastik berasaskan polimer sintetik telah menerima penggunaan yang sangat meluas.

Nama "plastik" bermaksud bahawa bahan-bahan ini, di bawah pengaruh haba dan tekanan, dapat membentuk dan mengekalkan bentuk tertentu selepas penyejukan atau pengawetan. Proses pengacuan disertai dengan peralihan keadaan boleh ubah bentuk plastik (mulur) kepada keadaan berkaca (pepejal).

Plastik
Perkakas rumah yang diperbuat daripada plastik

Penggunaan plastik secara meluas adalah salah satu ciri zaman kita. Hampir semua gentian semula jadi, resin dan bahan kini mempunyai pengganti tiruan mereka. Banyak bahan lain telah dicipta dengan sifat yang tidak terdapat di alam semula jadi. Dan ini, nampaknya, hanyalah permulaan pergolakan yang besar, sama pentingnya dengan revolusi material besar masa lalu - pembangunan gangsa dan besi.

Sebagai peraturan, plastik adalah sebatian organik kompleks yang merangkumi beberapa komponen. Yang paling penting daripada mereka, yang menentukan sifat asas bahan, adalah resin tiruan. Pengeluaran mana-mana plastik bermula dengan penyediaan resin ini. Secara umum, resin menduduki kedudukan pertengahan antara bahan pepejal dan cecair. Di satu pihak, mereka mempunyai banyak kualiti pepejal, tetapi mereka juga mempunyai banyak kecairan, iaitu, keupayaan untuk menukar bentuknya dengan mudah.

Dari segi struktur dalaman mereka, resin juga menduduki kedudukan yang berasingan: mereka tidak mempunyai kekisi kristal tegar, seperti kebanyakan pepejal; mereka tidak mempunyai takat lebur yang pasti dan, apabila dipanaskan, perlahan-lahan melembut, bertukar menjadi cecair likat. Seperti getah, yang sifatnya sangat dekat, resin adalah polimer, iaitu, molekulnya terdiri daripada sebilangan besar unit yang serupa (selalunya sangat mudah dalam struktur).

Resin tiruan (sintetik) boleh diperolehi hasil daripada dua jenis tindak balas kimia: tindak balas pemeluwapan dan tindak balas pempolimeran. Semasa tindak balas pemeluwapan, apabila dua atau lebih bahan berinteraksi, bahan baru terbentuk dan hasil sampingan (air, ammonia, dan lain-lain) masih dibebaskan. Resin fenolik, sebagai contoh, diperoleh daripada fenol dan formaldehid: dua molekul fenol dihubungkan bersama, seolah-olah, oleh jambatan dengan kumpulan metilena yang terkandung dalam formaldehid, dan air dibebaskan. Kemudian molekul-molekul ini, sudah dua kali ganda, mengikat antara satu sama lain. Pada akhirnya, molekul besar struktur linear atau tiga dimensi diperolehi.

Dalam tindak balas pempolimeran, molekul bahan yang sama memasuki interaksi. Menggabungkan antara satu sama lain, mereka membentuk bahan baru - polimer tanpa mengasingkan produk sampingan. Seperti yang telah dinyatakan dalam bab getah, semua bahan organik yang mempunyai atom karbon dengan ikatan dua atau tiga kali ganda dalam molekulnya mampu melakukan tindak balas pempolimeran.

Resin mengikat, atau, seperti yang kadang-kadang dikatakan, simen, semua bahagian konstituen plastik, memberikan keplastikan dan kualiti lain yang berharga - kekerasan, rintangan air, sifat penebat mekanikal dan elektrik. Sebagai tambahan kepada resin dalam banyak jenis plastik, tempat penting (50-70% daripada jisim) diduduki oleh pengisi yang dipanggil, yang boleh menjadi bahan organik dan mineral. Antara pengisi organik, selulosa dianggap paling penting (digunakan dalam bentuk kertas, kain atau linter - sikat kapas; mereka diresapi dengan larutan resin, kemudian dikeringkan dan ditekan). Pengisi bukan organik termasuk mika, batu tulis, talkum, asbestos, kain kaca dan grafit.

Sebagai peraturan, pengisi jauh lebih murah daripada resin, dan pengenalannya, dengan pemilihan yang betul, hampir tidak menjejaskan sifat plastik. Kadang-kadang pengenalan pengisi yang dipilih dengan baik malah meningkatkan kualiti plastik. Ia juga boleh diperbaiki dengan bantuan bahan tambahan dan pemplastik khas. Yang pertama, diambil walaupun dalam kuantiti yang kecil, memberikan sifat baru kepada plastik (contohnya, penambahan logam menjadikan plastik konduktif daripada dielektrik). Dan plasticizer, membentuk penyelesaian dengan resin, melembutkannya dan memberikan keplastikan tambahan.

Permulaan pengeluaran plastik berasaskan bahan tiruan bermula sejak sepertiga pertama abad ke-1830. Pada tahun 1863, salah satu plastik pertama, camptulikon, dihasilkan di England. Asas bahan berlapis ini adalah kain jut, di mana campuran getah, gabus hancur dan beberapa komponen lain digulung. Namun, disebabkan harga getah yang tinggi, pengeluaran plastik ini tidak berleluasa. Pada tahun XNUMX, orang Inggeris Walton menggantikan getah dengan linoxin dan dengan itu memulakan pengeluaran linoleum. Sehingga kini, ia telah digunakan secara meluas sebagai penutup lantai, kerana ia dipadam jauh lebih perlahan daripada kayu dan juga marmar.

Penciptaan seluloid, berasaskan selulosa, memulakan penggunaan plastik secara meluas. Selulosa, atau gentian, membentuk asas kayu dan bahan tumbuhan lain; molekulnya terdiri daripada sejumlah besar unit struktur mudah; dalam bentuk tulennya, ia adalah bahan tidak berwarna, boleh diserap dan tidak larut.

Pada tahun 1845, didapati bahawa apabila selulosa (bulu kapas) dirawat dengan asid nitrik dan sulfurik, ester asid nitrik terbentuk, dikenali sebagai pyroxylin. Bahan ini sangat berbahaya dan meletup dengan kuat apabila kering. Walau bagaimanapun, kemudiannya disedari bahawa apabila basah, ia tidak berbahaya sama sekali. Persoalannya timbul: jika air menghilangkan kuasa letupan pyroxylin, maka mungkin ada cara lain untuk mempengaruhi sifatnya. Ternyata jika nitroselulosa basah dicampur dengan kapur barus, anda mendapat plastik yang boleh diproses pada penggelek, ditekan dan dibentuk.

Pada tahun 1869, Hayeth bersaudara memperoleh seluloid dengan cara ini, yang mula dihasilkan secara komersial dari 1872. Seluloid mempunyai kekuatan yang hebat, cantik dan boleh dicelup sebarang warna atau digunakan sebagai filem lutsinar. Plastik ini tidak lama kemudian tersebar luas. Mereka mula membuat foto daripadanya - dan filem, sikat, kotak, mainan kanak-kanak, butang, tali pinggang. Walau bagaimanapun, seluloid mempunyai satu kelemahan penting - ia ternyata mudah terbakar dan mudah dinyalakan.

Pada tahun 1872, ahli kimia Jerman Bayer mensintesis bahan resin baru dengan menggabungkan fenol dengan formaldehid dengan kehadiran asid hidroklorik. Oleh kerana kekurangan formaldehid murah pada masa itu, penemuan ini tidak menerima aplikasi industri.

Hanya pada awal abad ke-1908, pengeluaran kilang resin fenol-formaldehid mula ditubuhkan, terutamanya selepas penyelidik Inggeris Baekeland pada tahun 500 menemui kaedah untuk pengeluaran plastik fenolik daripada bahan mentah yang sama, yang mempunyai keupayaan untuk menjadi boleh dimasukkan dan tidak larut apabila dipanaskan. Mereka telah memperoleh kepentingan teknikal yang besar. Plastik berasaskan resin ini dinamakan sempena pencipta mereka Bakelite. Bahan mentah untuk resin fenol-formaldehid ialah fenol (asid karbolik) dan formalin (formalin ialah larutan gas formaldehid dalam air; formaldehid diperoleh secara buatan dengan mengoksidakan metil alkohol dengan oksigen atmosfera pada suhu 600-XNUMX darjah). Pertama sekali, resin ini mula digunakan sebagai pengganti resin semula jadi - shellac untuk penebat elektrik. Tetapi tidak lama kemudian ternyata mereka mempunyai banyak sifat yang tidak dimiliki oleh shellac atau resin semula jadi yang lain.

Fenoplast mula dengan cepat menakluki kawasan aplikasi yang luas untuk diri mereka sendiri dan untuk masa yang lama menduduki kedudukan utama di kalangan plastik. Produk yang dibuat daripada mereka dibezakan oleh rintangan haba, rintangan air, kekuatan mekanikal yang sangat tinggi dan sifat penebat yang baik. Ia digunakan secara meluas untuk pembuatan palam, soket, kartrij dan barangan lain peralatan elektrik, serta dalam industri kimia sebagai bahan untuk tong, tangki dan paip yang digunakan dalam persekitaran yang agresif. Pengisi dalam plastik ini biasanya tepung kayu. Kemudian, berdasarkan resin fenolik, plastik yang digunakan secara meluas dalam kejuruteraan mekanikal seperti getinaks, textolite dan lain-lain mula diperolehi. Produk daripada mereka diperolehi dengan kain menekan panas, kertas atau papan lapis yang diresapi dengan resin.

Dengan cara ini, bahagian yang sangat kuat dan ringan (contohnya, gear atau galas) boleh dibuat yang berjaya menggantikan bahagian logam. Selain itu, tidak seperti yang kedua, bahagian ini beroperasi secara senyap dan tidak terdedah kepada kesan pemusnahan minyak pelincir. Ya, dan membuatnya lebih mudah dan lebih murah daripada bahagian logam. Jika benang kaca digunakan sebagai pengisi, plastik terbentuk yang telah meningkatkan kekuatan.

Satu lagi jenis plastik yang meluas telah menjadi plastik karbamid. Bahan permulaan utama untuk penghasilan resin karbamid ialah urea. Urea ialah bahan organik pertama dalam sejarah yang disintesis secara buatan; ahli kimia Jerman Wöhler memperolehnya pada tahun 1828 daripada kalium sianida, sulfat dan ammonium, tetapi ia menerima aplikasi praktikal hanya seratus tahun kemudian.

Pada tahun 1918, ahli kimia Czech John mengeluarkan paten untuk kaedah membuat resin baru daripada urea dan formaldehid. Resin ini mempunyai banyak sifat yang luar biasa: ia tidak berwarna, tahan lama, mudah terbakar rendah, tahan panas, dihantar dengan sempurna bukan sahaja cahaya, tetapi juga sinar ultraungu (yang tidak dihantar oleh kaca biasa) dan mudah dicelup dalam sebarang warna. Pada masa yang sama, bagaimanapun, ia mempunyai satu kelemahan yang ketara - ia menyerap kelembapan. Tidak lama kemudian pengeluaran plastik karbamida bermula. Mereka telah meluas sebagai bahan penamat dan hiasan yang sangat baik. Mipor, yang mempunyai ciri penebat haba dan bunyi yang sangat baik, juga tergolong dalam keluarga plastik ini.

Pada tahun-tahun berikutnya, banyak plastik baru telah disintesis. Plastik lutsinar yang kuat telah meluas dalam teknologi, berjaya menggantikan kaca yang rapuh. Yang paling sesuai untuk tujuan ini ialah polimetil metakrilat yang diperoleh daripada aseton, asid hidrosianik dan metil alkohol. Ia digunakan untuk menghasilkan kaca organik yang tahan lama dan ringan. Polistirena (ia diperoleh daripada etilena dan benzena) telah menjadi bahan yang sangat diperlukan untuk penebat frekuensi tinggi.

Pada tahun 1940, ahli kimia Jerman Müller dan, secara bebas daripadanya, saintis Soviet Andrianov memperoleh plastik silikon pertama. Molekul plastik ini, bersama dengan karbon, termasuk silikon. Ini memberikan jenis plastik baharu sifat yang sangat berharga: ia sangat tahan haba (tahan suhu sehingga 400-500 darjah), tahan air, asid dan pelarut organik. Semua ini menyediakan mereka dengan pelbagai aplikasi.

Untuk masa yang lama, ahli kimia gagal mempolimerkan etilena. (Etilena ialah gas ringan dengan formula CH2=CH2.) Hanya pada tahun 1937 masalah ini diselesaikan sebahagiannya: di bawah tekanan besar 1200 atm, etilena dicairkan, manakala ikatan berganda dalam molekulnya terputus dan tindak balas pempolimeran bermula. (Hasilnya ialah molekul [-CH2-CH2-]n.) Selepas 10-30% polietilena disintesis, etilena dibubarkan di dalamnya, dan tindak balas dihentikan. Apabila tekanan diturunkan, etilena tersejat dan kemudiannya digunakan dalam kitaran tindak balas yang baru. Kaedah ini sangat mahal, jadi polietilena tidak boleh menerima penggunaan yang ketara.

Pada tahun 1953, Zingler membangunkan kaedah yang lebih mudah untuk pengeluaran polietilena: pada tekanan yang jauh lebih rendah, etilena dibubarkan dalam petrol, kemudian di bawah tekanan 10 atmosfera dan dengan kehadiran pemangkin (alkylated titanium trichloride), tindak balas pempolimeran bermula . Dengan kelulusan kaedah pengeluaran ini, polietilena (penebat yang sangat baik, tahan terhadap asid) telah menjadi salah satu plastik yang paling banyak digunakan.

Pengarang: Ryzhov K.V.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita:

▪ organ manusia buatan

▪ mesin berputar

▪ Kawalan Jauh

Lihat artikel lain bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Kanta sentuh dengan kawalan gula dalam darah 15.04.2017

Sekumpulan saintis dari negeri Oregon AS menjalankan kajian, hasilnya mereka mendapati kanta sentuh boleh mengukur paras gula dalam darah. Sensasi yang menyakitkan pada masa yang sama menjadi sia-sia.

Para saintis Amerika telah dapat membangunkan kanta sentuh unik yang dengannya anda boleh menentukan tahap gula dalam darah. Hakikatnya ialah di dalam kanta, saintis telah meletakkan transistor yang mengawal prestasi. Dilaporkan bahawa satu milimeter persegi boleh memuatkan kira-kira dua setengah daripada sensor ini. Dengan bantuan Wi-Fi atau bluetooth, data boleh dihantar ke peranti, yang akan menyediakan prosedur yang tidak menyakitkan untuk menentukan komponen ini dalam darah. Para saintis sebelum ini mengatakan bahawa air mata boleh "memberitahu" tentang tahap bahan ini.

Pada masa ini, kanta sentuh jenis ini, yang boleh mengukur gula dalam darah, berada pada tahap ujian dan tidak akan dijual tidak lama lagi, tetapi kini kajian menunjukkan hasil yang positif.

Berita menarik lain:

▪ Buih melawan taufan

▪ Drone berkuasa ion senyap

▪ Penala TV terkecil di dunia

▪ Penerima Sony CXD5600GF dan CXD5601GG GNSS

▪ bunyi nyamuk

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Teknologi inframerah. Pemilihan artikel

▪ artikel oleh Samuel Butler. Kata-kata mutiara yang terkenal

▪ artikel Apakah dua tahun yang luar biasa untuk sejarah fizik: 1666 dan 1905? Jawapan terperinci

▪ artikel Pengendali makmal makmal foto. Deskripsi kerja

▪ artikel Antena kon disko dengan lebar jalur 80 hingga 500 MHz. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Duit syiling yang dilindungi. Fokus rahsia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web